(三) 水熱(溶劑熱)合成法
水熱合成法是制備二氧化鈦納米晶的重要方法。該方法是在內(nèi)襯耐腐蝕材料的密閉高壓釜中。以水為溶劑,加人納米二氧化鈦的前驅(qū)體,充填度為60%~80%,在溫度高于100℃,水的自生壓力大于101.3 kPa下進(jìn)行反應(yīng)。在水熱條件下發(fā)生粒子的形核和生長(zhǎng),生成可控形貌和大小的超細(xì)粉體,具有晶粒發(fā)育完整、粒徑小、分布均勻、無(wú)團(tuán)聚、無(wú)需煅燒等特點(diǎn)。過(guò)程控制的重要參數(shù)有溶液的pH值、濃度、水熱溫度和反應(yīng)時(shí)間、壓強(qiáng)等。將激光技術(shù)引入水熱法中,將使該方法成為最有前景的納米二氧化鈦的合成方法之一。
(四) 膠溶—萃取法
膠溶—萃取法是相轉(zhuǎn)移法的一種,其原理為:
沉淀反應(yīng) TiO2++OH-→TiO(OH)+ TiO(OH)+ +OH-→TiO(OH)2↓
膠溶反應(yīng) TiO(OH)2+H+→TiO(OH)++H2O(溶膠)
熱處理 TiO(OH)2→TiO2+H2O
向TiOSO4水溶液中加入堿性水溶液,生成二氧化鈦水合物沉淀,再加酸使其變成帶正電荷的透明溶膠。加入陰離子表面活性劑和十二烷基苯磺酸鈉,使溶膠膠粒轉(zhuǎn)化成親油性的聚集體。然后加入有機(jī)溶劑,劇烈振蕩,使膠體粒子轉(zhuǎn)入到有機(jī)相中,得到有機(jī)溶膠,再經(jīng)回流,減壓蒸餾和熱處理即得納米超細(xì)鈦白粉。用這種方法制得的納米級(jí)超細(xì)鈦白粉分散性好、透明度高,但工藝流程長(zhǎng)、成本高。
(五) 氣相法
氣相法指直接利用氣體或者通過(guò)各種手段將物質(zhì)變?yōu)闅怏w,使之在氣體狀態(tài)下發(fā)生物理或化學(xué)反應(yīng),最后在冷卻過(guò)程中凝聚長(zhǎng)大形成納米TiO2的方法。氣相法包括濺射法、化學(xué)氣相反應(yīng)法、化學(xué)氣相凝聚法、氣體蒸發(fā)法等,其中應(yīng)用較多的是化學(xué)氣相反應(yīng)法。如化學(xué)氣相沉積法利用氣體原料,在氣相中通過(guò)化學(xué)反應(yīng)形成構(gòu)成物質(zhì)的基本粒子,再經(jīng)過(guò)形核和生長(zhǎng)兩個(gè)階段得到納米材料。通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)臐舛取⒘魉、溫度和組成配比等工藝條件,控制粉體的組成、形貌尺寸、晶相等。按加熱方式的不同,化學(xué)氣相沉積法又可分為電弧加熱合成法、激光誘導(dǎo)氣相沉積法、等離子氣相合成法等 。
氣相法反應(yīng)速度快,能實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn),而且制造的納米鈦白粉純度高、分散性好、團(tuán)聚少、表面活性大,是一種快速制備二氧化鈦粉體的方法。其產(chǎn)品特別適用于精細(xì)陶瓷材料、催化劑材料和電子材料等。但氣相法反應(yīng)在高溫下瞬間完成,要求反應(yīng)物料在極短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到微觀上的均勻混合,對(duì)反應(yīng)器的形式,設(shè)備的材質(zhì),加熱方式均有很高的要求。
(六) 微乳化法
將氨水和TiCl4或TiOC12的溶液分別配置成兩種微乳。利用這兩種微乳間的反應(yīng)可以獲得無(wú)定形的氧化鈦,經(jīng)煅燒后晶化,得到銳鈦型二氧化鈦納米晶。該法的技術(shù)關(guān)鍵是制備微觀尺寸均勻,可控的微乳液。因其具有成本高、易團(tuán)聚等因素,估計(jì)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化還需經(jīng)歷相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間。