目前，我國納米二氧(yǎng)化钛(TiO2)的制(zhì)備技術己相當成熟。二氧化钛制備方法有很多，主要有硫酸法、氯化法、四氯化钛液(yè)相水解法、四氯化钛氫氧焰(yàn)法(火焰氣(qì)相沉積法)和钛(tài)醇鹽(yán)水解法等。其中工業上常用的是硫酸法(fǎ)和氯化法。

　　對二氧化钛的研究(jiū)大多都停留在(zài)耐候性、光催化性能、複合材料等的研究上，對(duì)納米TiO2在特(tè)種紙上的研究較匮乏。另外，納(nà)米TiO2不易在非極性介質中分散，在極性介質中易凝聚直接影響到(dào)了納(nà)米二氧化(huà)钛自身優異性能的發揮。因此亟需解決納米二氧化钛分散性問題。

　　1納(nà)米TiO2的特性

　　1.1殺菌功能

　　納米(mǐ)級二氧化钛具有高光活性，運用到了強光殺菌技術(shù)[1-3]。實(shí)驗證明，以0.1mg/cm3濃度的銳钛型納米TiO2可(kě)徹底地殺死惡性海拉細胞，而且随着(zhe)超氧化物歧化酶(SOD)添加量的增多，TiO2光催化殺(shā)死癌細(xì)胞的效率也提(tí)高[4]。對枯草杆菌黑色變種芽孢、綠膿杆菌、大腸杆菌、沙門(mén)氏菌(jun1)、牙枝菌和曲黴的殺滅率均達到98%以上。

　　1.2防紫外(wài)線功能

　　納米TiO2既能吸收紫外線，又能反射(shè)、散射紫外線，還能透過可見光，是性能優越、極有發展前途的物理屏蔽型的紫外(wài)線防護劑(jì)。納米二氧化钛由于粒徑(jìng)小，活性大，既能反射、散(sàn)射紫外線，又能吸收紫(zǐ)外線，從而對紫外線有更強的(de)阻隔能力。與同樣劑(jì)量的一些有機(jī)紫外線防護劑(jì)相(xiàng)比，納米二氧化钛在紫外區(qū)的吸收(shōu)峰更高，不像有機(jī)紫外線防護(hù)劑那樣隻單一對(duì)UVA或UVB有吸收，更重要的是它還是廣譜屏蔽(bì)劑[5]。二氧化钛可(kě)以吸收能量高于420nm的紫外而以(yǐ)激發(fā)二(èr)氧化钛晶體結構中内層電子的躍遷。利用(yòng)納米TiO2的透(tòu)明性和紫外線吸收能力還可用(yòng)作(zuò)食品包裝膜、油墨、塗料、紡(fǎng)織制品和塑料填充劑，可以替代有機紫外線吸收(shōu)劑，用于塗料中可提(tí)高塗料耐老化能力。

　　1.3自清潔(jié)功能

　　納米TiO2具有很強的"超親水性"，在它(tā)的表面不易形(xíng)成(chéng)水珠，而且納米TiO2在可見光照射下(xià)可以對碳氫化合物作用(yòng)。利用這樣(yàng)一個效應可(kě)以在玻璃、陶瓷和瓷磚(zhuān)的表(biǎo)面塗上一層納米TiO2薄層，利用氧(yǎng)化钛的(de)光催化反應(yīng)就可以(yǐ)把吸附在氧(yǎng)化钛表面的有機污染物分解(jiě)爲CO2和O2，同剩餘的無(wú)機物一起可(kě)被雨水沖刷幹淨，從而實現自清潔功能。日本已有在實驗(yàn)室(shì)研制成功自潔瓷磚，這種新産品的表面上有一薄層納米TiO2薄(báo)膜，任何粘污在表面(miàn)上的(de)物質(zhì)，包括油污、細菌在光的照射下，由于納米TiO2的催(cuī)化作用，可以使這些碳氫(qīng)化合物進一步氧化變成氣體(tǐ)或者很(hěn)容(róng)易被擦掉的物質。納米TiO2光(guāng)催化作用(yòng)使得(dé)高層建築的玻璃、廚房易粘油污的瓷磚、汽車後視鏡及前窗(chuāng)玻璃的保潔都可以輕松地進(jìn)行。

　　2納米TiO2的分散性能

　　2.1納米TiO2分散(sàn)機(jī)理(lǐ)

　　胡傑等[6]發現在納(nà)米二氧(yǎng)化钛的水(shuǐ)分散體系中，主要(yào)是範德華力、靜(jìng)電排斥作用(yòng)力、因吸附層而産生的位阻效應等(děng)。另外，納米二氧化钛的分散機(jī)理還可以從雙電(diàn)子層理論解(jiě)釋。雙電子層理論是指微粒的内部稱爲(wèi)微粒(lì)核一般帶負電荷形成一個負離子層，其外部由于電性吸引而形成一個正離子層(反離子層包括非活動性離子(zǐ)層和擴散層(céng))，合稱爲雙電層。該理論一般情況(kuàng)下是依(yī)靠調節PH值或是加入電解質，使粒子表面産生電荷，以(yǐ)增大雙電層厚度和顆粒表面(miàn)的電位值，使顆粒之間産生(shēng)排斥力，從而實現顆(kē)粒的分散性。

　　2.2pH值對納米TiO2分散性的影響

　　二(èr)氧化钛在水溶液中由(yóu)于pH值得不同，可以(yǐ)帶正電、負電或是電中性(xìng)。當pH值較低的時候，納米TiO2表面形成TiO2- OH2+，導緻(zhì)粒子表面帶正電荷；當pH值處于中間值時，粒子表面形成Ti-OH鍵，此時粒子呈電中性，納(nà)米TiO2的分散性能最差；當pH值較高的時候(hòu)，粒子表面形成OH-O-鍵，使(shǐ)粒子表面(miàn)帶負電荷，此時(shí)pH值(zhí)越大，粒子表(biǎo)面的負電荷越多，雙電層的厚度越厚，粒子間(jiān)的斥力位能越(yuè)大，粒子分(fèn)散效果越好[7]。郭文錄等[8]人認(rèn)爲在納米二(èr)氧化钛水分散體(tǐ)系穩定性的研(yán)究中認爲，pH=10時分散效果爲最佳(jiā)狀态。

　　2.3電解質對納米TiO2分散性的影響

　　納米二(èr)氧化钛的分散性與電解(jiě)質有關。納米二氧化钛在純水作爲分散劑時(shí)，分布不均勻是(shì)由于粒子間靜電吸引而導緻的。而(ér)研究表明當有機溶(róng)劑作分散劑的水溶液中，納米二氧化钛分(fèn)散(sàn)性(xìng)較好。任夕娟等[9]通過實驗證明電(diàn)解質離子價越高，凝集作用越強(qiáng)，及少量電解質也會使分散液凝(níng)集。因此在(zài)平時的使用、保存中應避免(miǎn)無(wú)機鹽的混入和附着。

　　2.4表面活性劑對納米(mǐ)TiO2分(fèn)散性的影(yǐng)響

　　高分(fèn)子類表面活性劑(jì)可(kě)以通過氫鍵、範德華力、靜電吸引力可納米二氧(yǎng)化钛産生吸附。例如分子鏈較長的(聚丙烯酰胺PAM、聚甲(jiǎ)基丙烯酸PMAA等)可以提(tí)供空間位阻屏蔽，從而阻礙納米二氧化(huà)钛顆(kē)粒的團(tuán)聚。但是加入高分子表面活性劑的量需要嚴格(gé)把控，否則會适得其反。

　　複配型表面活性劑對二氧化钛分散性效果較好。離子型表面活性劑和非離子型表面活性劑在(zài)溶液中混合已形成膠團，非離子表面活性劑分子插入膠團後，使得原有的離子型表面活性劑的“離子頭”間的電性排斥力減(jiǎn)弱(ruò)，使得混合溶液中的CMC下降[10]。

　　2.5分散設備對(duì)納米TiO2分散(sàn)性的影(yǐng)響

　　納米二氧化钛(tài)具有半導(dǎo)體性質，并且(qiě)具(jù)有高穩定性、高透明性、高活性等優異的特性(xìng)。在目前工(gōng)業研究應用(yòng)中會大量使(shǐ)用到納米二氧化钛，作爲新興納米材料，提其分散性(xìng)是非常有必要的。不同的分散設備，對其分(fèn)散也(yě)會呈現出不同(tóng)程度的效果。目前，常(cháng)用的(de)分散(sàn)設備有：超聲振蕩分散儀、電動攪拌儀、直立式攪拌磨[11]。

　　3納米TiO2在(zài)制漿(jiāng)造(zào)紙中的應用

　　3.1功能紙制(zhì)備中的應用

　　日本早前開發出一種添加納米二氧化钛的功能紙，該産品具有光催化功能，可用于包裝用(yòng)紙和(hé)室(shì)内(nèi)裝潢(huáng)用壁紙。該類功能紙可以有效吸收甲醛、苯、氨氣(qì)等有害氣體(tǐ)。河北(běi)麥森钛(tài)白粉有(yǒu)限公司開發了高耐(nài)候、耐磨的裝飾原紙，對用于裝飾原(yuán)紙的填料進行(háng)了改進，改進後的填料産品兼具有機/無機三維互穿網絡結構，既具有無機的剛性很耐磨(mó)性，大幅度提高了紙張的綜合性能。将納米二氧化钛(tài)用在一般紙品上(shàng)，例如衛生紙，食品包裝紙等還具有殺菌的功效[12-13]。

　　3.2造紙濕部中的應用

　　造(zào)紙濕部其化學實質是一種表面與膠體化學。造紙(zhǐ)濕部配料(liào)中許多組份結構都非常(cháng)小，因此引入特殊的納米級組分，可以在很大程度上提(tí)高其抄紙效果[14]。

　　納米二氧化钛在造紙濕部中做助留助濾(lǜ)劑，具有良好(hǎo)的助留助(zhù)濾(lǜ)劑效果。其次，由于其優異的(de)性能，還可以高(gāo)效抑制DCS有害物(wù)質對白水的污染破壞。

　　3.3廢紙脫墨中(zhōng)的應(yīng)用

　　造紙工業中二次纖維中油墨粒(lì)子對紙的影響非常大。脫(tuō)墨的(de)方法有浮選和洗滌兩種，工業上多(duō)用前者，因爲其對大粒子油墨的脫去更有效。由于納米二氧化钛具有正電性和大比表面(miàn)積，對二次纖維中油墨粒子具有高效的浮選作用。在浮選過程中加入(rù)納米二氧化钛(tài)還可以一定程度去除廢紙漿中的膠黏物。

　　3.4造紙廢水處理中的應用

　　制漿造(zào)紙廢水主(zhǔ)要包括蒸煮廢液、洗(xǐ)漿廢水、抄紙廢水等。這些廢液中主要含大量木質素以及各(gè)種酚(fēn)類有機化合物。而光催(cuī)化氧化可以處理造紙(zhǐ)廢水，還可以降解木素和酚類物質，完全消除毒性。同時對于造(zào)紙廢水中有毒且難被生物降(jiàng)解的有機物也有很好的降解作用。利(lì)用納米二氧化钛處理(lǐ)造紙廢水，可以使(shǐ)其達到标準排放(fàng)量，極大程度減少(shǎo)對環境的污染。

　　展望

　　納米二氧化钛是一種優異的無機精細化工材料(liào)。影響納米二氧化钛分散性的因素(sù)很多，諸如表面活性劑(jì)、pH值、電解(jiě)質等等，需要我(wǒ)們去做(zuò)進一步的探索，将納米二氧化钛的利用率達到(dào)最佳。目前，我國大力倡導綠色可持續發展，納米二氧化钛以其殺(shā)菌消毒、高(gāo)效自(zì)潔、光催化(huà)能、廢水處理等功能(néng)在制漿造(zào)紙以及功能紙的應(yīng)用和發展(zhǎn)中具有廣闊的(de)前景。