内容发布更新时间 : 2024/12/22 1:51:55星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

能（高强度、耐磨性、耐热性、耐腐蚀性等）颗粒涂层前体在性能较低的情况下，使母体具有较好的性能。PVD基本方法：真空蒸发、溅射、离子镀（空心阴极离子镀和热阴极离子镀、多弧离子镀、离子镀、射频离子镀，直流放电离子镀）。

化学气相沉积CVD(Chemical Vapor Deposition），指在反应室中引入一种气态反应剂促进反应以及薄膜的生成，通过引入含有构成薄膜元素的气态反应剂，在衬底的表面上进行化学反应生成薄膜。在超大规模集成电路中，大部分都采用化学气相沉积方法制备薄膜。经化学气相沉积处理后，表面处理膜接近30%，防止高强度钢的弯曲、拉伸和划伤。化学气相沉积法的优点是：沉积温度低，易于控制薄膜组成，薄膜厚度和沉积时间成正比，均匀性好，重复性好，台阶覆盖率高。

3.5 微乳液法

微乳液(Micro-emulsion)是利用具有亲水性和亲油性两种性质的物质稳定后得到的水包油(O/W)或油包水(W/O)型分散系。微乳法是近年来制备超细颗粒的方法之一，具有广阔的应用前景。双亲性物质吸附在油和水形成界面后，可在很大程度上降低界面张力，可降低油水界面的自由能。微乳液法需要选择一个合适的表面活性剂，较低级的醇（如丁醇、戊醇、己醇、胺等）和胺（如丁胺、戊胺等）是一个很好的选择。在一定条件下，水、油、表面活性剂在一起可以形成稳定的微乳液。采用本方法制备的晶粒形貌均匀，晶粒尺寸分布窄，团聚较少。

目前已经有很多学者研究并成功使用微乳液法成功制备得到纳米二氧化钛。褚进辉等[63]使用十六烷基三甲基溴化铵(简称“CTAB\微乳液，在低温条件下合成了纳米二氧化钛，制备的二氧化钛光催化活性良好，并且颗粒粒径大小可以很好的控制，稳定性高，但缺点是易团聚。贺进明等[64]以四氯化钛为原料，在CTAB /水/正乙醇混合的微乳液中，成功制得不同形貌的金红石相颗粒，并根据实验结果分析了CTAB，水及乙醇的添加比例产物对形貌的影响。Wu等[65]利用微乳液法，在曲拉通/正乙醇/环己烷组成的微乳液中研究氯离子和硝酸离子对产物晶型的影响，人工选择锐钛矿或金红石相二氧化钛。

3.6 电化学阳极氧化法

如上图3所示，这是电化学阳极氧化法制备二氧化钛的简单装置示意图，其中常用的电解质有NHF4-（NH4）SO4，醋酸盐类等电解质。

2001年，Gong等[66]学者首次用阳极氧化法（HF电解质溶液）制备出规整的二氧化钛纳米管。Cai等[67]利用阳极氧化法（NaF/KF电解质溶液）成功制备出微米二氧化钛。万斌等[68]用阳极氧化法在钛板上制备出二氧化钛纳米管阵列，并根据实验研究探究了电解质溶液对纳米管形貌和尺寸的影响。Alivov等[69]用

阳极氧化法（NH4F、乙二醇电解质溶液）制备出垂直于电极表面的TiO2纳米管，形成一个连续薄膜，其中TiO2纳米管的直径可以随氧化时间而变化。刘素琴等[70]利用阳极氧化法（NaF+Na2SO4+H2SO4电解质溶液）制备出均一孔径的二氧化钛纳米管，并根据实验结果研究了温度、浓度等对二氧化钛纳米管形貌及尺寸的影响。

4 改性TiO2光催化剂的应用进展

纳米二氧化钛有非常特殊的光学性质和高的化学稳定性、热稳定性、无毒性、超亲水性、流动性，完全可以与食品接触等优点，因此纳米TiO2在许多领域显示出良好的、广阔的发展前景。作为化学工业，纳米二氧化钛具有高化学活性，良好的耐热性和耐化学腐蚀性，因其这些优点所以纳米二氧化钛可以作为催化剂，催化剂载体以及吸收剂；在电子行业产品中，纳米二氧化钛更是许多电子材料的重要组成部分，可以用来制作各种纳米功能材料；在化妆品行业，由于纳米二氧化钛具有良好的紫外线屏蔽性能、透明性以及对皮肤无刺激，因而已成为理想的防晒化妆品原料；在环保领域，光催化氧化降解反应可以使许多无机和有机污染物，可用于废水处理，而且还可以净化空气；在制药和食品加工领域，因为纳米结构不仅是坚固还有它不容易结合外部杂质、有利于人体的吸收等特点，可以用来提高药物的疗效。

4.1 光解水制氢

若要成功用水制取氢气需满足以下两个条件: 1) 材料的禁带宽度要在1.23-3.26 eV之间;

2) 所用材料的导带需要比H+/H2更负，其价带要比O2/H2O更正。 二氧化钛催化剂虽然可以很好地满足以上两个条件，但是常用的催化剂空穴和电子会迅速复合，这将会使有效光生载流子树木变小，所以需要将二氧化钛催化剂改性，使得空穴和电子分离。改性即可以由金属沉积(Pt, Au, Pd. Ni等)以及一些非金属来完成，这种改性二氧化钛催化剂制备氢的效率将会大大提高。

4.2 空气净化

随着人类工业化的加速进程，各类工业和交通运输业的快速发展和化石燃料的使用大量，粉尘，硫氧化物，氮氧化物，二氧化碳，臭氧和其他各类有害物质排放到大气中，导致空气质量不断恶化。随着人们越来越重视环境污染，越来越

重视自身的健康，因而空气污染已成为全人类关注的话题。大部分有机污染物在空气中（如醛、酮、醇等）是可以被氧化分解的，二氧化钛光催化剂便是一种可靠的治理空气污染的方法。汽车尾气、工业废气中都含有大量的有害物质，如：氮氧化物。利用高催化活性二氧化钛催化剂和氨气在空气中可直接使NO实现无光催化氧化。钱春香等[71]以不同的路面材料做载体，进行了负载型纳米二氧化钛对氮氧化物的降解作用的研究。研究结果表明，该路面材料负载的二氧化钛催化剂具有良好的光催化活性，水泥混凝土负载性能优良，且沥青混合料性能较差。

甲醛污染是室内空气污染最严重的问题，数据显示，80%的新房子中全部都有甲醛超标的问题。对于新房屋，甲醛污染主要来自于两个方面，一部分是从各种装饰材料，家具中不断释放积累到室内空气中的甲醛污染，这种污染我们通常是无法感知的，因为释放的过程是极为漫长的，可以长达3-15年。另一种是，当污染更严重，这是很容易让我们感觉到强烈的刺鼻气味。现代人在室内活动的时间平均约占85%，特别是弱势群体如老弱病残孕呆在室内的时间则要长很多。因此，面对这一问题非常重要的是加强室内空气污染的控制。翟增运等[72]为了研究探索纳米二氧化钛的降解甲醛喷雾空气净化效果，选择了20房间的患者随机分为两组，一组用纳米二氧化钛空气净化喷雾治疗组，另一组则未加任何处理作为对照试验组。结果表明，纳米二氧化钛空气净化喷雾对甲醛的降解有明显的影响。古政荣等[73]采用浸渍提拉法在具有直通孔的成型支承体胶粘活性炭为复合载体形成纳米二氧化钛薄膜的制备可用于室内空气净化活性炭纳米二氧化钛光催化净化网。由于活性炭的吸附作用，空气中浓度非常低的污染物迅速吸附和净化，导致光催化降解反应速率加快。二氧化钛的光催化活性促进了吸附在活性炭表面的污染物的迁移，实现了活性炭的原位再生。

4.3 水体净化

水是生命之源，是人类生产生活的自然资源，是不可替代的。有机物质可以在水中保持很长一段时间，最后通过食物链富集被人类吸收。他们中的一些致癌、致突变的物质，对人类健康构成了巨大威胁。人类社会面临了一个重大的课题：如何有效地处理水污染中的有害物质。非均相半导体光催化技术在水污染的防治中有其独特优势，特别是在处理难降解有机污染物的废水中。

TiO2光催化材料能光催化降解转化大部分有机污染物，并将污染物降解妆花为水和二氧化碳，又可以重金属离子溶液还原为无毒的金属，并且这一系列的催化氧化过程可以直接利用太阳能，因而在有机废水处理领域中显示出广阔的应用前景。张天永等人[74]在光催化降解染料污染物的方面研究了几种国产与进口TiO2应用上的差异。结果表明，国内TiO2可用于催化降解高浓度直接耐晒大红4BS染料废水，并很可以很容易地分离和重复使用，该研究为TiO2光催化净化

水体的实际应用打下了基础。

美国环保局已经证实有114种有机物可以被光催化氧化降解矿化。其中可以用二氧化钛光催化处理的有机废水及有机物的种类有:

1)染料废水:甲基橙（C14H14N3SO3Na）、甲基蓝（C37H27N3Na2O9S3）、罗丹明B、水杨酸（C7H6O3）、轻基偶氮苯、水杨酸、分散大红、含磺酸基的极性偶氮染料等。

2) 农药废水:除草剂、有机磷农药、三氯苯氧乙酸（2,4,5-T）、2, 4, 5一三氯苯酚，敌敌畏(DDVP )、二氯二苯基三氯乙烷(DDT )等。

3) 表面活性剂:十二磺基苯磺酸钠、氯化卞基十二磺基二甲基胺、壬基聚氧乙烯苯、乙氧基烷基苯酚等。

4) 氯代物:三氯乙烯、三氯代苯、三氯甲烷、四氯化碳、4-氯苯酚、2, 7-M氯代二苯并二嗯英、多氯代二苯并二嚷英、四氯联苯、氟里昂、五氟苯酚、氟代烯烃、氟代芳烃等。

5) 油类:水面漂浮油类及有机污染物