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纳米TiO2微粒尺寸在1～100nm之间，由于其尺寸的细微化，表现出来的小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应等特性导致纳米TiO2微粒具备了抗紫外线能力强、高活性、化学性质稳定、安全无毒及成本低等优点，从而使得它在环境、信息耗材、能源、医疗与卫生领域有着广阔的前景，但实际应用中，却受到由于其量子效率低和禁带宽度宽对太阳能利用率低的缺陷的限制，此外，由于极性强、表面亲水疏油，使得纳米粒子很容易团聚在一起，在有机高分子树脂中难于均匀分散，在界面上会出现空隙，当空气中的水分进入空隙中就会触发界面处高聚物的降解、脆化，导致涂层失效。
本文针对不同行业应用的需要，采用四氯化钛(工业品)为原料，对水热法制备TiO2进行研究。同时对TiO2进行表面改性，通过不同改性方法，一方面增强其光活性，一方面增强其在有机溶剂中的分散性。水热法制备TiO2粉体在高温高压下一次完成，无需后期的晶化处理，所得粉体粒径分布窄、成分纯净，为水热法表面改性纳米TiO2的工业化生产提供了理论依据。
论文的主要工作如下：
1.水热法制备纳米二氧化钛及其晶型的研究
以四氯化钛为原料，在不同的水热反应温度(150～200℃)、不同的水热反应时间(2～6h)和不同pH值(pH=1～11)条件下合成TiO2粉体。通过XRD、TG表征确定合成TiO2的反应条件为温度200℃、时间6h，在此条件下，晶型稳定且发育完整。体系的pH值直接影响四氯化钛水解产物的晶型，当pH值在1左右时，产物为金红石型，随着pH值的升高，晶型由金红石型转变为锐钛矿型，且晶型发育完整。
2.水热法制备Pd/TiO2光催化剂及其表征
通过水热还原法制备了表面负载Pd粒子的纳米TiO2粉体。用XRD、SEM、EDS表征样品，Pd粒子确实存在于纳米TiO2表面，且负载均匀。负载前后纳米TiO2的晶型和粒径维持不变，粒径大约在80～90nm，但由于颗粒较小仍有一定团聚现象。通过降解有机物质罗丹明B评价其光活性。当反应液中Pd和TiO2的重量百分比是0.5％，反应体系的pH为8、反应时间为6h、反应温度为150℃时，Pd/TiO2的光活性最好，降解率为29.4％。
3.油酸改性纳米TiO2及其分散性的研究
水热法利用油酸对纳米TiO2粒子进行了表面有机改性。对油酸改性产物进行红外光谱分析和SEM表征，确有油酸包覆在TiO2粒子表面，改性后粉体颗粒清晰且粒径明显变大。此外，通过有机改性，明显看到部分粒子的形状由圆球状向纺锤体状转化。BET检测试验也同样可以证明，随着包覆油酸量的增多，改性后TiO2粉体粒径增大，粉体的比表面积减小。
通过沉降性实验及粉体接触角测量证明了油酸改性后的TiO2粉体是亲油疏水的。其最佳改性工艺条件为：改性体系的pH为2，初始油酸与Ti(Ⅳ)的摩尔浓度比为0.8:1，此时制得的粉体对有机介质的接触角达到最小，接近0°，亲油性最好，在有机体系中分散性最佳。