TiO2光催化材料的发展及其研究意义

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TiO2光催化材料的发展及其研究意义

作者：张静

来源：《科教导刊·电子版》2016年第30期

摘要光催化技术是一种新兴、节能、高效的现代绿色环保技术，光催化技术是在催化剂的作用下利用光辐射将污染物分解为无毒或毒性较低的物质的过程，在众多的光催化剂当中，TiO2以其优良的催化性能、稳定的化学性能、环保无毒、使用寿命长等优点而被广泛关注和使用。

关键词 TiO2光催化材料发展前景研究意义

1 TiO2光催化材料的发展及前景

1972年Fujishima和Honda发现受辐射的TiO2微粒上可使水发生持续的氧化还原反应，以此为契机，开始了多相催化研究的新纪元。20世纪90年代以来，TiO2光催化在环境保护领域内的水和气相有机、无机污染物的光催化去除方面取得了较大的进展，被认为是一种极具前景的环境污染深度净化技术。

制备TiO2的方法有很多，如液相制备方法、物理气相沉积法、化学气相沉积法、电化学方法等。采用不同的工艺方法，制备的二氧化钛的成分、结构、取向以及二氧化钛薄膜的厚

度等均有所差异。溶胶-凝胶法的生产成本低，镀膜所需温度也较低，是目前常用的TiO2薄膜制备方法之一，主要以Ti（OR）4为原料，在有机介质（多为乙醇）中通过水解、缩聚反应

制得溶胶，然后用旋转涂覆法或者提拉法在基体上镀膜，通过干燥焙烧除去凝胶中剩余有机物和水分，即可得到TiO2薄膜。

TiO2是一种广泛应用的多功能材料，TiO2本身具有独特的光学、电学及物理性质，优异的化学稳定性，能够抗光腐蚀、耐酸碱腐蚀，而且无毒、价廉，已被广泛应用于涂料、化妆品、半导体、传感器、介电材料、催化剂等领域，其在实际应用中仍有着十分诱人的前景，为光催化技术在化学合成、污水处理、环境保护、太阳能利用等方面的实际应用奠定可靠的基础。TiO2是一种重要的宽禁带直接带隙半导体光电转换材料，广泛地用作为阳极催化分解水、太阳能电池等光化学以及光电子器件的功能材料。近年来，TiO2的超亲水性能越来越受到人们的关注，已经广泛应用于防雾自洁净等一系列产品中，今后还将被广泛应用于各种环保材料。半导体改性是改善TiO2 性能的关键因素，由于改性的研究涉及到催化、光化学、材料和环境等多个学科，具有相当的难度，国外已经围绕消除和减少达到超亲水性所需要的条件和提高超亲水性表面的稳定性进行了许多研究，取得了很大进展。要使超亲水涂料薄膜广泛地在实际生产中得到应用，需要继续研究各种改性技术，进一步提高其活性、稳定性和应用的可能性。

2 TiO2光催化材料存在的问题和研究意义