[00139186]一种超细二氧化钛纳米颗粒及其制备方法

以太阳光作为持续能源以金属氧化物（如TiO2、ZnO等）为催化剂的光催化技术,是一种理想的解决水污染问题的方法。纳米TiO2化学性质稳定、几乎没有毒性、生物相容性好。如何获得分散性高,尺度分布较窄,结晶度高的超细二氧化钛纳米材料,是材料制备的关键。目前,二氧化钛超细纳米材料的制备方法主要分为两大类：溶剂热法和固相法。由于固相法虽然能够获得结晶度较高的纳米材料,但是该方法是将材料在高温下进行焙烧处理,因而造成颗粒的团聚与熔融较为严重,因此较难获得分散性高、尺寸较小的纳米材料。实验室广泛采用溶剂热法合成纳米TiO2,其优点是反应温度低,成本低,实验操作简单。其中,最典型的水热法一般以钛醇盐为前驱体水解得到溶胶,经水热处理后干燥煅烧,得到纳米TiO2。然而,溶剂热法是普通的液相环境中进行反应,受限于反应压力、溶剂溶解度等条件,难以得到超细纳米粉体。虽然工艺较成熟,但其后处理工艺繁琐,反应过程中添加的助剂（如表面活性剂等）较难除去。 依照奥斯特瓦尔德熟化规则,获得分布均一的超细纳米晶粒的关键是控制纳米粒子的形核和生长过程,必须在尽可能短的时间内爆发式的成核,使成核和生长两个阶段分开。超临界二氧化碳可以通过控制反应体系中的溶解度、物质扩散和迁移,同时调节溶液与纳米颗粒间的表面张力来实现对成核和生长的控制。 因此,若能将溶剂热法与超临界法相结合,即能弥补单一技术存在的不足,将两者的优势发挥到最大效果。在这种溶剂热法与超临界法相结合的条件下,可以有效地消除引起胶体粒子团聚的表面张力,使纳米材料的成核和生长两个阶段分开,在较短的时间内实现爆发式的等位均匀成核,最终获得分散性高,尺度分布较窄,结晶度高的超细二氧化钛纳米颗粒。