作业帮纳米二氧化钛制备的基本过程是怎样
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：化学作业 时间：2024/11/06 07:50:22
纳米二氧化钛制备的基本过程是怎样
需要什么原料
需要什么原料
主要制备方法
目前,制备纳米TiO2的方法很多,基本上可归纳为物理法和化学法.物理法又称为机械粉碎法,对粉碎设备要求很高；化学法又可分为气相法（CVD）、液相法和固相法.
编辑本段1、气相法制备二氧化钛
（1）物理气相沉积法
物理气相沉积法（PVD）是利用电弧、高频或等离子体等高稳热源将原料加热,使之气化或形成等离子体,然后骤冷使之凝聚成纳米粒子.其中以真空蒸发法最为常用.粒子的粒径大小及分布可以通过改变气体压力和加热温度进行控制.该法同时可采用于单一氧化物、复合氧化物、碳化物以及金属粉的制备.
（2）化学气相沉积法
化学气相沉积法（CVD）利用挥发性金属化合物的蒸气通过化学反应生成所需化合物,该法制备的纳米TiO2粒度细,化学活性高,粒子呈球形,单分散性好,可见光透过性好,吸收屏蔽紫外线能力强.该过程易于放大,实现连续化生产,但一次性投资大,同时需要解决粉体的收集和存放问题. CVD法又可分为气相氧化法、气相合成法、气相热解法和气相氢火焰法.
编辑本段2、液相法制备纳米二氧化钛
液相法是选择可溶于水或有机溶剂的金属盐类,使其溶解,并以离子或分子状态混合均匀,再选择一种合适的沉淀剂或采用蒸法、结晶、升华、水解等过程,将金属离子均匀沉积或结晶出来,再经脱水或热分解制得粉体.它又可分为胶溶法、溶胶-凝胶法和沉积法.其中沉积法又可分为直接沉积法和均匀沉积法.
（1）以硫酸氧钛为原料
加酸使其形成溶胶,经表面活性剂处理,得到浆状胶粒,热处理得到纳米TiO2粒子.
（2）溶胶-凝胶法
溶胶-凝胶法（简称S—G法）,是以有机或无机盐为原料,在有机介质中进行水解、缩聚反应,使溶液经溶胶-凝胶化过程得到凝胶,凝胶经加热（或冷冻）干燥、锻烧得到产品.该法得到的粉末均匀,分散性好,纯度高,煅烧温度低,反应易控制,副反应少,工艺操作简单,但原料成本较高.
（3）沉淀法
A、直接沉淀法 其反应机量为： Ti0SO4+2NH3·H2O → Ti0(OH)2↓ + (NH4)2 SO4 Ti0(OH)2 → Ti02(s)+H2O 该法操作简单易行,产品成本较低,对设备、技术要求不太苛刻,但沉淀洗涤困难,产品中易引入杂质,而且粒子分布较宽. B、均匀沉淀法 均匀沉淀法是利用某一化学反应使溶液中的构晶离子由溶液中缓慢均匀地释放出来,在该法中,加入沉液剂（如尿素）,不立刻与被沉淀物质发生反应,而是通过化学反应使沉淀剂在整个溶液中缓慢生成.该法得到的产品颗粒均匀、致密,便于过滤洗涤,是目前工业化看好的一种方法.
编辑本段固相法合成纳米二氧化钛
固相法合成纳米TiO2是利用固态物料热分解或固-固反应进行的.它包括氧化还原法、热解法和反应法.在此介绍常用的偏钛酸热解法制备纳米TiO2.该法制得的纳米 TiO2 粒径分布较宽,工艺简单,操作易行,可批量生成.
目前,制备纳米TiO2的方法很多,基本上可归纳为物理法和化学法.物理法又称为机械粉碎法,对粉碎设备要求很高；化学法又可分为气相法（CVD）、液相法和固相法.
编辑本段1、气相法制备二氧化钛
（1）物理气相沉积法
物理气相沉积法（PVD）是利用电弧、高频或等离子体等高稳热源将原料加热,使之气化或形成等离子体,然后骤冷使之凝聚成纳米粒子.其中以真空蒸发法最为常用.粒子的粒径大小及分布可以通过改变气体压力和加热温度进行控制.该法同时可采用于单一氧化物、复合氧化物、碳化物以及金属粉的制备.
（2）化学气相沉积法
化学气相沉积法（CVD）利用挥发性金属化合物的蒸气通过化学反应生成所需化合物,该法制备的纳米TiO2粒度细,化学活性高,粒子呈球形,单分散性好,可见光透过性好,吸收屏蔽紫外线能力强.该过程易于放大,实现连续化生产,但一次性投资大,同时需要解决粉体的收集和存放问题. CVD法又可分为气相氧化法、气相合成法、气相热解法和气相氢火焰法.
编辑本段2、液相法制备纳米二氧化钛
液相法是选择可溶于水或有机溶剂的金属盐类,使其溶解,并以离子或分子状态混合均匀,再选择一种合适的沉淀剂或采用蒸法、结晶、升华、水解等过程,将金属离子均匀沉积或结晶出来,再经脱水或热分解制得粉体.它又可分为胶溶法、溶胶-凝胶法和沉积法.其中沉积法又可分为直接沉积法和均匀沉积法.
（1）以硫酸氧钛为原料
加酸使其形成溶胶,经表面活性剂处理,得到浆状胶粒,热处理得到纳米TiO2粒子.
（2）溶胶-凝胶法
溶胶-凝胶法（简称S—G法）,是以有机或无机盐为原料,在有机介质中进行水解、缩聚反应,使溶液经溶胶-凝胶化过程得到凝胶,凝胶经加热（或冷冻）干燥、锻烧得到产品.该法得到的粉末均匀,分散性好,纯度高,煅烧温度低,反应易控制,副反应少,工艺操作简单,但原料成本较高.
（3）沉淀法
A、直接沉淀法 其反应机量为： Ti0SO4+2NH3·H2O → Ti0(OH)2↓ + (NH4)2 SO4 Ti0(OH)2 → Ti02(s)+H2O 该法操作简单易行,产品成本较低,对设备、技术要求不太苛刻,但沉淀洗涤困难,产品中易引入杂质,而且粒子分布较宽. B、均匀沉淀法 均匀沉淀法是利用某一化学反应使溶液中的构晶离子由溶液中缓慢均匀地释放出来,在该法中,加入沉液剂（如尿素）,不立刻与被沉淀物质发生反应,而是通过化学反应使沉淀剂在整个溶液中缓慢生成.该法得到的产品颗粒均匀、致密,便于过滤洗涤,是目前工业化看好的一种方法.
编辑本段固相法合成纳米二氧化钛
固相法合成纳米TiO2是利用固态物料热分解或固-固反应进行的.它包括氧化还原法、热解法和反应法.在此介绍常用的偏钛酸热解法制备纳米TiO2.该法制得的纳米 TiO2 粒径分布较宽,工艺简单,操作易行,可批量生成.