納米二氧化鈦的抗菌原理
納米二氧化鈦在光催化作用下使細(xì)菌分解而達(dá)到抗菌效果的。由于納米二氧化鈦的電子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為一個(gè)滿(mǎn) TiO2的價(jià)帶和一個(gè)空的導(dǎo)帶，在水和空氣的體系中，納米二氧化鈦在陽(yáng)光尤其是在紫外線(xiàn)的照射下，當(dāng)電子能量達(dá)到或超過(guò)其帶隙能時(shí)。電子就可從價(jià)帶激發(fā)到導(dǎo)帶，同時(shí)在價(jià)帶產(chǎn)生相應(yīng)的空穴，即生成電子、空穴對(duì)，在電場(chǎng)的作用下，電子與空穴發(fā)生分離，遷移到粒子表面的不同位置，發(fā)生一系列反應(yīng)，吸附溶解在 TiO2 表面的氧俘獲電子形成O2 ·，生成的超氧化物陰離子自由基與多數(shù)有機(jī)物反應(yīng)(氧化) 。同時(shí)能與細(xì)菌內(nèi)的有機(jī)物反應(yīng)，生成 CO2和 H2O；而空穴則將吸附在TiO2表面的 OH和H2O氧化成·OH,·OH有很強(qiáng)的氧化能力，攻擊有機(jī)物的不飽和鍵或抽取H原子產(chǎn)生新自由基，激發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，終致使細(xì)菌分解。
TiO2 的殺菌作用在于它的量子尺寸效應(yīng)，雖然鈦白粉(普通 TiO2)也有光催化作用，也能夠產(chǎn)生電子、空穴對(duì)，但其到達(dá)材料表面的時(shí)間在微秒級(jí)以上，極易發(fā)生復(fù)合，很難發(fā)揮抗菌效果，而達(dá)到納米級(jí)分散程度的TiO2，受光激發(fā)的電子、空穴從體內(nèi)遷移到表面。只需納秒、皮秒、甚至飛秒的時(shí)間，光生電子與空穴的復(fù)合則在納秒量級(jí)，能很快遷移到表面，攻擊細(xì)菌有機(jī)體，起到相應(yīng)的抗菌作用。
?????? 在紫外線(xiàn)作用下，以0.1mg/cm3濃度的超細(xì)TiO2可地殺死惡性海拉細(xì)胞，而且隨著超氧化物歧化酶（SOD）添加量的增多，TiO2光催化殺死癌細(xì)胞的效率也提高；用TiO2光催化氧化深度處理自來(lái)水，可大大減少水中的細(xì)菌數(shù)，飲用后無(wú)致突變作用，達(dá)到安全飲用水的標(biāo)準(zhǔn)。在涂料中添加納米二氧化鈦可以制造出殺菌、防污、除臭、自潔的抗菌防污涂料，可應(yīng)用于醫(yī)院病房、手術(shù)室及家庭衛(wèi)生間等細(xì)菌密集、易繁殖的場(chǎng)所，可有效殺死大腸桿菌、黃色葡萄糖菌等有害細(xì)菌，防止感染。因此，納米納米二氧化鈦能凈化空氣，具有除臭功能。
納米二氧化鈦抗菌特點(diǎn)：對(duì)人體安全，對(duì)皮膚無(wú)刺激性；抗菌能力強(qiáng)，抗菌范圍廣；無(wú)臭味、怪味，氣味?。荒退?，儲(chǔ)存期長(zhǎng)；熱穩(wěn)定性好，高溫下不變色，不分解，不揮發(fā)，不變質(zhì)；即時(shí)性好，納米二氧化鈦抗菌劑僅需1h就能發(fā)揮效果，而其他銀系抗菌劑效果則需約24h；納米二氧化鈦是一種性維持抗菌效果的抗菌劑；具有很好的安全性，科用于食品添加劑等，與皮膚接觸無(wú)不良影響。

納米二氧化鈦使用比例及范圍

建議用量:
納米二氧化鈦系列應(yīng)用范圍較廣，對(duì)于不同使用場(chǎng)合添加量相差較大，從1～8％。一般而言，用于防曬劑時(shí)為1～3％，用于增白保濕為3～5％，用于抗紫外線(xiàn)為3～8％，用于油墨、涂料為2％。當(dāng)使用場(chǎng)合不在上述范圍內(nèi)時(shí)，使用者應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定具體添加量。
應(yīng)用范圍
1、 抗紫外線(xiàn)材料、化纖、塑料、油墨、涂料。
2、 光催化觸媒、自潔玻璃、自潔陶瓷、抗菌材料、空氣清潔、污水 處理、化工。
3、 化妝品、防曬霜、美白潤(rùn)膚霜、美白霜、早晚霜、保濕化妝水、 粉底霜、護(hù)膚霜、洗面奶、乳液、粉餅。
4、 涂料、油墨、塑料、食品包裝材料。

納米二氧化鈦液體在紡織漿紗上的應(yīng)用實(shí)例

1、納米二氧化鈦液體在紡織裝飾墻布自清潔整理中的應(yīng)用
根據(jù)納米材料的光催化原理，用納米二氧化鈦液體對(duì)紡織裝飾墻布進(jìn)行了自清潔整理．掃描電鏡（SEM）、能譜分析和紅外波譜（IR）分析顯示，納米TiO2與紡織裝飾墻布之間有理想的結(jié)合．實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)納米TiO2整理的墻布具有良好的自清潔性能．
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2、納米氧化鈦液體在織物后整理中的應(yīng)用
納米氧化鈦液體在紡織品抗菌、抗紫外線(xiàn)輻射整理中的作用機(jī)理以及在純棉織物上的應(yīng)用.結(jié)果表明,整理后織物經(jīng)30次水洗后對(duì)金黃葡萄球菌和大腸桿菌的率為,對(duì)白色念球菌的率大于90%,整理后染色布和未染色布的紫外透過(guò)率為5%,達(dá)到了小飽和值;納米TiO2賦予織物優(yōu)良的抗菌、抗紫外效果,且服用性能不受影響.
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3、納米TiO2在功能紡織品上的應(yīng)用
納米TiO2具有納米功能性材料的基本性質(zhì)，本文對(duì)納米TiO2及其技術(shù)在紡織品抗紫外線(xiàn)、抗菌除臭、空氣凈化、抗靜電、抗紅外線(xiàn)、等功能方面的應(yīng)用作了比較詳細(xì)的論述。并對(duì)納米TiO2施加到紡織品上的方法也作了簡(jiǎn)要介紹。
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4、納米二氧化鈦對(duì)淀粉漿料上漿能力的改進(jìn)作用
以粘合強(qiáng)力、斷裂功以及斷裂伸長(zhǎng)為量化指標(biāo)．通過(guò)輕漿粗紗法定量研究了TiO2納米微粒對(duì)淀粉與聚酯、棉及聚酯／棉混紡纖維粘合性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明．當(dāng)這種微粒對(duì)淀粉的用量在0．15％～0．50%范圍時(shí)．能夠提高淀粉對(duì)上速三種纖維的粘合性能，并能改善淀粉漿液的黏度熱穩(wěn)定性。

2?納米?TiO?2?粉體的制備?
??由于納米?TiO?2?具有許多性能，其用途相當(dāng)廣泛，因而其制備受到國(guó)內(nèi)外的關(guān)注。目前制備納米?TiO?2?粉體的方法主要有兩大類(lèi)：物理法和化學(xué)法。?
2.1物理法?
???制備納米?TiO?2?粉體的物理法主要有濺射，熱蒸發(fā)法及激光蒸發(fā)法。物理法制備納米粒子是早的方法，它的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單，易于操作和易于對(duì)粒子進(jìn)行分析，能制備高純粒子，還可制備薄膜和涂層。它的產(chǎn)量較大，但成本較高。

溶膠?——?凝膠法是制備納米粉體的一種重要方法。它具有其特的優(yōu)點(diǎn)，其反應(yīng)中各組分的混合在分子間進(jìn)行，因而產(chǎn)物的粒徑小、均勻性高；反應(yīng)過(guò)程易于控制，可得到一些用其他方法難以得到的產(chǎn)物，另外反應(yīng)在低溫下進(jìn)行，避免了高溫雜相的出現(xiàn)，使產(chǎn)物的純度高。但缺點(diǎn)是由于溶膠?——?凝膠法是采用金屬醇鹽作原料，其成本較高，其該工藝流程較長(zhǎng)，而且粉體的后處理過(guò)程中易產(chǎn)生硬團(tuán)聚。?采用溶膠?——?凝膠法制備納米?TiO?2?粉體，是利用鈦醇鹽為原料。原先通過(guò)水解和縮聚反應(yīng)使其形成透明溶膠，然后加入適量的去離子水后轉(zhuǎn)變成凝膠結(jié)構(gòu)，將凝膠陳放一段時(shí)間后放入烘箱中干燥。待完全變成干凝膠后再進(jìn)行研磨、煅燒即可得到均勻的納米?TiO?2?粉體。有關(guān)化學(xué)反應(yīng)如下：???在溶膠?——?凝膠法中，終產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)在溶液中已初步形成，且后續(xù)工藝與溶膠的性質(zhì)直接相關(guān)，因而溶膠的質(zhì)量是十分重要的。醇鹽的水解和縮聚反應(yīng)是均相溶液轉(zhuǎn)變?yōu)槿苣z的根本原因，控制醇鹽水解縮聚的條件是制備溶膠的關(guān)鍵。因此溶劑的選擇是溶膠制備的前提。同時(shí)，溶液的?pH?值對(duì)膠體的形成和團(tuán)聚狀態(tài)有影響，加水量的多少會(huì)影響醇鹽水解縮聚物的結(jié)構(gòu)，陳化時(shí)間的長(zhǎng)短會(huì)改變晶粒的生長(zhǎng)狀態(tài)，煅燒溫度的變化對(duì)粉體的相結(jié)構(gòu)和晶粒大小的影響?？傊?，在溶膠?——?凝膠法制備?TiO?2?粉體的過(guò)程中，有許多因素影響粉體的形成和性能。因此應(yīng)嚴(yán)格控制好工藝條件，以獲得性能優(yōu)良的納米?TiO?2?粉體。?
2.2.3反膠團(tuán)或W/O微乳液法?
???反膠團(tuán)或?W/O?微乳液法是近十年發(fā)展起來(lái)的一種新方法。該法設(shè)備簡(jiǎn)單，操作容易，并可人為控制合成顆粒的大小，在超細(xì)顆粒，尤其是納米粒子的制備方面有特優(yōu)點(diǎn)。?反膠團(tuán)是指表面活性劑溶解在有機(jī)溶劑中，當(dāng)其濃度超過(guò)?CMC?（臨界膠束濃度）后，形成親水極性頭朝內(nèi)，疏水鏈朝外的液體顆粒結(jié)構(gòu)。反膠團(tuán)內(nèi)核可增溶水分子，形成水核，顆粒直徑小于?100???時(shí)，稱(chēng)為反膠團(tuán)，顆粒直徑介于?100~2?000?nm時(shí)，稱(chēng)為?W/O?型微乳液。?反膠團(tuán)或微乳液體系一般由表面活性劑，助表面活性劑，有機(jī)溶劑和?H?2?O?四部分組成。它是一個(gè)熱力學(xué)穩(wěn)定體系，其水核相當(dāng)于一個(gè)“微型反應(yīng)器”，這個(gè)“微型反應(yīng)器”具有很大的界面，在其中可以增溶各種不同的化合物，是非常好的化學(xué)反應(yīng)介質(zhì)。反膠團(tuán)或微乳液的水核尺寸是由增溶水的量決定的，隨增水量的增加而增大。因此，在水核內(nèi)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)制備超微顆粒時(shí)，由于反應(yīng)物被限制在水核內(nèi)，終得到的顆粒粒徑將受水核大小的控制。?反膠團(tuán)或微乳液法制備納米?TiO?2?是利用?TBP?（磷酸三丁酯）為萃取劑，煤油作稀釋劑，在室溫下萃取金屬鈦離子，同時(shí)控制條件使其形成有機(jī)相的反膠團(tuán)溶液，將該溶液在室溫下以氨水反萃，控制氨水用量和濃度，將得到的沉淀物洗滌干燥焙燒，即獲得納米?TiO?2?粉體。?反膠團(tuán)或微乳液法可利用膠團(tuán)大小來(lái)控制微粒尺寸，在納米粒子制備中具有潛在優(yōu)勢(shì)，但這種方法剛剛起步，有許多基礎(chǔ)研究要做，反膠團(tuán)或微乳的種類(lèi)、微觀結(jié)構(gòu)與顆粒制備的選擇性之間的規(guī)律尚需探索，更多的用于超微顆粒合成的新反膠團(tuán)或微乳液體系需要尋找。

納米光觸媒是指在光照下，自身不發(fā)生化學(xué)變化，卻可以促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)，其功能就象光合作用中的葉綠素。銳鈦型納米TiO2為主要成分的超活性HG-A-001是主要的光觸媒材料，當(dāng)其吸收太陽(yáng)光或其他光源中的能量后，粒子表面的電子被激活，逸離原來(lái)的軌道，同時(shí)表面生成帶正電的空穴。逸出的電子具有強(qiáng)還原性，空穴則具有強(qiáng)氧化性，兩者與空氣中的水氣反應(yīng)后會(huì)生成活性氧和氫氧自由基?；钚匝?、氫氧自由基能將大部分有機(jī)物、污染物、臭氣、細(xì)菌等氧化分解成無(wú)害的二氧化碳和水。
納米光觸媒技術(shù)是一種納米仿生技術(shù)，用于環(huán)境凈化，自清潔材料，新能源，癌癥醫(yī)療，率抗菌等多個(gè)領(lǐng)域。
本文主要介紹納米光觸媒HG-A-001在日光下水溶液的正確使用方法：
（1）????????????????? 二氧化鈦光觸媒HG-A-001為粒徑大小約為5納米，制成中性水溶液后為不發(fā)生沉淀的澄清液體，長(zhǎng)時(shí)間放置會(huì)不發(fā)生沉淀是合格的光觸媒溶液具備很好光催化作用。
（2）????????????????? HG-A-001溶液噴涂在瓷磚，墻面，玻璃，金屬，塑料等表面，水分干燥后納米顆粒會(huì)密著在表面，不會(huì)有剝落現(xiàn)象。
（3）????????????????? HG-A-001不適合直接噴涂在空氣中，以免形成的粉塵吸入人體，對(duì)肺部造成危害。
（4）?????HG-A-001光觸媒溶液并非消毒水，因此不適合直接噴在身上，以免因皮膚附著性不佳，造成納米粒子剝落，因而吸入肺部造成危害。
（5）??????HG-A-001配合照射紫外光效果會(huì)更好，因此若噴涂在室內(nèi)，應(yīng)打開(kāi)窗戶(hù)，讓日光照射進(jìn)來(lái)。若是沒(méi)有日光照射的室內(nèi)或夜晚，可以使用家用捕蚊燈照射，以加強(qiáng)紫外線(xiàn)來(lái)源，一般白熾燈也含有較低強(qiáng)度的紫外光來(lái)源，但近距離照射，光觸媒效果會(huì)更好。