纳米材料由于表现出显著和独特的物理、 化学性能 , 成为具有广阔应用前景的一种新材料。纳米 TiO2与普通 TiO2粉末相比 ,具有可见光透过能力好 ,紫外线屏蔽作用强等优点 , 被广泛地用于高级汽车涂料、化妆品、 催化剂、 精细陶瓷、 气敏传感器 , 纺织等行业中 。 尤其是锐钛矿型纳米 TiO2 作为光催化剂 , 利用太阳能和水产生活性氧来分解环境中的污染物 , 在日本的研究开发中已形成巨大的热潮。制备纳米 TiO2粉末的方法主要有气相沉积法、 溶胶凝胶法和水热氧化法等 , 由于对设备和技术要求高 ,加之较高成本 , 因而阻碍了规模生产的进行。用微波水解法制备出的 TiO2 粉末 , 其晶粒和颗粒均已达到了纳米尺度。从晶体形成的动力学机理可知 , 形成纳米尺寸晶粒的条件首先必须满足: 晶体的成核速度> 晶体的生长速度 , 有人曾经用微波水解法从铁盐溶液中制备出 α-Fe2 O3 纳米粒子, 借此 , 我们分析一下微波辐射在纳米晶的形成过程中所起的作用。微波加热的机理是当辐射波照射到被加热的物体时 , 引起 C-C, C-H以及 O-H键的振动 , 物体由内部产生热量 , 因而有极快的加热速度和极小的热惯性。当微波辐射到含有 4价钛离子的水溶液时 , 水分子中的 O-H键产生振动 , 瞬间释放出大量的热 , 一方面使得 4价离子迅速水解生成水合二氧化钛分子 , 局部成为过饱和溶液 , 另一方面过饱和溶液由于短时间的急剧升温 , 产生了大量的晶核 , 满足上述条件 , 从而保证了水合二氧化钛晶体的纳米尺度 ,进而为形成纳米颗粒提供了必要条件。
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