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金红石型纳米二氧化钛表面包覆的若干研究

应用化工 2003年第6期32卷 1-5页

作者：张登松马寒冰施利毅上海大学理学院上海200436

对金红石型纳米TiO2进行表面处理是钛白粉工业化生产中必不可少的关键步骤,处理的方法和包覆的程度直接影响到产品的应用范围。介绍了金红石型纳米TiO2表面包覆的机理、包覆的方式以及对包覆效果进行表征的一些常用方法。

关键词：金红石型纳米二氧化钛包覆机理表征

水性油墨用金红石型纳米二氧化钛的表面改性研究

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水性油墨用金红石型纳米二氧化钛的表面改性研究

作者：罗雪婷合肥工业大学

学位级别：硕士

水性油墨由于污染小、对人体危害程度低,可适用于安全卫生要求高的包装印刷行业,近些年受到了广泛关注。颜料的相关特性是影响水性油墨生产的重要因素,为了实现水性油墨替代非水溶剂型油墨,需要对颜料在水性油墨当中的适用性进行优化。... 详细信息

水性油墨由于污染小、对人体危害程度低,可适用于安全卫生要求高的包装印刷行业,近些年受到了广泛关注。颜料的相关特性是影响水性油墨生产的重要因素,为了实现水性油墨替代非水溶剂型油墨,需要对颜料在水性油墨当中的适用性进行优化。金红石型纳米二氧化钛结构稳定,无毒无味,颗粒细小,白度高,因此常用作水性油墨的白色颜料,然而表面未处理的金红石型纳米二氧化钛在水性介质中容易团聚,且具有一定的光催化活性,需对其表面进行包覆改性,增强纳米二氧化钛在水性油墨中的润湿分散性以及对外部环境的耐光、耐候性。本文尝试对金红石型纳米二氧化钛进行表面包覆改性,研究不同的包覆方式下包覆效果的变化,以获得最佳的包覆方式及包覆工艺参数,论文还尝试采用溶剂热法合成出亲水的分散性良好的金红石型纳米二氧化钛,并考察其应用于水性油墨的相关性能。全文所得主要结论如下:(1)对金红石型纳米TiO2采用不同的包覆方式进行包覆,采用透射电子显微镜、X射线光电子能谱仪、紫外可见分光光度计以及Zeta电位仪等仪器对包覆后的纳米粉体进行表征,结果表明逐层包覆得到的包覆层比混合包覆得到的包覆层更连续均匀。水热逐层包覆与水浴逐层包覆相比,其最外层的铝包覆层能够更贴近硅包覆层。包覆后的纳米粉体在紫外光吸收区的吸光度均有所下降,且逐层包覆比混合包覆对紫外光的屏蔽效果更好,水浴与水热的包覆方式对耐光性无明显影响。将逐层包覆与混合包覆后的TiO2应用于水性油墨中,混合包覆得到的产品分散性略高于逐层包覆,逐层包覆后的TiO2配制成水性油墨之后,墨膜白度为95.46%,光泽度为45.1%,遮盖力为11.5g/m2,耐水性较好,墨层无剥离。(2)在获得TiO2表面最佳包覆方式基础上,对TiO2表面逐层包覆工艺参数进行优化,采用Zeta电位、透射电子显微镜以及X射线荧光光谱仪等仪器对包覆后的纳米粉体进行表征,确定硅包覆的最佳pH为8,铝包覆的最佳pH为9,包覆温度为80℃,包覆时间为90min,包覆量为TiO2的3.5%,将最佳包覆工艺下的金红石型纳米TiO2配制成水性油墨并涂刷到基材上,墨膜性能优良,其白度值为95.86%,光泽度为54%,遮盖力大小为11.62g/m2,膜层耐水性较好,耐剥离性较高。(3)采用聚乙二醇400作为溶剂,引入Sn4+,在酸性条件下,用溶剂热法制备出金红石型纳米TiO2,采用X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、扫描电镜、Zeta电位仪、紫外可见近红外分光光度计等仪器对所制备粉体进行表征。结果表明浓度为5mol%Sn4+的掺入可促进金红石型纳米TiO2的生成,降低TiO2向金红石型转化的温度,提高结晶度;且所制粉体粒度分布较窄;掺杂Sn4+后制备的纳米粉体其光响应范围没有改变,紫外光区的吸光度较掺杂之前低,耐光性更好,将所制备的纳米粉体配制成水性油墨,涂刷到塑料薄膜上,测其相关的油墨性能,墨层白度为94.6%,光泽度为57%,遮盖力大小为10.8g/m2,涂层耐水性一般,耐剥离性良好。

关键词：水性油墨金红石型纳米二氧化钛表面改性表面包覆油墨性能

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一种金红石型纳米二氧化钛的制备方法

无机盐工业 2008年第11期40卷 39-39页

一种金红石型纳米二氧化钛的制备方法。以去离子水与无水乙醇混合物作溶剂，以柠檬酸、硫酸钛和聚乙二醇为原料配制前驱物，在80℃水浴蒸发至湿凝胶，130—140％条件下进行干燥发泡，经900℃煅烧后制得金红石型纳米二氧化钛粉体。本发... 详细信息

一种金红石型纳米二氧化钛的制备方法。以去离子水与无水乙醇混合物作溶剂，以柠檬酸、硫酸钛和聚乙二醇为原料配制前驱物，在80℃水浴蒸发至湿凝胶，130—140％条件下进行干燥发泡，经900℃煅烧后制得金红石型纳米二氧化钛粉体。本发明方法制备周期短，产率较高，而且工艺设备简单，所制备二氧化钛粉体纯度高、分散性好。

关键词：金红石型纳米二氧化钛制备方法纳米二氧化钛粉体无水乙醇去离子水原料配制聚乙二醇工艺设备

金红石型纳米TiO_2浆料改性氯醚树脂防腐涂层研究

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电化学 2005年第4期11卷 393-397页

作者：向斌张胜涛李焰侯保荣重庆大学化学化工学院重庆400044 中科院海洋研究所山东青岛266071

用金红石型纳米TiO2对氯醚树脂防腐涂料改性,电化学阻抗考察该纳米TiO2对漆膜防腐性能的影响.结果表明,添加金红石型纳米TiO2不能明显改善氯醚树脂漆膜的附着力、柔韧性和耐冲击性能,但能提高漆膜耐紫外线老化,以及漆膜的光泽度,此外适... 详细信息

用金红石型纳米TiO2对氯醚树脂防腐涂料改性,电化学阻抗考察该纳米TiO2对漆膜防腐性能的影响.结果表明,添加金红石型纳米TiO2不能明显改善氯醚树脂漆膜的附着力、柔韧性和耐冲击性能,但能提高漆膜耐紫外线老化,以及漆膜的光泽度,此外适当的添加量还能提高漆膜的防腐性能.

关键词：金红石型纳米二氧化钛防腐涂层氯醚树脂电化学阻抗

粒径可控的锐钛矿型与金红石型纳米TiO2的制备——含羧基、羧基有机物的影响

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粒径可控的锐钛矿型与金红石型纳米TiO2的制备——含羧基、羧基有...

作者：姜本鹏江苏大学

学位级别：硕士

二氧化钛是一种多相混合物，它有三种形态：金红石型、锐钛矿型、板钛矿型。其中，金红石型的热力学性能最稳定。金红石型二氧化钛广泛应用于颜料、塑料、建筑材料和化妆品领域，因为它有很好的光散射和反射性能、无毒、化学性能稳定。... 详细信息

二氧化钛是一种多相混合物，它有三种形态：金红石型、锐钛矿型、板钛矿型。其中，金红石型的热力学性能最稳定。金红石型二氧化钛广泛应用于颜料、塑料、建筑材料和化妆品领域，因为它有很好的光散射和反射性能、无毒、化学性能稳定。金红石型二氧化钛有很好的光催化性能，可以降解HS气体，以Fe为受主光氧化水，它还有很高的介电常数．锐钛矿型纳米二氧化钛广泛应用于以下领域：环境净化、光电转换、抗雾化、表面自洁、颜料、化妆品和光催化等。有许多合成纳米二氧化钛的方法，例如四氯化钛火焰氧化法、反胶结晶法、超临界CO结晶法、光辅助溶胶—凝胶法、聚合物模板法、水热合成法。含羟基、羧基、氨基的有机物或聚合物等有机修饰剂已被广泛应用于制备纳米二氧化钛，控制其形貌和性质。这些方法的原理是利用有机修饰剂和二氧化钛的晶面进行反应，从而合成具有所需形貌和界面结构的产品。但羧基、羟基和其他非极性基团是如何影响纳米二氧化钛的晶粒生长的问题，目前还没有研究清楚。我们用偏钛酸和四氯化钛做起始反应物，用含有不同数量和种类的羧基或羟基的有机物做修饰剂合成出了锐钛矿型和金红石型纳米二氧化钛。研究了不同官能团在合成纳米二氧化钛时，对控制纳米二氧化钛粒径的影响。从我们的实验结果可以看出，酸性和非极性有机修饰剂对合成尺寸控制的纳米二氧化钛影响巨大。络合到纳米二氧化钛颗粒表面的有机酸作为催化剂参与了形核和晶粒生长。两性修饰剂所含的非极性烷基和苯基连接到TiO表面起到了晶体生长抑制剂的作用。从而导致生成了粒径小和粒径分布窄的纳米二氧化钛颗粒。修饰剂的空间位阻效

关键词：锐钛矿型金红石型纳米二氧化钛偏钛酸有机修饰剂

金红石型纳米TiO2的低温制备及其对棉织物抗紫外超疏水性能的研究

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金红石型纳米TiO2的低温制备及其对棉织物抗紫外超疏水性能的研究

作者：金耀峰苏州大学

学位级别：硕士

随着时代的发展和科技的进步,以抗紫外、超疏水、抗菌、防静电等功能性为导向的纺织品给人们的生活带来了极大的帮助。普通纺织品的紫外线防护性能差,在户外生产生活的人容易受到紫外线辐射带来的伤害。同时,纺织品固有的亲水性使其在... 详细信息

随着时代的发展和科技的进步,以抗紫外、超疏水、抗菌、防静电等功能性为导向的纺织品给人们的生活带来了极大的帮助。普通纺织品的紫外线防护性能差,在户外生产生活的人容易受到紫外线辐射带来的伤害。同时,纺织品固有的亲水性使其在日常使用过程中极易被水润湿而降低穿着舒适度,且潮湿的织物容易滋生细菌,危害人体健康。因此,制备具有抗紫外和超疏水的双功能纺织品具有重要意义。目前制备抗紫外和超疏水双功能纺织品的过程中存在原料成本高、工艺复杂、耗时长等问题。因此,通过简单高效的方法实现双功能纺织品的制备是十分必要的。在纺织品的功能整理中,金红石型纳米二氧化钛因其优异的紫外线屏蔽性能和光催化活性而被广泛应用,但传统的金红石型纳米TiO2制备工艺耗能大、对设备要求较高,且其亲水性和易团聚的特性常需要通过多道工艺才能实现织物的多功能改性。基于此,本课题以通过简单的工艺制备具有抗紫外和超疏水的双功能棉织物为研究目标,首先使用纳米纤维素(NCC),在低温下制备了分散性较好的金红石型纳米二氧化钛(N-TiO2),并通过“二浸二轧”的方法将N-TiO2整理到棉织物表面,赋予了棉织物抗紫外和疏水的双功能。随后使用硅烷偶联剂对N-TiO2进行表面功能化改性,通过整理,实现了具有长效抗紫外和超疏水双功能棉织物的制备,具体研究内容和结果如下:(1)N-TiO2的制备及表征以自制的纳米纤维素(NCC)为模板,采用四氯化钛(TiCl4)为钛源,在室温条件下制备了 N-TiO2。研究了反应温度、反应时间和TiCl4的使用量对N-TiO2质量分数的影响。通过设计正交试验优化了 N-TiO2工艺条件:反应温度为25℃,反应时间为1h,TiCl4使用量为3 mL,并对其微观结构进行表征,结果表明,N-TiO2的分散性好,其结构呈“刺球状”,粒径为100～250 nm。(2)N-TiO2改性棉织物的制备及表征通过“二浸二轧”的方式将N-TiO2整理到棉织物上,整理条件为:N-TiO2浓度为1.5g/L、浴比为1:30、轧余率为100%,并在100℃下烘干2 min后再150℃固化3 min。SEM和AFM测试结果显示,N-TiO2在棉织物表面分布较为均匀,棉织物表面粗糙度得到提高,由先前的31.18 nm提高至98.48 nm。棉织物表面由亲水状态转变为疏水,接触角达到了 139.5°,滚动角为14.5°;经测试,N-TiO2改性棉织物的UPF值为72.6,UVA透过率为3.58%,符合我国抗紫外产品的标准;大肠杆菌的抗菌实验结果显示,N-TiO2改性棉织物的抑菌率为54.33%,具有一定的抗菌性。此外,N-TiO2改性棉织物的透气性和拉伸性能基本与原棉一致,但其耐洗性较差,经过10次洗涤循环后,接触角由139.5°下降至78.6°,UPF值由72.6下降至45.5。(3)G-N-TiO2改性棉织物的制备及表征使用3-缩水甘油基氧丙基三甲氧基硅烷(GPTS)对N-TiO2进行改性,得到了 G-N-TiO2,并讨论了改性条件。采用与N-TiO2改性棉织物相同的整理工艺将G-N-TiO2整理到棉织物上,通过对G-N-TiO2改性棉织物的抗紫外性能和接触角测试结果的分析,最终得到的改性条件为:pH=5、反应时间为6h、N-TiO2/GPTS质量比为30%。SEM和AFM测试结果显示,G-N-TiO2在棉织物表面分布均匀,棉织物表面粗糙度进一步提高,由N-TiO2改性棉织物的98.48nm提高至101.7 nm,接触角达到158.6°,滚动角为6.2°,达到了超疏水的标准;经测试,棉织物的UPF值为85.61,UVA透过率为2.41%,具有优异的抗紫外性能;大肠杆菌的抗菌实验结果显示,G-N-TiO2改性棉织物的抑菌率为62.21%,具有一定的抗菌性。此外,经过G-N-TiO2改性后的棉织物仍具有良好的透气性,拉伸性和耐洗性,经过8次洗涤循环后,接触角仍高达150.6°,滚动角为9.5°,符合超疏水标准,同时,其UPF值为72.68,UVA透过率为3.55%,符合我国抗紫外产品的标准。

关键词：纳米纤维素金红石型纳米二氧化钛 GPTS 棉织物抗紫外超疏水

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金红石型纳米钛白粉在车辆涂料中的应用

中国涂料 2014年第2期29卷 31-34页

作者：赵绍洪张辉耀陆小英常州光辉化工有限公司江苏常州213016

介绍了金红石型纳米二氧化钛在丙烯酸金属烘干漆中的应用,通过将有机光稳定剂及不同比例的金红石型纳米二氧化钛加到丙烯酸金属烘干漆中,并检测其相应的性能,观察金红石型纳米二氧化钛对涂膜的耐候性、硬度、附着力、颜料沉淀以及金属... 详细信息

介绍了金红石型纳米二氧化钛在丙烯酸金属烘干漆中的应用,通过将有机光稳定剂及不同比例的金红石型纳米二氧化钛加到丙烯酸金属烘干漆中,并检测其相应的性能,观察金红石型纳米二氧化钛对涂膜的耐候性、硬度、附着力、颜料沉淀以及金属闪光漆的随角异色效果的影响。

关键词：金红石型纳米二氧化钛丙烯酸金属烘干漆紫外线耐候性

两种晶型TiO2-NPs对人肝细胞的遗传稳定性影响与机制研究

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两种晶型TiO2-NPs对人肝细胞的遗传稳定性影响与机制研究

作者：徐云东云南师范大学

学位级别：硕士

纳米二氧化钛(Titanium dioxide nanoparticles,TiO-NPs)因具有的独特理化性质,常应用于化妆品、药品、涂料、食品添加剂等日常用品中,TiO-NPs可能通过皮肤接触、呼吸、口服等方式进入机体,并在肝脏、肺、肠道等器官蓄积。作为一种外源... 详细信息

纳米二氧化钛(Titanium dioxide nanoparticles,TiO-NPs)因具有的独特理化性质,常应用于化妆品、药品、涂料、食品添加剂等日常用品中,TiO-NPs可能通过皮肤接触、呼吸、口服等方式进入机体,并在肝脏、肺、肠道等器官蓄积。作为一种外源物,其具有毒性效应和潜在的健康风险。粒径、表面电荷、表面修饰、晶型等理化性质与TiO-NPs的遗传毒性密切相关。金红石(Rutile)和锐钛矿(Anatase)是TiO-NPs的两种常用晶型,它们在相同暴露条件下对细胞的遗传毒性效应是否存在差异及其机制目前未见系统报道。本研究围绕细胞对不同晶型TiO-NPs潜在的吸收及机制、可能的氧化胁迫效应及其对细胞衰老和遗传稳定性的影响等问题进行综合分析。研究选用粒径相似的金红石型TiO-NPs(TiO-NPs-R)和锐钛矿型TiO-NPs(TiO-NPs-A),暴露处理人肝细胞L-02和QGY 48h。紫外吸收比值Ae/A和流式细胞术侧向光散射角(SSC)比值SSCe/SSC分别评价TiO-NPs的沉降程度和进入细胞的效率;相对定量RT-qPCR检测细胞内吞相关小窝蛋白-1(CAV-1)基因和网格蛋白重链(CLTC)基因、氧化调控Nrf-2基因的转录水平;以胞内活性氧ROS及脂质过氧化标志物丙二醛MDA评价细胞氧化胁迫水平;标准曲线RT-qPCR分析细胞端粒长度(Telomere Length,TL);胞质分裂阻断微核细胞组试验(CBMN-Cyt)评价基因组不稳定性(Genome Instability,GIN)以及以凋亡、坏死为代表的细胞死亡;β-半乳糖苷酶原位染色法分析细胞衰老状况。研究从多层面综合探究了TiO-NPs遗传毒性效应与晶型的关联性及潜在的分子机制。结果显示:(1)TiO-NPs-A较TiO-NPs-R更易沉降并被内吞进入细胞。TiO-NPs-A诱导L-02、QGY细胞SSCe/SSC值显著高于TiO-NPs-R(P氧化胁迫效应。TiO-NPs-A和TiO-NPs-R在L-02细胞中显著提升ROS水平、Nrf-2的转录上调(P型差异在TiO-NPs对L-02、QGY细胞诱发的遗传毒性中具有重要的影响。TiO-NPs-A遗传毒性强于TiO-NPs-R,可能与TiO-NPs-A更易沉降并提高细胞内吞作用以进入细胞,从而导致细胞发生更强的氧化胁迫效应,引起TL缩短、GIN升高,细胞衰老和死亡加速。本研究在TiO-NPs的晶型与细胞和遗传毒性的关联、TiO-NPs的安全应用与潜在的健康负效应防范等方面提供了进一步的科学依据。

关键词：锐钛矿型纳米二氧化钛金红石型纳米二氧化钛基因组不稳定性氧化胁迫

上海大学进行聚丙烯／改性纳米二氧化钛复合材料的制备与性能研究

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石油化工 2009年第7期38卷 722-722页

上海大学环境与化学工程学院与东华大学生态纺织教育部重点实验室合作，采用自制超分散剂对金红石型纳米二氧化钛进行表面处理，然后采用熔融共混的方法与聚丙烯（PP）进行共混制备纳米复合材料，研究了超分散剂用量及纳米二氧化钛用量... 详细信息

上海大学环境与化学工程学院与东华大学生态纺织教育部重点实验室合作，采用自制超分散剂对金红石型纳米二氧化钛进行表面处理，然后采用熔融共混的方法与聚丙烯（PP）进行共混制备纳米复合材料，研究了超分散剂用量及纳米二氧化钛用量对复合材料性能的影响。结果表明，超分散剂处理纳米二氧化钛的最佳用量为2％（质量分数）；纳米二氧化钛填充PP的最佳用量为1．5％（质量分数）；超分散剂对纳米二氧化钛具有明显的均匀分散效果，并显著降低了复合材料的熔融黏度，改善了加工性能；超分散剂处理的纳米二氧化钛填充PP具有明显的增强增韧作用。

关键词：金红石型纳米二氧化钛纳米复合材料复合材料性能上海大学共混制备聚丙烯教育部重点实验室超分散剂