二氧化钛炭纳米复合材料的制备及性能研究(4)
2. 除臭[14]
除臭、除怪是目前工业生产和日常生活中经常遇到的问题，以前普遍采用活性炭驱除。随着气体在活性炭表面的富集，其吸附力明显降低，不仅脱臭能力低，寿命短，而且不易再生，使其应用受到限制。利用纳米TiO2：光催化剂除臭装置吸附臭气后，经紫外光照射，气体分解后恢复其新鲜表面，不影响吸附效果，可反复使用。近年来，日本等国采用TiO2：粉体光催化剂和气体吸附剂制成混合型除臭光催化剂，接触后可氧化分解，既不会降低吸附剂的吸附活性，又解决了纳米TiO2：粉体光催化剂对臭气吸附性较差的缺点，可显著提高除臭效率。
4. 防污、自清洁[15]
玻璃、陶瓷等建材表面易粘附空气中的有机物和无机物，而有机物不易溶于水难以清洗，长时间积累则形成污垢。如在这些建材表面涂覆一层氧化钛薄膜，利用氧化钛的光催化反应可将吸附在氧化钛表面的有机物分解为二氧化碳和水，与剩余的无机物一起被冲刷干净。在高层建筑的窗玻璃，建筑物外墙砖和那些很难清洁的设施，如高速公路的护栏、公路的路灯等表面涂一层氧化钛薄膜，太阳光照射就可实现自清洁、节能、环保、经济实用。
5. 抗菌材料[16]
在日常生活中，各种各样的有害微生物无处不在，对人们的健康和生活构成威胁。细菌型微生物由有机复合物构成，用一般的杀菌剂(如硝酸银、硝酸铜等)可使细菌失去活性，但细菌被杀死后，可释放出致热和有毒的组分(如内毒素)，引起伤寒、霍乱等疾病。而利用TiO2：光催化剂，不仅能杀死细菌，同时能降解由细菌释放出的有毒复合物。
6. 污水处理
随着现代工业的发展，水资源污染日益严重，清除水体中的有毒有害化学物质如卤代烃、农药、表面活性剂等已成为环保领域的一项重要工作，而纳米TiO2光催化降解技术就为这一问题的解决提供了良好的途径。有关文献报道[17]。对水中34种有机污染物的光催化分解进行系统研究，结果表明：TiO2光催化氧化可将水中的烃类、卤代物、羟酸、表面活性剂、含氮有机物、有机磷杀虫等较快的完全氧化为CO2、H2O等无害物质。纳米TiO2光催化降解技术具有在常温下就可进行，能彻底破坏有机物、没有二次污染且费用低的优点，是一种很有实用价值的处理方法。
1.4 纳米TiO2复合材料
1.4.1 纳米TiO2的光催化特性
晶粒尺寸很大程度上影响着TiO2的光催化活性，纳米尺寸TiO2具有较高的光催化活性。孙奉玉等人[18]以纳米级TiO2为催化剂，光催化降解苯酚溶液发现当
TiO2的晶粒尺寸由30nm减少到 10nm，TiO2光催化活性提高近 45％。其它研究也证实纳米级TiO2光催化活性较体相材料有一定的提高[18-20]。
这主要是由于：
1. 带隙能增大：纳米尺寸范围内，由于半导体的载流子限制在一个小尺寸的势阱中，在此条件下，导带和价带能过渡为分立的能级，因而有效带隙（Eg）增大，吸收光谱阈值向短波方向移动，发生尺寸量子效应。能隙变宽，导带电位更负，价带电位更正，使其获得更强的氧化还原能力，从而使催化活性大大提高；
2. 当半导体粒径小于其空间电荷层厚度时，光生载流子可通过简单的扩散从粒子内部迁移到表面，从而提高了电子、空穴的扩散速度。实验表明：粒径为 1µm的TiO2粒子中，电子从体内扩散到表面需 10-7秒，而 10nm的TiO2仅需 10-11秒，因此，粒子越小，电子和空穴在体内复合的几率越小；
3. 半导体粒径的减小也使表面原子迅速增加，光吸收效率高，不易达到饱和状态。较小的粒径也减小了光的漫反射，提高了对光的吸收量；