朱建平，侯歡歡，馮蒙蒙，田夢(mèng)迪，常大歡，張 韓，晁婷婷

(河南理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,焦作 454000)

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納米二氧化鈦在硅酸鹽行業(yè)中的應(yīng)用研究進(jìn)展

朱建平，侯歡歡，馮蒙蒙，田夢(mèng)迪，常大歡，張 韓，晁婷婷

(河南理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,焦作 454000)

由于二氧化鈦具有優(yōu)異的光催化性能，其廣泛應(yīng)用于凈化空氣、污水處理、自清潔等領(lǐng)域。文章對(duì)近年來(lái)納米二氧化鈦在陶瓷、玻璃、水泥、混凝土等硅酸鹽系列材料中的應(yīng)用進(jìn)行了綜述，介紹了摻加TiO2復(fù)合材料在抗菌、自清潔、降解氮氧化物等環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域方面的應(yīng)用。

納米二氧化鈦; 光催化; 陶瓷; 玻璃; 水泥; 混凝土

1 引 言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，中國(guó)粗放式制造業(yè)擴(kuò)張達(dá)到極限，中國(guó)的世界工廠地位奠定。然而，在人均GDP達(dá)到5000美金的同時(shí)，中國(guó)也進(jìn)入了環(huán)境壓力高峰。21世紀(jì)是高科技的世紀(jì)，工業(yè)的發(fā)展是以節(jié)約能源和資源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)。光催化技術(shù)是當(dāng)今科學(xué)研究的熱點(diǎn)，半導(dǎo)體光催化劑的應(yīng)用范圍也十分廣泛，可用于抗菌除臭、分解污水中的有機(jī)物、處理重金屬離子、廢氣凈化、清潔能源、太陽(yáng)能電池和環(huán)境保護(hù)功能等各個(gè)領(lǐng)域。本文重點(diǎn)總結(jié)了近年來(lái)納米二氧化鈦在陶瓷、玻璃、水泥、混凝土方面的應(yīng)用以及在現(xiàn)階段的實(shí)際應(yīng)用中所存在的問(wèn)題，并提出了合理的建議，更好的促進(jìn)納米二氧化鈦的工業(yè)化進(jìn)程。

2 納米二氧化鈦在陶瓷中的應(yīng)用

附著陶瓷表1972年Fujishima[1]報(bào)道了在光電池中受輻射的二氧化鈦可發(fā)生持續(xù)的水氧化還原反應(yīng)而產(chǎn)生氫氣。此后，二氧化鈦光催化劑由于具有催化活性高、光化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、無(wú)毒以及抗氧化能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),并且，在污水處理、抗菌、有機(jī)小分子污染降解、氫氣制備、太陽(yáng)能電池等領(lǐng)域得到了很廣泛的應(yīng)用[2]。其中，納米二氧化鈦在陶瓷中的應(yīng)用非常實(shí)用。李達(dá)等[3]采用超聲噴霧熱解法制備了納米二氧化鈦薄膜自清潔陶瓷，探討了熱處理溫度對(duì)二氧化鈦微結(jié)構(gòu)、成分及抗菌性能的影響，當(dāng)熱解溫度為500 ℃時(shí)，TiO2表面顆粒均勻，對(duì)大腸桿菌的抑菌率可高達(dá)98.42%。

近年來(lái)，隨著工業(yè)化的不斷發(fā)展，產(chǎn)生大量的工業(yè)廢水、廢氣，嚴(yán)重影響人類的身體健康。因此，治理環(huán)境污染已成為現(xiàn)代社會(huì)面臨和亟待解決的重要問(wèn)題之一。陶瓷是常見(jiàn)的無(wú)機(jī)材料，具有價(jià)廉易得，耐高溫，耐腐蝕和不易被氧化分解的特點(diǎn)。研究表明SiO2-TiO2復(fù)合氧化物具有良好的高溫穩(wěn)定性能[4-6]。由于TiO2光催化抗菌材料作用效果持久，利用太陽(yáng)光、熒光燈中含有的紫外光作激發(fā)源就可具有抗菌效應(yīng)，且具有凈化空氣、污水處理、自清潔等光催化效應(yīng)，在環(huán)保方面具有廣泛的應(yīng)用前景。

于曉華[7]等研究TiO2對(duì)ZnO壓敏陶瓷電學(xué)性能的影響，將摻雜TiO2的陶瓷片與未摻雜TiO2的陶瓷片進(jìn)行對(duì)比分析，確定最佳摻雜量，TiO2對(duì)ZnO晶粒有助長(zhǎng)作用，不摻雜納米 TiO2陶瓷是11.4 μm，摻雜納米TiO2高達(dá)30.5 μm;當(dāng)TiO2摻雜量1.5%時(shí)瓷片電學(xué)性能較優(yōu)，即壓敏電壓為31.2 V/mm、漏電流為0.028 mA及為非線性系數(shù)為20.1。吳廣飛等[8]以球形氧化鋁為載體，采用溶膠-凝膠法制備負(fù)載于球形氧化鋁載體表面的二氧化鈦，并以亞甲基藍(lán)為目標(biāo)降解物，考察了不同的原料配比、水解時(shí)間、水解溫度等因素下合成TiO2/Al2O3復(fù)合劑的光催化性能的影響，結(jié)果表明鈦酸丁酯∶無(wú)水乙醇∶三乙醇胺∶水的體積比為1∶3.5∶0.6∶0.1，水解溫度為35 ℃，水解時(shí)間為2 h時(shí)，獲得的二氧化鈦光催化劑性能最佳，其對(duì)亞甲基藍(lán)溶液的降解率達(dá)到95%。

細(xì)菌、霉菌等病原菌對(duì)人類、動(dòng)植物有很大危害，影響人們及動(dòng)植物的健康，甚至?xí)＜吧?進(jìn)而使畜牧業(yè)、水產(chǎn)業(yè)、農(nóng)業(yè)減產(chǎn)，帶來(lái)重大經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)微生物還會(huì)引起各種工業(yè)材料、化妝品、醫(yī)藥品等產(chǎn)品分解、變質(zhì)、劣化，即使是耐腐蝕的高分子材料如塑料也會(huì)因霉菌等微生物分泌的酶的作用而分解成碳、氮等成分，被微生物作為營(yíng)養(yǎng)源攝取。因此,具有殺菌和抗菌效應(yīng)的商品越來(lái)越受到人們的關(guān)注。楊馳[9]等經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，在陶瓷中加入適量的二氧化鈦，陶瓷會(huì)具有抗菌和自清潔的功能，研究發(fā)現(xiàn)：制備納米TiO2抗菌、自清潔低溫陶瓷，當(dāng)燒成溫度900 ℃，m釉料：mTiO2=100∶5.34時(shí)抗菌效果顯著，同時(shí)，適當(dāng)?shù)膿诫s一定量的Ag有助于提高抗菌性能。

陶瓷是常見(jiàn)的無(wú)機(jī)材料之一，具有價(jià)廉易得，耐高溫，耐腐蝕和不易被氧化分解的特點(diǎn)。據(jù)了解，目前國(guó)內(nèi)外在陶瓷上負(fù)載TiO2薄膜作為抗菌材料和固定相催化劑研究的相關(guān)報(bào)道較多。當(dāng)陶瓷表面附上二氧化鈦薄膜的時(shí)候，陶瓷便具有了環(huán)保的功效，因此，在以后此類陶瓷的研究中，實(shí)驗(yàn)研究者應(yīng)注意二氧化鈦光催化膜面能力的提高，以提高抗菌陶瓷的抗菌性能，增加抗菌陶瓷的使用壽命。

3 納米二氧化鈦在玻璃中的應(yīng)用

在21世紀(jì)的今天，實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源和資源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展成為正在興起的新工業(yè)革命的方向。因此，當(dāng)今科學(xué)研究向光催化技術(shù)方向發(fā)展，半導(dǎo)體光催化劑的應(yīng)用范圍尤其廣泛，由于在高層建筑中大規(guī)模的使用玻璃幕墻、玻璃屋頂、玻璃結(jié)構(gòu)等，玻璃的清潔問(wèn)題亟待解決，由于傳統(tǒng)的潤(rùn)濕自潔和機(jī)械自潔難以滿足現(xiàn)實(shí)的要求，自潔凈玻璃應(yīng)運(yùn)而生，它利用光催化技術(shù)能有效的通過(guò)太陽(yáng)光中紫外線的能量和雨水的沖刷作用，使玻璃保持自然的清潔，擁有清新明朗的視野[10]。

自清潔玻璃可定義為通過(guò)在玻璃表面形成光催化薄膜，在陽(yáng)光的作用下，以其特有的強(qiáng)氧化能力，將玻璃表面的幾乎所有的有機(jī)污染物完全氧化降解為相應(yīng)的無(wú)害化合物，從而對(duì)環(huán)境不會(huì)造成二次污染，玻璃表面具有超親水性，使玻璃表面具有自潔、防霧和不易再污染的功能[11]。常見(jiàn)的半導(dǎo)體光催化劑如TiO2、CdS、ZnO、WO3、SnO2等金屬氧化物和硫化物，大多屬于寬禁帶的n型半導(dǎo)體氧化物，其中TiO2、CdS和ZnO的光催化活性最高，但ZnO、ZnO在光照時(shí)不穩(wěn)定，常因光陽(yáng)極腐蝕產(chǎn)生Cd2+、Zn2+，這些離子對(duì)生物有毒性。因此，TiO2因其耐酸、耐堿、耐光化學(xué)腐蝕、較高的光催化活性、無(wú)毒、成本低、與玻璃表面具有很好的附著性能等特性，屬于較為有效的自潔凈玻璃的光催化劑。而采用納米級(jí)粒徑的TiO2，可大大提高光催化劑的活性，在自潔的同時(shí)，這種納米涂層還能不斷分解有機(jī)涂料揮發(fā)出的甲醛、苯、氨氣等有害氣體，殺滅室內(nèi)空氣中的這種細(xì)菌和病毒以及吸煙帶來(lái)的氣味，有效的凈化空氣，減少污染，因此該催化劑應(yīng)用較廣泛。

納米自潔凈玻璃通過(guò)采用相應(yīng)的鍍膜技術(shù)(電沉積、化學(xué)氣相沉積、噴霧熱分解的方法或物理鍍膜)，在普通玻璃表面鍍制一層納米級(jí)TiO2薄膜，該方法可有效的實(shí)現(xiàn)玻璃的自清潔目。由于該薄膜鍍制到玻璃表面，因此薄膜的透明性非常重要[12]。

近年來(lái)國(guó)際國(guó)大量開(kāi)發(fā)二氧化鈦(TiO2)光催化建材產(chǎn)品，尤其是表面含有二氧化鈦光催化的“自潔?！碑a(chǎn)品(含“防污玻璃”、“親水玻璃”、“憎水玻璃”、“憎油玻璃”、“殺菌玻璃”等新玻璃品種)的問(wèn)世吸引了全世界的目光[13，14]。

目前，我國(guó)各地的玻璃企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)和大專院校等都在研制開(kāi)發(fā)TiO2光催化玻璃產(chǎn)品，但是大多仍處于實(shí)驗(yàn)室階段。由于TiO2光催化玻璃性能優(yōu)良，未來(lái)定會(huì)走出實(shí)驗(yàn)室，投入實(shí)際生產(chǎn)，發(fā)展前景光明。

4 納米二氧化鈦在水泥中的應(yīng)用

21世紀(jì)，人類面臨著環(huán)境惡化、資源短缺等問(wèn)題，水泥作為最主要的建筑材料之一，為了今后的綠色健康發(fā)展，水泥今后的發(fā)展方向應(yīng)該既要滿足現(xiàn)代人的需要，又要達(dá)到環(huán)保的要求，有利于資源的健康發(fā)展和生態(tài)平衡。水泥作為一種重要的膠凝材料，具有一些優(yōu)異的性能，廣泛應(yīng)用于土木建筑、水利、國(guó)防等工程。近年來(lái)關(guān)于二氧化鈦與水泥材料相結(jié)合應(yīng)用于環(huán)境污染方面的研究，有了較大的突破[15-17]。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)和汽車工業(yè)的的快速發(fā)展，汽車尾氣排放的氮氧化物成為我國(guó)城市空氣的主要污染源之一[18-19]，隨著汽車數(shù)量的日漸增長(zhǎng)，如何采取一種行之有效的方法高效，徹底的解決汽車尾氣的污染亟待處理。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者對(duì)TiO2水泥基材料用于路面以降低尾氣氮氧化物的污染進(jìn)行了研究[20-22]。陳萌等[23]利用納米TiO2光催化特性與水泥路面易吸水、多空隙的特點(diǎn)，采用配制納米TiO2滲透液的方法，制備水泥光催化活性路面材料，使路面具有光催化凈化機(jī)動(dòng)車排放的NOx的環(huán)保特性。同時(shí)，從室內(nèi)模擬應(yīng)用和室外實(shí)際應(yīng)用兩大方面，進(jìn)行了水泥光催化路面凈化機(jī)動(dòng)車排放的NOx效果試驗(yàn)。他們發(fā)現(xiàn)：通過(guò)室內(nèi)凈化測(cè)試、再生凈化以及磨損試驗(yàn)，證明了水泥光催化活性路面材料有較好的凈化機(jī)動(dòng)車排放的NOx性能;同時(shí)，室外凈化性能測(cè)試也證明了水泥光催化活性路面是一種有效的凈化機(jī)動(dòng)車排放NOx的方法。Chen[24]等通過(guò)TiO2和活性炭的溶液噴射涂覆在水泥混凝土路面，通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定活性路面對(duì)NOx的去除能力。同時(shí)，從室內(nèi)模擬和室外應(yīng)用兩大方面分別進(jìn)行試驗(yàn)：室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)室與現(xiàn)場(chǎng)混凝土路面實(shí)驗(yàn)都充分驗(yàn)證了含TiO2的活性水泥路面對(duì)NOx的去除能力，并且復(fù)合材料有良好的自我再生和重復(fù)使用的能力，NO和NO2最小的凈化率分別為37.4%和25.84%。室外實(shí)驗(yàn)表明光催化降解氮氧化物速率與光強(qiáng)和溫度有關(guān)：反應(yīng)速率隨著光強(qiáng)度增加而增加，溫度的升高有利于氮氧化物在光催化劑活性中心的吸附，在一定程度上也能加快反應(yīng)速率。

水泥固定TiO2在外光源激發(fā)條件下可光催化降解有害物質(zhì)。TiO2光催化氧化技術(shù)可降解染料、指示劑、廢渣等[25-27]。有機(jī)染料廢水具有較大毒性，不少染料能夠致癌，且排放量大，不容易處理，由于TiO2粉末較細(xì)，在光催化過(guò)程中易聚集，光的穿透深度受到影響且不易分離，因而許多學(xué)者也開(kāi)始研究TiO2負(fù)載到水泥上，進(jìn)行有機(jī)物或廢水處理。Bertrand Ruot等[28]對(duì)比了分別添加不同量的納米TiO2的水泥凈漿和水泥砂漿對(duì)羅丹明B的光催化處理效果，考慮密度、總孔隙度、所測(cè)材料的孔隙大小分布和所測(cè)表面的TiO2的數(shù)量等影響。通過(guò)監(jiān)測(cè)暴露在人造日光下的材料表面的變色羅丹明B，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：納米TiO2摻量1%以上，水泥凈漿的光催化性能高于水泥砂漿，而不同水泥種類對(duì)材料的光催化性能影響不大。程滄滄等[29]以TiO2為催化劑，并將TiO2涂布在水泥質(zhì)的淺池池底表面，來(lái)研究水泥負(fù)載TiO2對(duì)染料水溶液的光催化降解的可行性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在將TiO2涂布在水泥質(zhì)池底表面，并以直管高壓汞燈為光源的實(shí)驗(yàn)條件下，對(duì)酸性染料玫瑰紅B(簡(jiǎn)稱ARR)和可溶性染料曬化綠B(簡(jiǎn)稱SHD)有顯著的光降解作用：染料溶液的濃度越大，降解率越低;所處理的染料溶液體積越大,或反應(yīng)池內(nèi)所處理的溶液液層越厚，降解率越低;TiO2與水泥表面結(jié)合力較強(qiáng)，且經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間光照后催化活性無(wú)明顯降低;染料溶液在一定的pH值下，光催化效率最高。

除此之外，TiO2還可用于水泥窯的脫硝工藝。張媛[30]采用浸漬法制備了一系列以p25納米的TiO2為載體，以MnOx為主要活性組分、以FeOx為活性助劑的復(fù)合低溫SCR脫硝催化劑。通過(guò)測(cè)試其脫硝率，得到了一種催化活性較好的低溫SCR脫硝催化劑。研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e的加入可以使催化劑表面活性主份更加分散，還可以增大催化劑的比表面，使其孔結(jié)構(gòu)更加豐富。此外，F(xiàn)e的加入還可以與Mn產(chǎn)生協(xié)同作用，從而大幅度提高催化劑的低溫催化性能。

到目前為止，盡管有很多關(guān)于光催化水泥材料的科學(xué)研究，但是仍然存在很多的問(wèn)題。首先，是光催化反應(yīng)的效率問(wèn)題，在實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用中，該反應(yīng)是在太陽(yáng)光下進(jìn)行的，如何提高催化劑在太陽(yáng)光下的催化活性，是未來(lái)長(zhǎng)時(shí)間需要研究的問(wèn)題。其次，關(guān)于光催化水泥材料的研究大多是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成的，并沒(méi)有應(yīng)用到實(shí)際生活中，如何實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用，是亟待解決的問(wèn)題。

5 納米二氧化鈦在混凝土中的應(yīng)用

混凝土是當(dāng)代最主要的土木工程材料之一，其使用范圍十分廣泛。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，低品位的混凝土已不能滿足使用者的需求，高品位、新性能的混凝土急需發(fā)展。而添加納米顆粒改性混凝土是近年來(lái)研究的熱點(diǎn)。由于納米TiO2具有光催化性能，利用太陽(yáng)光能將有機(jī)污染物礦化為CO2和H2O，這為混凝土改性提供了新的想法：將納米TiO2摻雜于混凝土中，或涂覆于表面，可以賦予混凝土全新的性能。

納米TiO2在路面混凝土中的運(yùn)用也是利用其光催化降解的特性，對(duì)汽車尾氣中的氮化物等有害氣體進(jìn)行分解。早在2008年比利時(shí)政府就資助道路研究中心開(kāi)展對(duì)TiO2光催化劑的混凝土路面磚的研究，通過(guò)測(cè)量路面磚表面上硝酸鹽沉積物含量的變化，來(lái)檢測(cè)其光催化的效率。并最終證明在高溫(>25 ℃時(shí))、低濕度、高光照強(qiáng)度和長(zhǎng)時(shí)間接觸的條件下，TiO2光催化劑混凝土路面磚可產(chǎn)生最好的凈化空氣效果，但在路面鋪設(shè)一年后TiO2光催化效率降低了20%[31]。近年來(lái)西班牙圖德拉路面制品公司將一種在混凝土內(nèi)摻加1%～5%起光觸催化劑作用的納米級(jí)TiO2和碳的混合物做成的路面磚(ecoGranic系列混凝土路面磚)推向市場(chǎng)，并在深圳市進(jìn)行降低空氣中氮氧化物與PM顆粒濃度的小型工程應(yīng)用試驗(yàn)和檢測(cè)。通過(guò)連續(xù)5天的測(cè)量，發(fā)現(xiàn)鋪設(shè)了ecoGranic系列混凝土路面磚的路面，NO降低了30%，NO2降低了35%，NOx降低了33%，空氣總顆粒物消除率為63%、PM 2.5的消除率為56%[32]。

納米TiO2在路面上的施工工藝主要有兩種：摻拌式和涂覆式。研究表明涂覆式方法雖然可以提高催化效率，但對(duì)路面的抗滑性能有較大的影響，需要使用金剛砂改善路面抗滑性并嚴(yán)格控制涂層的厚度和用量。另外光催化反應(yīng)主要發(fā)生在路面表層，且降解產(chǎn)物也會(huì)吸附在路面，故需對(duì)路面定期的清洗，以保證其催化反應(yīng)的發(fā)生[33]。關(guān)強(qiáng)[34]等利用滲透負(fù)載技術(shù)制備了水泥混凝土納米TiO2光催化環(huán)保材料，發(fā)現(xiàn)當(dāng)納米TiO2的摻量為5%，表面活性劑(十二烷基苯磺酸鈉)的摻量為3%時(shí)，在2 mm磨損范圍內(nèi)，該材料仍具有良好的凈化效果，并證明了在實(shí)際公路環(huán)境應(yīng)用中，該環(huán)保材料的有效凈化范圍在6%～12%。光催化混凝土或涂層在應(yīng)用時(shí)對(duì)于NOx污染物的分解效率波動(dòng)范圍較大，為20%～80%。造成如此大的幅波動(dòng)的因素不僅有污染物檢測(cè)技術(shù)，也包括環(huán)境條件多樣性，如光照強(qiáng)度、相對(duì)濕度、溫度、風(fēng)速以及光照方向都會(huì)影響NOx的分解。Panesar[35]等對(duì)比研究了使用普通水泥和光催化水泥所配制混凝土的性質(zhì)。結(jié)果表明，與普通水泥相比，雖然，力學(xué)性能與普通水泥相當(dāng)，但是光催化水泥更難引進(jìn)氣孔，在氣孔率為5%～7%的時(shí)候，光催化混凝土的抗凍性能要比普通的水泥高，但是抗鹽凍性能低于普通的水泥。胡力群[36]等的研究證實(shí)了與普通水泥混凝土相比多孔水泥混凝土表層能夠負(fù)載更多有效TiO2涂料，有利于NO降解，在表面受到磨損時(shí)，多孔水泥混凝土表面TiO2涂料損失相對(duì)較少，能夠有效提高TiO2降解材料的有效利用率，并能在磨損條件下保持較好的降解效果。多孔水泥混凝土表面抗滑性能隨TiO2涂料涂覆量增加下降很少，綜合考慮強(qiáng)度、不同條件下NO降解效果以及抗滑性衰減，適于涂覆TiO2的多孔水泥混凝土集料粒徑宜在4.75～13.2 mm。

在戶外大型水泥混凝土護(hù)欄上摻雜TiO2也可起到降解空氣中NOx的作用，且有效減少了在道路上摻雜時(shí)可能存在的磨損問(wèn)題。楊政[37]等通過(guò)優(yōu)化光催化料漿配比方案，使護(hù)欄表面的光催化材料在表面磨損作用下保持長(zhǎng)期的穩(wěn)定性和有效性，結(jié)果表明當(dāng)表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉摻量為ST(由H2SO4酸化處理過(guò)的TiO2)質(zhì)量的3.5%，ST漿液質(zhì)量濃度為2.0 g/L，滲透劑(硅烷偶聯(lián)劑KH550)最佳摻量為光催化料漿體積的2%;在雨水沖刷磨損小于等于1.5 mm的磨損范圍內(nèi)，ST光催化材料均表現(xiàn)了良好的凈化效果。

隨著居民對(duì)生活環(huán)境的要求越來(lái)越高，具有光催化、抗菌、自清潔功能的建筑物必將有廣闊的市場(chǎng)，而摻加納米TiO2的光降解綠色混凝土正好可以滿足這一需求。目前限制這類混凝土廣泛應(yīng)用的原因除了納米TiO2的價(jià)格較高外，還存在著一些技術(shù)上的難題。我們需要尋求更為有效的在路面上負(fù)載納米TiO2的方法，使其既可以達(dá)到最佳的降解效率，又可以在自然條件下有更長(zhǎng)的服役壽命。

6 結(jié) 語(yǔ)

從目前的研究來(lái)看，納米二氧化鈦主要應(yīng)用于陶瓷、玻璃、水泥、混凝土中用以降解對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì)，效果明顯，在實(shí)際應(yīng)用中也已取得一定進(jìn)展，但一些問(wèn)題仍需盡快解決：(1)納米TiO2在紫外光下表現(xiàn)出良好的光催化活性，但紫外光所占比例較小，限制了它的實(shí)際應(yīng)用，應(yīng)該進(jìn)一步開(kāi)發(fā)可見(jiàn)光環(huán)境下的高效光催化劑;(2)納米粉體的成本較高且分散較難，需進(jìn)一步提高制備效率和尋求新的分散劑;(3)重復(fù)利用率不高，若能夠提高其對(duì)基體材料的附著能力，減少使用過(guò)程中的剝落和損失，在應(yīng)用過(guò)程中多次重復(fù)利用，則其成本會(huì)大幅度下降，為其大規(guī)模使用提供前提。

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Research Progress on Application of Nano Titanium Dioxide in Silicate Industry

ZHUJian-ping,HOUHuan-huan,FENGMeng-meng,TIANMeng-di,CHANGDa-huan,ZHANGHan,CHAOTing-ting

(College of Materials Science and Engineering,Henan Polytechnic University,Jiaozuo 454000,China)

Nano-sized TiO2has been widely used in many field, such as air purification, sewage treatment,self-cleaning due to its excellent photocatalytic properties. The latest research progress in nano-titanium dioxide used in ceramics, glass, cement, concrete and other materials in the silicate series were reviewed. And the application of TiO2composites in the field of environmental protection, such as antibiosis, self-cleaning, and degradation of nitrogen oxides and so on were reviewed.

nano-sized TiO2;photocatalysis;ceramic;glass;cement;concrete

國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)(2015AA034701)

朱建平(1978-)，男，博士，副教授．主要從事綠色建筑材料制備及應(yīng)用研究.

TQ170

A

1001-1625(2016)09-2847-05