納米二氧化鈦的制備方法獲得國家發明專利

2013年8月，經過國家專利局2年半時間嚴謹的驗證與審核，明天納米首創的?銳鈦礦型納米二氧化鈦的制備方法?終于獲得中國國家發明專利證書。這是明天納米多年以來潛心于尖端科技研發的一個巨大成果，同時也標志著在納米二氧化鈦（光觸媒）的工業化生產領域中國已達到了世界領先水平。

時間已到21世紀，人們的健康意識越來越強，大家都知道空氣污染對健康的損害，都渴望有一種無毒副作用、而又能高效凈化空氣的環保健康產品。

上世紀70年代，科學家們發現納米二氧化鈦（光觸媒）既環保又能有效凈化空氣。于是，全球眾多的科學家都投入了納米二氧化鈦的研究，幾十年來，納米二氧化鈦的生產工藝雖然在持續地進步，但在提高凈化功效，同時降低生產成本方面一直卻沒有突破性的進步。

2010年，明天納米生產的納米二氧化鈦（光觸媒）終于橫空出世。不但無毒絲毫副作用，而且能高效凈化空氣，同時大大降低了生產成本。

更重要的科技飛躍在于：明天納米所生產的納米二氧化鈦（光觸媒）已經可以由可見光激發。這是無數科學家夢寐以求的突破，而我們中國企業率先達到。

這是明天納米為中國人民，也是為全人類所做出的巨大貢獻。

本發明技術介紹

一、本發明的優點：

1、 粒徑小，可控制，納米二氧化鈦（光觸媒）粒子二次粒徑為5-6納米。

2、 晶型控制好，納米二氧化鈦（光觸媒）粒子中銳鈦礦型為100%。

生產過程無污染。

二、本發明的技術背景

    （一）本發明之前已有相關生產技術：

1、液相法（溶膠--凝膠法以）

   以鈦醇鹽[ Ti(OR)4]為原料 ,經過縮聚與水解過程，然后達到凝膠化 ,再通過干燥（低溫）、 煅燒，最終生成納米二氧化鈦顆粒（TiO2)。

液相法生產的納米二氧化鈦（光觸媒）的優缺點。

優點：粒徑小、 純度高、 粒徑分布均勻。

確定：原料昂貴導致生產成本高，液相中的納米二氧化鈦（光觸媒）顆粒難以收集,成品率低。

2、氣相水解法

    利用氧氣、氮氣或就是空氣作載氣 ,用不同管道把水蒸汽和鈦醇鹽蒸汽（如TiCl4）同時導入反應釜 ,瞬間混合進行快速的水解反應。在反應過程中調節、控制兩種蒸汽的濃度、輸送速度、反應溫度以及反應時間，便可得到不同晶型和不同粒徑的納米二氧化鈦（光觸媒）顆粒。

3、水熱法

  水熱法是以四氯化鈦（TiCl4）, 硫酸氧鈦（TiOSO4）或其他鈦醇鹽[Ti(OR)4]做原料,在高壓高溫條件下在水溶液中合成納米二氧化鈦（光觸媒）。

4、水解法

水解法是以鈦醇鹽[Ti(OR)4]或四氯化鈦（TiCl4）做原料 ,經過①水解，②中和，③洗滌，④干燥，⑤焙燒等工藝制成納米二氧化鈦（TiO2)。

該工藝生產的納米二氧化鈦（光觸媒）粒徑分布均勻、產品純度高；但該工藝的缺點是反應速度極快，過程難控制，而且耗能大，成本高，因此該工藝難以應用于工業化生產。

5、化學沉淀法

化學沉淀法是在四氯化鈦（TiCl4）, 硫酸氧鈦（TiOSO4）或偏鈦酸 （H2TiO3）溶液中加入沉淀劑,通過反應，促使反應生成物納米二氧化鈦（光觸媒）沉淀，然后收集進行熱處理，最終得到成品。

    （二）本發明之前已有相關生產技術的不足：

1、不能由可見光激活，只能在紫外光照射下起作用。

2、納米二氧化鈦（TiO2)粒徑不夠細，導致光活性不強。

3、生產成本很高。

三、本發明的原理：

納米二氧化鈦（光觸媒）吸收光能量之后，價帶中的電子就會被激發到導帶，形成帶負電的高活性電子e-,同時在價帶上產生帶正電的空穴h+。在電場的作用下，電子與空穴發生分離，遷移到粒子表面的不同位置。熱力學理論表明，分布在表面的h+可以將吸附在TiO2表面OH-和H2O分子氧化成(.OH)自由基,而.OH自由基的氧化能力是水體中存在的氧化劑中最強的，能氧化并分解各種有機污染物（甲醛、苯、TVOC等）和細菌及部分無機污染物（氨、NOX等），并將最終降解為CO2、H2O等無害物質。由于.OH自由基對反應物幾乎無選擇性，因而在光催化中起著決定性的作用。此外，許多有機物的氧化電位較TiO2的價帶電位更負一些，能直接為h+所氧化。而TiO2表面高活性的e-側具有很強的還原能力，可以還原去除水體中金屬離子。

四、本發明產本品的功效：

1. 凈化空氣功能：能降解與消除空氣中所有有機污染物及部分無機污染物。

2. 殺菌功能：能殺死大腸桿菌、黃色葡萄球菌等細菌，同時還能分解細菌死體上釋放的有害復合物。

3. 自潔功能：納米二氧化鈦具有超親水性，能防止油煙、汽車尾氣等吸附。

4. 凈水功能：能降解水中的有機有害物質，從而凈化水質。

5. 增加負氧離子濃度的功能：納米二氧化鈦（光觸媒）在光照下會產生負氧離子，如同雷雨會增加森林中的負氧離子濃度，從而令空氣更清新。

6. 作為紫線吸收劑。

7. 作為殺菌涂料、光催化涂料、自潔涂料的添加劑。