近年来，随着科学技术的进步，工业和农业迅猛发展，给人们生活带来便利的同时，也造成一定的困扰.大量污水的排放，不仅引发一系列环境问题，也让人们的饮用水没办法得到安全保证.为了解决污水排放和生活用水质量存在的问题.研究者们对绿色清洁能源材料特别感兴趣.而TiO2作为环境友好型催化剂，不仅具有良好的光敏性、无毒和稳定性好〔1〕等特点，引起广大研究者的关注.研究者主要研究了纳米颗粒、纳米棒、纳米线和纳米管在内的TiO2纳米材料的性质、制备及其在废水处理、太阳能电池和抗菌、杀菌等领域的应用.二氧化钛，俗称钛白粉，在自然界中主要以锐钛矿（anatase）、金红石（rutile）、板钛矿（brookite）三种晶型存在〔2〕.不同晶型的二氧化钛作用不同.锐钛矿相的二氧化钛光催化降解效果优于金红石相，能有效的降解实验室中的模拟物，如废水、甲基橙和苯酚等溶液.而二氧化钛制备方法不同，制备出的矿相不同，矿相之间的比例也会有差别.二氧化钛的制备方法有水热与溶剂热法、溶胶-凝胶法、微乳液法、液相沉积法和磁控溅射法等.

1 TiO2材料的制备方法

二氧化钛材料的制备方法可以分为二种：一是液相法合成；二是气相法合成.

1.1 液相法合成

二氧化钛液相法合成是目前较常用的方法，主要使用的无机盐为钛酸丁酯、TiCi4和Ti（SO4）2等原料，原料便宜，合成方法简单，是比较经济的制备方法.液相合成方法主要包括水热与溶剂热法、溶胶-凝胶法、微乳液法和液相沉积法.

孟鲁司特联合丙酸氟替卡松对儿童变应性鼻炎的疗效及血清IgE和炎性因子的影响（胡丽敏 闫志毓 郭光良）2∶99

当入库货物i目标货位与出库货物n所在货位同层，入库货物j目标货位与出库货物m所在货位同层(yi=yn≠yj=ym)时，

1.1.1 水热与溶剂热法 水热与溶剂热是指在密闭的反应容器，高压反应釜里进行，介质为水或者是其他有机溶剂，通过对反应容器的加热，制造高温、高压的条件，使原始混合物进行反应合成新化合物的方法.该方法制备的催化剂纯度比较高，晶形较佳〔3〕.但也存在一定的弊端，主要是对设备要求高，操作复杂，而且耗能大，成本偏高等〔4〕.郭国伟等人〔5〕，以工业级别的四氯化钛为钛源，采用两步反应法，该法第一步以尿素作为反应诱发剂可有效控制TiO2晶粒大小，第二步采用乙醇稀释氨水作为反应剂，控制反应速率即有效控制晶粒的生长和分散.第一步和第二步结合合成的纳米TiO2，使常用工业级水热合成方法不能较好控制纳米TiO2粒径的缺点得到了改进.此方法采用工业常用原料，操作简单，过程易控，适合工业放大.通过XRD和SEM表征，可知所制备的TiO2为锐钛矿型；粒径均匀，为20 nm；经TEM表征可知，颗粒间具有一定的分离空间，具有较好的单分散度，可满足工业技术需求.

1.1.4 液相沉积法 液相沉积法是以无机钛盐作原料，通过直接沉积来制备功能TiO2粉体和薄膜的液相法〔11〕.

综上，宫腔镜联合腹腔镜手术剥除中等大小2～5型子宫肌瘤较传统开腹手术疗效更明显，两者联合弥补了单一腔镜治疗中存在的不足，创伤小、患者痛苦少、恢复快、并发症少、不影响患者生育能力，值得推广应用。

1.1.2 溶胶-凝胶法 溶胶-凝胶法是人们最常用的一种制备催化剂的方法，这种方法一般是以金属醇盐为前驱体，小分子醇为溶剂（乙醇），主要反应步骤是将前驱物溶于溶剂中形成较均匀溶液，溶质与溶剂之间发生水解或醇解反应，生成溶胶，溶胶在干燥后转变为凝胶，将凝胶研磨焙烧，制备出催化剂〔6〕.杨志广等人〔7〕，以钛酸正丁酯为钛源，叔丁醇为溶剂，盐酸和冰醋酸为抑制剂，十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为分散剂，采用溶胶－凝胶法制备纳米二氧化钛.制备的催化剂结构清晰、分散性好、粒径分布均匀.对目标模拟物甲基橙溶液进行降解，取20 mL浓度为10 mg/L的甲基橙溶液中加入20 mg纳米二氧化钛，在甲基橙最大吸收波长464 nm处的吸光度迅速减弱，光照40 min时，降解率达到95%左右，取得了良好的光催化效果.查国君等人〔8〕，以钛酸四丁酯为原料，常温下采用溶胶-凝胶法制得了纳米二氧化钛粉末，实验中对其制备影响因素进行了研究探讨.实验结果表明：水和钛酸丁酯的摩尔比为3:1；冰醋酸与钛酸丁酯的摩尔比为0.5:1；无水乙醇与钛酸丁酯的摩尔比为20:1，pH取2～3时凝胶时间达到最佳值.纳米TiO2在紫外光下对甲基橙溶液降解.在二氧化钛投入量为1.5 g/L，甲基橙溶液的浓度为10 mg/L，光照4 h后甲基橙的降解率可达到92.9%，此时二氧化钛降解率最高.

1.2 气相法合成

自1972年Fujishima和Honda首次发现在半导体二氧化钛单晶电极上，在太阳光照射下，水可以分解制备氢气，开始了用纳米二氧化钛晶体作为光催化剂分解水制备氢气和氧气的研究〔14-15〕.此方法无毒无害，又能有效利用太阳能，节约其它能源，因此成为一种有效制得氢气的方法〔16〕.

1.1.3 微乳液法 微乳法可以说是一个热力学稳定体系，是由表面活性剂、助表面活性剂（醇类）、油（碳氢化合物）和水（或电解质溶液）组成的透明的、各向同性的体系〔9〕.张兵兵等人〔10〕，以硫酸法钛白粉生产的中间产物偏钛酸为原料，采用微乳法制备纳米二氧化钛粉体.研究结果表明：颗粒粒径受表面活性剂加入量、沉淀剂加入量的影响，采用透射电镜对颗粒的形貌进行表征，及X射线衍射仪对制备颗粒的晶相成分进行分析.通过分析得出：制备的二氧化钛粉体晶型良好，粉体颗粒分布均匀，粒径为20～60 nm.

2 二氧化钛的性质及其应用

随着二氧化钛制取氢气的发现，二氧化钛作为太阳能电池的电极材料也渐渐被人们展开研究.胡嘉清等人〔17〕，运用连续吸附反应法和化学腐蚀-沉积法，用ZnO/FTO多孔纳米片为模板，制备TiO2/FTO多孔纳米片.研究了吸附次数对形貌、光散射性能和染料敏化太阳电池性能的影响.当最佳吸附次数为30，得出的太阳能电池的效率为5.57%，短路电流密度Jsc为9.26 mA·cm-2，开路电压Voc为0.835 V，填充因子FF为72.04%.这个效率略高于P25（5.32%），但是远高于ZnO（2.41%）.

2.1 在制备氢气方面的应用

二氧化钛纳米材料的气相合成法主要常用的是磁控溅射法.在电场作用下，利用高能粒子轰击产生的动量交换，与目标靶材上的原子撞击，并电离产生出高能离子与电子，新的高能电子飞向基片，而高能离子在电场作用下加速飞向阴极靶，并以高能量轰击靶表面，使靶材发生溅射，被溅射出的原子流以一定的方向射向衬底，凝聚成镀层，从而实现膜材料在衬底上的沉积〔12〕.采用磁控溅射方法制备的薄膜材料，薄膜与基片的附着力强并且薄膜均匀；该制备薄膜工艺稳定、靶材可以保持较长寿命，并且容易控制薄膜厚度，可适用于大面积镀膜〔13〕.

2.2 在太阳能电池方面的应用

由于二氧化钛光催化剂本身具有良好的化学稳定性、光稳定性以及耐化学腐蚀等性质，使其在制备氢气、太阳能电池、废水处理和抗菌、杀菌等领域有着广泛的应用前景，其市场规模也在不断扩大.

2.3 在废水处理方面的应用

工业和农业的迅速发展，给环境带来了一定的负面影响，其中包括废水、污水的排放.二氧化钛利用自身优势，即光催化降解性能，有效的降解废水中的污染成分.胡小龙等人〔18〕，利用苯酚这种较难处理的有毒有机污染物作为降解对象.以TiOSO4为钛源，尿素为沉淀剂，沸石为载体，采用均匀沉淀法制备纳米TiO2/沸石复合材料，降解苯酚溶液.研究了不同条件下，如TiO2负载量、煅烧温度以及重复使用情况对复合材料的光催化降解苯酚性能的影响.实验结果表明：在300 W紫外灯下照射3.5 h，当TiO2负载量为30%、煅烧温度为650℃时，纳米TiO2/沸石复合材料降解20 mg/L苯酚溶液的光催化降解率达到91.6%；重复使用5次该催化剂对苯酚溶液降解率仍可达到85%，光催化降解效果比较好.徐晓等人〔19〕，取海产品深加工废水在实验室中进行实验，利用制备的纳米TiO2为光催化剂，在紫外光照射下对深海加工废水降解，考察了以下几个条件对催化降解效果的影响，催化剂用量、溶液pH、氨氮初始浓度、化学需氧量（COD）初始浓度、光照时间等.研究结果表明：纳米TiO2光催化剂能够有效降解海产品深加工废水中的氨氮和COD等污染物.在紫外光照射3 h，TiO2添加量为0.9 g/L、氨氮初始浓度为80 mg/L、COD初始浓度为300 mg/L、溶液pH调为9时，降解效果最好，氨氮和COD的去除率分别可达69.76%和73.33%.在最近几年的大量实验中研究表明，利用二氧化钛光催化剂氧化处理污水能耗低、没有二次污染、稳定且易回收.可将大多数有机氯化物及多种杀虫剂、表面活性剂、致色基团等彻底矿化为CO2、HCl和水等无毒产物，达到去污、脱色等目的，从而解决水污染问题〔20〕.

2.4 在抗菌、杀菌方面的应用

1985年，日本的Tadashi Matsunaga等人，首先发现TiO2在紫外光照射下有杀菌作用〔21〕.而纳米二氧化钛又具有可见光透过性好、紫外光吸收性能强、表面催化活性较高等特点，是理想的无机抗菌材料〔22-24〕.杨静等人〔25〕，以钛酸四丁酯和NaY沸石为原料，通过浸渍、焙烧等工序制备出TiO2/NaY复合材料，经X射线粉末衍射和透射电镜表征，在NaY沸石表面上形成了尺寸均匀、粒径为4～8 nm二氧化钛粒子.在紫外光照射下，用制备的催化剂可以将大肠杆菌完全氧化分解，有效的起到抗菌作用.马超等人〔26〕，采用水热合成法制备掺铜二氧化钛（TiO2&Cu）纳米材料，利用催化动力学法测定该材料Cu2+溶出率，以亚甲蓝为测定其光催化活性，目标物为金黄色葡萄球菌，研究在紫外光和暗光条件下TiO2&Cu纳米材料的抗菌性能.当TiO2&Cu纳米材料Cu2+溶出率最大值为72.36%，在自然光和紫外灯光照下对亚甲蓝光催化降解率分别为95.06%和85.08%，光照下TiO2&Cu材料质量浓度达到10 mg/mL，与细菌共培养90 min后，抑菌率可达94%.当铜含量为0.2%时，采用冷冻干燥法制备的TiO2&Cu材料具有良好的光催化活性，在暗光和紫外光照下均具有一定的抗菌性能.

在自适应滤波中,递归最小二乘RLS(Recursive Least Square)算法在收敛速度和估计精度方面均优于最小均方LMS(Least Mean Square)算法。然而,基于1比特测量值的RLS参数估计算法很少有报道。本文提出了一种基于无线传感器网络1比特测量值的自适应RLS参数估计算法。该算法结合了期望最大EM(Expectation Maximization)和递归最小二乘法,具有与经典RLS算法几乎相同的稳态性能。

3 总结

近年来通过对纳米材二氧化钛材料制备方法的改进，使得它的光催化效率也得到一定的提高，但是要想实现工业化还需要科研人员的继续努力.TiO2的应用前景不容小觑，期待它能带给人们一个全新的，干净的生活环境.

参考文献

〔1〕陈全亮，彤丽格，刘怡伶，等.MoS2/TiO2复合材料的制备及其光催化降解染料的研究〔J〕.西南民族大学学报（自然科学版），2017，43（1）:26-32.

〔2〕陈琳，杨苏东，王传义，等.二氧化钛光催化材料及其改性技术研究进展〔J〕.离子交换与吸附，2013，29（1）:86-96.

〔3〕Guerin S.Electrochemical behaviour of electrodeposited nanostructured Palladium+Platinum films in 2 M H2SO4〔J〕.Eleetrochemistry Communications，2001，3:544-548.

〔4〕吴庆银，柳云骐，唐瑜.现代无机合成与制备化学〔M〕.北京:化学工业出版社，2010.

〔5〕郭国伟，黄晓冬，张亚非，等.水热合成纳米二氧化钛的工业制备研究〔J〕.计真机与应用化学，2015，32（7）:827-829.

〔6〕索龙娇，王晓红，刘宗瑞，等.杂多酸/TiO2复合材料的制备方法及应用研究进展〔J〕.内蒙古民族大学学报（自然科学版），2013，28（3）:262-264.

〔7〕杨志广，彭战辉，任加诚，等.纳米TiO2光催化剂的制备及性能研究〔J〕.化工新型材料，2016，44（10）:170-172.

〔8〕查国君，廖上铁.常温下溶胶-凝胶法制备纳米TiO2及紫外光降解甲基橙性能研究〔J〕.江西科学，2015，33（4）:480-483，535.

〔9〕刘守新，刘鸿.光催化及光催化基础及应用〔M〕.北京:化学工业出版社，2006.

〔10〕张兵兵，李俊峰.微乳法制备纳米二氧化钛及结构表征〔J〕.广州化工，2013，41（36）:69-70，81.

〔11〕王勇，张艳，赵亚伟，等.纳米TiO2的制备及其改性和应用研究进展〔J〕.化学研究，2010，21（2）:94-99.

〔12〕Wang J，Zhao L，Lin S Y，et al.Formation of various TiO2nanostructures from electrochemically anodized titanium〔J〕.Journal of Materials Chemistry，2009，19（22）:3682-3687.

〔13〕祝文豪.TiO2纳米复合材料制备及其光催化性能研究〔D〕.杭州：浙江理工大学，2016.

〔14〕Fujishima A，Honda K.Electrochemical photolysis of water at a semiconductor electrode〔J〕.Nature，1972，238（5358）：37-38.

〔15〕郎秀峰，朱岩，苑旭祖，等.碳掺杂TiO2（101）晶面上水的吸附和解离〔J〕.河北科技师范学院学报，2016，30（3）:49-54.

〔16〕张金龙，陈锋，田宝柱，等.光催化〔M〕.上海:华东理工大学出版社，2012.

〔17〕胡嘉清，雷炳新，孙振范，等.二氧化钛多孔纳米片在染料敏化太阳电池中的应用〔J〕.无机化学学报，2014，30（10）:2408-2418.

〔18〕胡小龙，孙青，徐春宏，等.纳米TiO2/沸石复合材料光催化降解苯酚的性能〔J〕.化工进展，2016，35（5）:1519-1523.

〔19〕徐晓，于晓彩，宫喜斌，等.纳米TiO2光催化降解海产品深加工废水的研究〔J〕.大连海洋大学学报，2014，29（3）:290-294.

〔20〕Fasnacht MP，Blough NV.Mechanisms of the aqueous photodegradation of polycyclic aromatichydrocarbons〔J〕.Environ Sci Technol，2003，37（24）:5767-5772.

〔21〕Matsunaga T，Tomoda R，Nakajima T，et al.Photoelectrochemical sterilization of microbial cells by semiconductor powders〔J〕.FEMS Microbiology Letters，1985，29（1）:211-214.

〔22〕Kazuhito Hashimoto，Hiroshi Irie，Akira Fujishima.TiO2photocatalysis:a historical overview and future prospects〔J〕.Japanses Jouranal of applied Physics，2005，44（12）:8269-8285.

〔23〕Sunada K，Kikuchi Y，Hashimoto K，et al.Bactericidal and detoxification effects of TiO2thin film photocatalysts〔J〕.Environ Sci Technol，1998，32（5）:726-728.

〔24〕Qi Li，Rongcai Xie，Yin Wai Li，et al.Enhanced visible-light-induced photocatalytic disinfection of E.coli by Carbon-SensitizedNitrogen-Doped TitaniumOxide〔J〕.Environ Sci Technol，2007，41（14）:5050-5056.

〔25〕杨静，徐孝文，李琳.TiO2/NaY抗菌材料研究〔J〕.苏州科技学院学报（自然科学版），2010，7（2）:30-32，47.

〔26〕马超，孙超群，吴瑛.铜掺杂纳米TiO2的制备及其抗菌性能研究〔J〕.包装工程，2016，37（11）:32-37.