(三) 水热(溶剂热)合成法
水热合成法是制备二氧化钛纳米晶的重要方法。该方法是在内衬耐腐蚀材料的密闭高压釜中。以水为溶剂,加人纳米二氧化钛的前驱体,充填度为60%~80%,在温度高于100℃,水的自生压力大于101.3 kPa下进行反应。在水热条件下发生粒子的形核和生长,生成可控形貌和大小的超细粉体,具有晶粒发育完整、粒径小、分布均匀、无团聚、无需煅烧等特点。过程控制的重要参数有溶液的pH值、浓度、水热温度和反应时间、压强等。将激光技术引入水热法中,将使该方法成为最有前景的纳米二氧化钛的合成方法之一。
(四) 胶溶—萃取法
胶溶—萃取法是相转移法的一种,其原理为:
沉淀反应 TiO2++OH-→TiO(OH)+ TiO(OH)+ +OH-→TiO(OH)2↓
胶溶反应 TiO(OH)2+H+→TiO(OH)++H2O(溶胶)
热处理 TiO(OH)2→TiO2+H2O
向TiOSO4水溶液中加入碱性水溶液,生成二氧化钛水合物沉淀,再加酸使其变成带正电荷的透明溶胶。加入阴离子表面活性剂和十二烷基苯磺酸钠,使溶胶胶粒转化成亲油性的聚集体。然后加入有机溶剂,剧烈振荡,使胶体粒子转入到有机相中,得到有机溶胶,再经回流,减压蒸馏和热处理即得纳米超细钛白粉。用这种方法制得的纳米级超细钛白粉分散性好、透明度高,但工艺流程长、成本高。
(五) 气相法
气相法指直接利用气体或者通过各种手段将物质变为气体,使之在气体状态下发生物理或化学反应,最后在冷却过程中凝聚长大形成纳米TiO2的方法。气相法包括溅射法、化学气相反应法、化学气相凝聚法、气体蒸发法等,其中应用较多的是化学气相反应法。如化学气相沉积法利用气体原料,在气相中通过化学反应形成构成物质的基本粒子,再经过形核和生长两个阶段得到纳米材料。通过选择适当的浓度、流速、温度和组成配比等工艺条件,控制粉体的组成、形貌尺寸、晶相等。按加热方式的不同,化学气相沉积法又可分为电弧加热合成法、激光诱导气相沉积法、等离子气相合成法等 。
气相法反应速度快,能实现连续化生产,而且制造的纳米钛白粉纯度高、分散性好、团聚少、表面活性大,是一种快速制备二氧化钛粉体的方法。其产品特别适用于精细陶瓷材料、催化剂材料和电子材料等。但气相法反应在高温下瞬间完成,要求反应物料在极短的时间内达到微观上的均匀混合,对反应器的形式,设备的材质,加热方式均有很高的要求。
(六) 微乳化法
将氨水和TiCl4或TiOC12的溶液分别配置成两种微乳。利用这两种微乳间的反应可以获得无定形的氧化钛,经煅烧后晶化,得到锐钛型二氧化钛纳米晶。该法的技术关键是制备微观尺寸均匀,可控的微乳液。因其具有成本高、易团聚等因素,估计实现工业化还需经历相当长的一段时间。