5 电泳沉积再阳极氧化法
余志勇等通过利用金属单质Ti片在TiN的悬浊液中进行电泳沉积实验后,发现在单质钛片表面能够沉积一层TiN,然后再对该沉积钛片进行阳极氧化,能够得到掺N的TiO2[24]。经过XPS测试显示,实验所得的钛薄片中的确存在N物质。
5 掺杂二氧化钛的应用现状及前景
1 掺杂的TiO2可见光学材料
目前,CRDL 公司能够制造出掺氮TiO2的可见光光学材料,他们把掺氮TiO2覆盖在玻璃表面而制得光自洁玻璃,这种玻璃在太阳光的照射下能够自动清除停留在玻璃上的污染物,如指纹、污垢等。如果这种自洁玻璃的技术成熟后,就能够为当今世界各地的许多高楼节省出一大笔用在清洗玻璃污垢上的费用,也降低了为了清洗高楼玻璃的危险系数。另外,Ecodevice 公司也已经研制出掺氮的TiO2 可见光光学材料,经过测试发现这种光学材料可以利用可见光来抗菌和除臭等,有着极其广泛的应用前景[25]。
尽管已经有很多公司在生产掺杂TiO2光学产品,但是由于目前掺杂TiO2的光反应技术还不是特别成熟,同样也存在一些难解的问题:第一、掺杂TiO2的稳定性问题。TiO2之所以能够相对于其他光学材料而被普遍使用,主要取决于TiO2的稳定性好。而目前关于掺杂TiO2稳定性的研究还比较少,还需要更加深入全面的研究。第二、掺杂TiO2的载体选择问题。前面所提到的掺杂负载形式主要是粉体和薄膜两种形式,是否还有其他负载形式以及何种负载形式能更有效率使用到TiO2的光学性质还有待研究。第三、掺杂TiO2 在可见光下能够矿化的有机物种类的研究以及抗菌性能的研究都还比较少。第四、在掺杂TiO2 的研究中,许多研究都是在考虑TiO2的改性,而对TiO2的使用环境(光照)关注较少。是否存在高效的室内光源对掺杂TiO2的使用也具有重要的意义。
2 发展趋势及展望
通过前文的对TiO2的光学性质分析,可以看出这种光学材料发展的巨大潜力。而把眼光拉回到我们自己的国家,我国的钛资源占世界总储量的的25% ,居世界之首。如果TiO2的掺杂技术能够更加成熟,充分利用丰富的钛资源,生产出可以广泛使用的可见光学材料,并且能够广泛使用在污染处理、空气净化、光能转换等方面,那么不仅能够促进我国的经济发展,而且可以显著地改善我们的生存环境。