接下来将简要从以下三点进行简述：第一点，纳米二氧化钛的基本性质及制 备方法；第二点，二氧化钛的光催化现象及机理；第三点，纳米流体的概念及应 用。

1。2  二氧化钛

1。2。1  二氧化钛的基本性质

二氧化钛是一种白色固体或粉末状的两性氧化物，具有无毒无害、化学性质 稳定、价格低廉、不透明性和最佳白度和光亮度等优良性能，被广泛的应用于各 大领域。

在自然界中二氧化钛存在三种不同形态的矿物结构，分别是金红石型、锐钛 矿型和板钛矿型。三种晶型的基本结构单元为钛氧八面体（图 1-1）。虽然二氧化 钛存在三种不同晶型，但是它们可以在高温等条件下相互转化。经研究表明，二 氧化钛晶型转化温度与其颗粒大小有关，颗粒越小则转化温度越低[5]。

图 1-1  不同晶型的二氧化钛结构图 (a)金红石相 (b)锐钛矿相 (c)板钛矿相

纳米二氧化钛的粒径很小约为 10-50nm，只有一般二氧化钛粉末粒径的十分 之一。通过研究发现，影响纳米二氧化钛的物理化学性质的因素有很多，其尺寸 大小和晶型排列的影响很大 [6]。其中，金红石型二氧化钛原子排列紧密，密度大 于锐钛矿型，又由于金红石型二氧化钛的晶胞中只有两条棱边共边，折射率和散 射能力都要大于锐钛矿型二氧化钛。从而得知，金红石型纳米二氧化钛对紫外线 的屏蔽能力强，而锐钛型纳米二氧化钛的光催化活性强。正因纳米二氧化钛的上 述独特的结构特点，金红石型二氧化钛常用作防紫外线物质和白色涂料，而锐钛 矿型纳米二氧化钛因其良好的光催化性能，可用于环境污染物的催化降解。目前， 纳米二氧化钛材料应用极其广泛，涉及环保领域、化妆品领域、功能材料领域等， 所带来的价值是相当巨大的。随着纳米二氧化钛生产工艺的优化和应用性多样化 的逐步发展，其前景将是一片光明的。

1。2。2 二氧化钛的制备方法

目前，制备纳米二氧化钛的方法有很多。一般而言，这些方法可分为气相法、 液相法以及固相法。气相法制得的纳米二氧化钛具有晶型结构规整、粒度分布均 匀的优点，但反应条件苛刻，需要在高温条件下进行。而液相法的反应条件要温 和的多，因此实验室通常采用液相法制得二氧化钛纳米颗粒[7]。

(1) 气相法

气相法是首先通过各种手段使物质转化为气体状态，并在该状态下发生物化 反应，冷却凝结后，便得到纳米颗粒的一种方法[8]。气相法反应还可细分为氧化 法、水解法和热解法。

(a)气相氧化法是在预热的氮气保护下，四氯化碳在反应器内发生氧化还原 反应。其反应方程式如下：

TiCl4(g)+O2(g)=TiO2(s)+2Cl2(g)

(b)气相水解法是在 700-1000℃的高温氢氧火焰中，让四氯化碳与氢气和氧 气同时进行反应。这种方法最早是由德国的 Degussa 公司研制成功的[9]，当然也 可以在气相中把钛醇盐进行水解反应 [10]。反应方程式如下：

TiCl4(g)+2H2+O2=TiO2(s)+4HCl(g)

Ti(OR)4+2nH2O=nTiO2+4nROH

(c)气相热分解法顾名思义就是含钛的复盐在高温下进行分解反应。其反应 方程式为：

Ti(OC4H9)(g)=TiO3(s)+4C4H8(g)+2H2O(g) C4H8(g)+6O2=4CO2(g)+4H2O(g)

(2)液相法

液相法最常用的方法有水解法、水热法、沉淀法和溶胶-凝胶法等。 (a)水解法 水解法是将前驱物放在水溶液中进行水解而制备纳米颗粒的方法，基本步骤

是水解、中和、洗涤、烘干以及焙烧。用水解法制备纳米二氧化钛常用的前驱物 为钛醇盐或四氯化钛[11]。华东理工大学的刘威[12]等人，通过均项水解法成功把钛醇盐制备成纳米微 粒。该过程把脂肪酸和醇均匀的分散在水溶液中，然后再加入钛盐水解，得到的 水解体系均一，充分避免了直接水解造成的不均匀的缺点。通过控制反应条件来 掌控微粒的成核速率，得到了尺寸适中分布均匀的纳米颗粒。文献综述