目前，我(wo)國納米二(er)氧化钛(TiO2)的(de)制備技術(shu)己相當成(cheng)熟。二氧化(hua)📞钛制備方(fang)法有很多(duo)，主要有硫(liu)酸法、氯化(hua)法、四氯化(hua)钛液相水(shui)解法、四🔆氯(lü)化钛氫氧(yang)焰法(火焰(yan)氣相沉積(ji)法)和钛醇(chun)鹽水👈解法(fa)等。其中工(gong)☎️業上常用(yong)的是硫酸(suan)法和氯化(hua)法📐。

　　對二氧(yang)化钛的研(yan)究大多都(dou)停留在耐(nai)候性、光催(cui)化性能、複(fu)合材料等(deng)的研究上(shang)，對納米TiO2在(zai)特種紙上(shang)的📱研究🏃較(jiao)匮乏。另📱外(wai)，納米TiO2不易(yi)在非極性(xing)介質中分(fen)散，在極性(xing)介質中易(yi)凝聚直接(jie)影響到了(le)納米二氧(yang)化钛自身(shen)優異性能(neng)的發揮。因(yin)此亟需解(jie)決納米二(er)氧化钛分(fen)散性問題(ti)。

　　1納米TiO2的特(te)性

　　1.1殺菌功(gong)能

　　納米級(ji)二氧化钛(tai)具有高光(guang)活性，運用(yong)到了強光(guang)殺🔞菌技術(shu)[1-3]。實🌈驗證明(ming)，以0.1mg/cm3濃度的(de)銳钛型納(na)米TiO2可徹底(di)地殺死惡(e)性⁉️海拉❓細(xi)胞，而且随(sui)着超氧化(hua)物歧化酶(mei)(SOD)添加量的(de)增多，TiO2光催(cui)化殺死癌(ai)細胞的效(xiao)率也提高(gao)[4]。對☁️枯草杆(gan)菌👄黑色變(bian)種芽孢、綠(lü)膿杆菌、大(da)腸杆菌、沙(sha)門氏菌、牙(ya)枝菌和曲(qu)黴的殺滅(mie)率均達到(dao)98%以上。

　　1.2防紫(zi)外線功能(neng)

　　納米TiO2既能(neng)吸收紫外(wai)線，又能反(fan)射、散射紫(zi)外線，還能(neng)👌透過可🎯見(jian)光👌，是性能(neng)優越、極有(you)發展前途(tu)的物理屏(ping)㊙️蔽型的紫(zi)👈外線防護(hu)劑。納米二(er)氧化钛由(you)于粒徑小(xiao)😘，活性大，既(ji)能反射、散(san)射紫外線(xian)，又能吸收(shou)紫外線，從(cong)而對紫外(wai)線有更強(qiang)的阻隔能(neng)力。與同樣(yang)劑量的一(yi)🌈些有機紫(zi)外🏃🏻‍♂️線防護(hu)劑相比，納(na)米二氧化(hua)钛在紫外(wai)區的吸收(shou)峰更高，不(bu)像有機紫(zi)外線防護(hu)劑那樣隻(zhi)單一對UVA或(huo)UVB有吸收🥵，更(geng)重要的是(shi)它還是廣(guang)譜屏蔽劑(ji)💰[5]。二💋氧化钛(tai)可以吸收(shou)✉️能量高于(yu)420nm的紫外而(er)以激發二(er)氧化钛晶(jing)體結構中(zhong)内層電子(zi)的躍遷。利(li)用納米TiO2的(de)透明性和(he)紫外線吸(xi)收能力還(hai)可用作食(shi)品包裝膜(mo)🧡、油墨、塗料(liao)、紡織制品(pin)和塑料填(tian)充劑，可以(yi)替代有機(ji)⭐紫外線吸(xi)收劑，用于(yu)塗料中可(ke)提高塗料(liao)耐老化能(neng)力。

　　1.3自清潔(jie)功能

　　納米(mi)TiO2具有很強(qiang)的"超親水(shui)性"，在它的(de)表面不易(yi)形成水珠(zhu)💰，而且納♍米(mi)TiO2在可見光(guang)照射下可(ke)以對碳氫(qing)化合物作(zuo)用。利用這(zhe)⭕樣一個效(xiao)🐇應可以在(zai)玻璃、陶瓷(ci)和瓷磚的(de)表面塗上(shang)一層納米(mi)TiO2薄層🏃‍♀️，利用(yong)氧化钛的(de)光催化反(fan)應就可以(yi)把吸附在(zai)氧化钛表(biao)面的有機(ji)污染物分(fen)解爲CO2和O2，同(tong)剩餘的無(wu)機物一起(qi)可被雨水(shui)沖刷幹淨(jing)，從而實現(xian)自清潔功(gong)能。日本已(yi)有在實驗(yan)♍室研制成(cheng)功自潔瓷(ci)磚，這種新(xin)産品的表(biao)面上有一(yi)薄層納🐇米(mi)TiO2薄膜，任何(he)粘污😄在表(biao)面上的物(wu)質，包括油(you)污、細菌在(zai)光的照射(she)下，由于納(na)米TiO2的催化(hua)作用，可以(yi)🔞使這些碳(tan)氫化合物(wu)進一步氧(yang)化變成氣(qi)體或🧑🏾‍🤝‍🧑🏼者很(hen)容易被擦(ca)掉的物質(zhi)。納米TiO2光催(cui)化作用使(shi)得高層建(jian)築的✌️玻璃(li)、廚房易粘(zhan)油污的瓷(ci)磚、汽車後(hou)視鏡及前(qian)窗玻璃的(de)保潔⭐都可(ke)以輕松地(di)進行。

　　2納米(mi)TiO2的分散性(xing)能

　　2.1納米TiO2分(fen)散機理

　　胡(hu)傑等[6]發現(xian)在納米二(er)氧化钛的(de)水分散體(ti)系中，主要(yao)是🍓範⭐德華(hua)力、靜電排(pai)斥作用力(li)、因吸附層(ceng)而産生的(de)位阻效應(ying)等。另外，納(na)米二氧化(hua)钛的分散(san)機理還👅可(ke)以從雙電(dian)子層理論(lun)解釋。雙電(dian)子層理論(lun)是指微粒(li)的内部稱(cheng)爲微粒核(he)一般帶負(fu)電荷形🧑🏾‍🤝‍🧑🏼成(cheng)一個負離(li)子層，其外(wai)💔部由于電(dian)性吸引而(er)形成一個(ge)正離子層(ceng)(反離子層(ceng)包括非活(huo)動性離子(zi)層和擴散(san)層)，合稱爲(wei)雙電層。該(gai)理論一般(ban)情📧況下是(shi)依♍靠調節(jie)PH值或是加(jia)入電解質(zhi)，使粒子表(biao)面産生電(dian)荷，以增🏃🏻‍♂️大(da)雙電層厚(hou)度和顆粒(li)表面的電(dian)位值，使顆(ke)粒之間産(chan)生❄️排斥♻️力(li)，從而實現(xian)顆粒的分(fen)散性。

　　2.2pH值對(dui)納米TiO2分散(san)性的影響(xiang)

　　二氧化钛(tai)在水溶液(ye)中由于pH值(zhi)得不同，可(ke)以帶正電(dian)、負電或是(shi)電中性。當(dang)pH值較低的(de)時候，納米(mi)TiO2表面形成(cheng)TiO2- OH2+，導緻💔粒子(zi)表面🏃‍♂️帶正(zheng)電荷；當pH值(zhi)處于中間(jian)值時，粒子(zi)表面形成(cheng)Ti-OH鍵，此時粒(li)子👣呈電中(zhong)性，納米TiO2的(de)分散性能(neng)最差；當pH值(zhi)較高的時(shi)候，粒子表(biao)面形成OH-O-鍵(jian)，使粒子表(biao)面帶負電(dian)荷，此時pH值(zhi)越大，粒子(zi)表面的負(fu)電荷越多(duo)，雙電層的(de)厚度越厚(hou)，粒子間的(de)斥力位能(neng)越大，粒子(zi)分散效果(guo)越好[7]。郭文(wen)錄等🆚[8]人認(ren)爲在納米(mi)二氧化钛(tai)🔞水分散體(ti)系穩定性(xing)的研究中(zhong)認爲，pH=10時分(fen)💰散效果爲(wei)最佳狀态(tai)。

　　2.3電解質對(dui)納米TiO2分散(san)性的影響(xiang)

　　納米二氧(yang)化钛的分(fen)散性與電(dian)解質有關(guan)。納米二氧(yang)🙇‍♀️化钛在純(chun)💜水作爲分(fen)散劑時，分(fen)布不均勻(yun)是由于粒(li)子間🤩靜電(dian)吸引而導(dao)緻的。而研(yan)究表明當(dang)有機溶劑(ji)作分散劑(ji)的水溶液(ye)中，納米二(er)🔞氧化钛分(fen)散性較好(hao)💚。任夕娟等(deng)[9]通過實驗(yan)證明電解(jie)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼質離子價(jia)越高，凝集(ji)作用越強(qiang)，及少量電(dian)解質也會(hui)使分散液(ye)凝集。因此(ci)⛱️在平時的(de)使用、保存(cun)中應避免(mian)無機鹽的(de)混入和附(fu)🔞着。

　　2.4表面活(huo)性劑對納(na)米TiO2分散性(xing)的影響

　　高(gao)分子類表(biao)面活性劑(ji)可以通過(guo)氫鍵、範德(de)華力、靜電(dian)吸引💞力可(ke)納米二氧(yang)化钛産生(sheng)吸附。例如(ru)分子鏈較(jiao)長的(聚丙(bing)烯酰胺PAM、聚(ju)甲基丙烯(xi)酸PMAA等)可以(yi)提供空間(jian)位阻屏蔽(bi)，從✉️而阻礙(ai)納米二氧(yang)化钛顆粒(li)的團聚🔅。但(dan)是加入高(gao)分子表面(mian)活性劑的(de)量需要嚴(yan)格把控，否(fou)則會适得(de)其反。

　　複配(pei)型表面活(huo)性劑對二(er)氧化钛分(fen)散性效果(guo)較好。離✨子(zi)型表面活(huo)性劑和非(fei)離子型表(biao)面活性劑(ji)在溶🐪液中(zhong)混合已形(xing)成膠團，非(fei)☂️離子表面(mian)活性劑分(fen)子插入膠(jiao)團☁️後，使得(de)原有的離(li)子型表面(mian)活🌈性劑的(de)“離子頭”間(jian)的電🥰性排(pai)斥力減弱(ruo)，使得混合(he)溶液中的(de)CMC下降[10]。

　　2.5分散(san)設備對納(na)米TiO2分散性(xing)的影響

　　納(na)米二氧化(hua)钛具有半(ban)導體性質(zhi)，并且具有(you)高穩定😍性(xing)、高透🐪明🏃🏻性(xing)、高活性等(deng)優異的特(te)性。在目前(qian)工業研究(jiu)應用中會(hui)大量使用(yong)到納米二(er)氧化钛，作(zuo)爲新興納(na)米材料，提(ti)其分散性(xing)是非常有(you)必要🏃🏻的。不(bu)同的分散(san)設備，對⁉️其(qi)分散也會(hui)呈現出不(bu)同程度的(de)效果。目前(qian)，常用的分(fen)散設備有(you)：超聲振蕩(dang)分散儀、電(dian)動攪拌🐕儀(yi)、直立式攪(jiao)拌磨[11]。

　　3納米(mi)TiO2在制漿造(zao)紙中的應(ying)用

　　3.1功能紙(zhi)制備中的(de)應用

　　日本(ben)早前開發(fa)出一種添(tian)加納米二(er)氧化钛的(de)功能🛀紙，該(gai)産品具🎯有(you)光催化功(gong)能，可用于(yu)包裝用紙(zhi)和室内裝(zhuang)潢用壁紙(zhi)。該類功能(neng)紙可以有(you)效吸收甲(jia)醛、苯、氨氣(qi)等有害氣(qi)體。河北麥(mai)森钛白粉(fen)有限公司(si)開發了高(gao)耐候、耐磨(mo)的裝👈飾原(yuan)紙，對用于(yu)裝飾🧑🏽‍🤝‍🧑🏻原紙(zhi)的填☀️料進(jin)行了改進(jin)，改進後的(de)填料産品(pin)兼具有機(ji)/無機🧑🏽‍🤝‍🧑🏻三維(wei)互穿網絡(luo)結構，既具(ju)有無機的(de)剛性很耐(nai)磨性，大幅(fu)度提🏃‍♀️高了(le)紙張的綜(zong)合性能。将(jiang)納米二氧(yang)化钛🤟用在(zai)一般紙品(pin)上，例如衛(wei)生紙，食品(pin)包☂️裝紙等(deng)還具有殺(sha)菌的功效(xiao)[11-27]。

　　3.2造紙濕部(bu)中的應用(yong)

　　造紙濕部(bu)其化學實(shi)質是一種(zhong)表面與膠(jiao)體化學。造(zao)紙濕部配(pei)料中許多(duo)組份結構(gou)都非常小(xiao)，因此引入(ru)特殊的納(na)米級組分(fen)，可以在很(hen)大程度上(shang)提高其抄(chao)👅紙效果[14]。

　　納(na)米二氧化(hua)钛在造紙(zhi)濕部中做(zuo)助留助濾(lü)劑，具有良(liang)好的助留(liu)助濾劑效(xiao)果。其次，由(you)于其優異(yi)的性能，還(hai)可以高效(xiao)抑制DCS有害(hai)物質對白(bai)水的污染(ran)破壞。

　　3.3廢紙(zhi)脫墨中的(de)應用

　　造紙(zhi)工業中二(er)次纖維中(zhong)油墨粒子(zi)對紙的影(ying)響非常大(da)。脫墨的方(fang)法有浮選(xuan)和洗滌兩(liang)種，工業上(shang)多用前者(zhe)，因爲其對(dui)大粒子油(you)墨的脫去(qu)更有效。由(you)于納米二(er)氧化钛具(ju)有正電性(xing)和大比表(biao)面積，對二(er)次纖維中(zhong)油墨粒子(zi)具有🤩高效(xiao)的浮選作(zuo)用。在浮選(xuan)過程中加(jia)入納米二(er)氧化钛還(hai)💋可以一定(ding)程度去除(chu)廢紙🔞漿中(zhong)的膠黏物(wu)。

　　3.4造紙廢水(shui)處理中的(de)應用

　　制漿(jiang)造紙廢水(shui)主要包括(kuo)蒸煮廢液(ye)、洗漿廢水(shui)、抄紙廢✊水(shui)等。這些廢(fei)液中主要(yao)含大量木(mu)質素以及(ji)各種酚類(lei)🔴有機化合(he)物。而光催(cui)化氧化可(ke)以處理造(zao)紙廢水，還(hai)可🔅以降解(jie)木素和酚(fen)類物質，完(wan)全消除毒(du)性。同時對(dui)于造紙廢(fei)水中有毒(du)且難被生(sheng)物降解的(de)有機⛷️物也(ye)有很好的(de)降解作用(yong)。利用納米(mi)二🥵氧化钛(tai)處理造紙(zhi)廢水，可以(yi)使其達到(dao)标準排放(fang)量，極大程(cheng)度減少對(dui)環境的污(wu)染。

　　展望

　　納(na)米二氧化(hua)钛是一種(zhong)優異的無(wu)機精細化(hua)工材料。影(ying)響納米二(er)氧化钛分(fen)散性的因(yin)素很多，諸(zhu)如表面🍉活(huo)性劑、pH值、電(dian)解質等等(deng)，需要我們(men)去做進一(yi)步的探索(suo)，将納米二(er)氧化钛的(de)利用率達(da)到最佳。目(mu)前，我國大(da)力倡導綠(lü)色可持🛀續(xu)發展，納😍米(mi)二氧化钛(tai)以其殺菌(jun)消毒、高效(xiao)自潔、光催(cui)化能、廢水(shui)處理等功(gong)能在制漿(jiang)造紙以及(ji)功能紙的(de)應用和發(fa)展中具有(you)廣闊的前(qian)景。