[发明专利]一种纳米二氧化钛包覆纳米三氧化二铝的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及光化学催化剂、电化学催化剂、有机合成、精细品化工等领域， 更具体涉及一种纳米二氧化钛包覆纳米三氧化二铝的制备方法。本发明所制备 的纳米二氧化钛包覆纳米三氧化二铝可以用作水处理的光催化剂、电化学催化 剂、有机合成的催化剂以及精细品化工产品的添加剂等。

背景技术

纳米二氧化钛因其颗粒细小、比表面积大而具有常规材料所不具备的特殊效 应，如量子效应、隧道效应、独特的颜色效应，以及光催化作用及紫外屏蔽等功 能，在功能性涂料、汽车、化妆品、卫生保健、废水处理、环保等方面显示出广 阔的应用前景，相关研究极为活跃。近年来，纳米二氧化钛由于其光稳定性、无 毒而成为太阳能转换为电能即太阳能电池最普遍使用的材料之一。纳米二氧化钛 在受到太阳光或荧光灯的紫外线的照射后，内部的电子就会发生激发。结果就产 生了带负电的电子和带正电的空穴。电子使空气或水中的氧还原，生成双氧水， 空穴则向氧化表面水分子的方向起作用，产生羟基原子团。这些都是活性氧，有 着强大的氧化分解能力，从而能够分解、清除附着在氧化钛表面的各种有机物。 二氧化钛不仅有强大的氧化分解能力，而且还有自身不分解、几乎可永久性地起 作用以及可以利用阳光和荧光灯的光线等优点。在排气净化、脱臭、水处理、防 污等领域，二氧化钛光催化剂也同样有广阔的应用潜力。

此外，纳米二氧化钛具有的优良的紫外线屏蔽作用、透明性以及无毒等特点， 使其成为防晒霜类护肤产品的理想添加材料；因其具有良好的分散性，因而用纳 米二氧化钛为添加剂所制备的塑料包装材料具有极好透明性；还因其具有的防紫 外线性能及无毒性，可用作天然和人造纤维的良好紫外线屏蔽剂。同时，纳米二 氧化钛还可用作树脂油墨着色剂、硅橡胶补强剂、固体润滑剂的添加剂、高效光 敏催化剂、吸附剂等。在国外，纳米二氧化钛在防晒化妆品、高级轿车金属面漆、 电子工业、复印机行业、高压绝缘材料、集成电路基板、荧光管等方面已有广泛 应用。

纳米三氧化二铝为具有颗粒尺寸小、比表面积大、孔隙率高、吸附力强和催 化活性强等特点，可被用作吸附剂和催化剂。特别是随着产品表面处理工艺的完 善，纳米颗粒的软团聚程度明显降低，与有机高分子材料的相容性好，极大地拓 宽了三氧化二铝的应用领域。此外，由于纳米三氧化二铝晶体结构稳定、硬度高、 尺寸稳定性好，可广泛应用于各种塑料、橡胶、陶瓷、耐火材料等产品的补强增 韧，特别是提高陶瓷的致密性、光洁度、冷热疲劳性、断裂韧性、抗蠕变性能和 作为高分子材料产品的耐磨性能尤为显著。由于纳米三氧化二铝也是性能优异的 远红外发射材料，作为远红外发射和保温材料被应用于化纤产品和高压钠灯中。 此外，α相三氧化二铝电阻率高，具有良好的绝缘性能，可应用于YGA激光晶 (掺钇铝石榴激光晶体)的主要配件和集成电路基板中。

纳米二氧化钛和纳米三氧化二铝具有许多的优良特性和广泛的应用前景，但 单纯的纳米二氧化钛作为光催化剂、电化学催化剂、有机合成催化剂或者精细化 工产品的添加剂时，二氧化钛的原材料等具有较高的成本，而且二氧化钛的实际 利用率较低；而单纯的纳米三氧化二铝又不具备纳米二氧化钛的许多优良特性， 如光催化特性、紫外屏蔽效应等。因此，纳米二氧化钛包覆纳米三氧化二铝新型 复合纳米材料，能够将纳米二氧化钛和纳米三氧化二铝各自的许多优点结合起 来，制备出光化学催化剂、电化学催化剂、有机合成、精细品化工、塑料、陶 瓷、半导体及光学等领域具有广泛的应用前景的添加剂。