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二氧化钛的多功能应用

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世上有不用洗的衣服,有不用擦的玻璃,马路也能自动净化空气,你相信吗?

  这一切得从一种奇妙的材料——二氧化讲起。

  1972年,日本科学家藤岛昭发现二氧化钛在太阳光的照射下,楞使水分解为两个氢原子和一个氧原子,或使其他一些物质如有机物。在?#27426;?#26465;件下分解成二氧化碳和水等小分子。这是因为二氧化钛受太阳光中的紫外光照射时,钛原子上的电子被光激发,运行轨道发生变化,从而产生极强的氧化能力,因此能够分解部分无机物和有机物。人们根据这一原理开发了光催化技术,即利用二氧化钛作为催化剂,使物质吸?#23637;?#30340;能量而发生分解,从而达到?#26412;?#33258;清洁、净化空气、除臭等目的。

  但是,普通的二氧化钛活性低,要想彻底分解其他物质,可能得等几天甚至几个月。进入20?#20848;?0年代,人们把纳?#20934;?#26415;应用到二氧化钛中,研制出了纳米二氧化钛。我们知道,1纳米等于十亿分之一米,相当于针尖的百万分之一大小。纳米二氧化钛就是指颗粒大小不超过100的二氧化钛,可谓是二氧化钛家族中的小不点。正是因为它个头小,“手脚灵活?#20445;?#26131;于和其他原子团等结合,在参加化学反应时比一般的二氧化钛要活泼成千上万倍,所以纳米二氧化钛在各个大受青睐。

  现在,让我们?#32431;纯?#32435;米二氧化钛是怎样大显身手的。我们先来瞧瞧不用洗的衣服。香港理工大学的科学家最近研制出一种能自我清洁的布料。他们使用一种特殊的工艺使二氧化钛附着在布片上。阳光照射在二氧化钛上,会使电子从中逸出。这一部分电子与空气中的氧反应,生成具有强氧化作用的氧自由基,将污物分解成二氧化碳和水等小分子,这样就达到了自清洁的目的。作为人间的二氧化钛并不会损耗,因此只要有阳光,面料就能发挥自我清洁功能。

  我们再来见识一下有用擦的玻璃吧。科学家们利用纳米二氧化钛开发出了一种自清洁玻璃。这是在普通玻璃表面涂?#25830;?#19968;层透明的纳米二氧化钛光催化剂涂膜,当膜受到太阳光或荧光灯照射后,就会吸?#23637;?#30340;能量产生清洁功能,分解、清除?#23601;?#21644;其他的有机污物,变成二氧化碳和水,且自动消除。而且自清洁玻璃具有亲水性,下雨时雨水会形成薄帘流过玻璃的表面,所以,雨停后不会留下条痕和斑点。目前它已被广泛用于建筑建筑物的门、窗、外墙、汽车玻璃窗以及装饰玻璃等。没准你家的门窗就用上了这种纳米二氧化钛哟!

  有句俗话说“各人自扫门?#25226;?#21738;管他人瓦上霜?#34180;?#32435;米二氧化钛可不是这样的哟。除了自清洁,它还乐于帮助别人清洁呢!大家最常用的交通工具恐怕就是汽车了。我们知道,汽车尾气会向空气排放一氧化碳等有害气体,?#29616;?#24433;响人体健康。同时,?#30340;?#35013;饰材料中含有多种有毒气体,另外霉菌会在汽车通风系统内长期存活,对健康也极为不利。目前,已被普遍运用于净化?#30340;?#31354;气的是一中叫做光触媒的技术。光触媒的主要成分就是纳米二氧化钛。纳米二氧化钛吸收阳光中的紫外线后,内部电子被激发,形成超氧化物和羟基原子团,它超强的氧化能力可以破坏细胞的细胞膜,凝固病毒的蛋白质,?#31181;?#30149;毒的活隆,?#26412;?#33021;力达到99.997%。同时,二氧化钛受光后生成的氢氧自由基可将有机物质和有害气体转化为水、二氧化碳和盐,从而达到净化空气的功效。

  除此之外,把纳米二氧化钛用到马路上也可以净化空气呢!日本三菱材料公司研制出一捉含有纳米二氧化钛的新路面材料,叫做Noxer,它能吸收汽车尾气中的氮氧化物。其中纳米二氧化钛下头催化剂的作用,当路面材料被阳光照射时,能重于泰山活性氧分子。这种分子能与尾气反应,一遇下雨,就变?#19978;?#30813;酸溶液,刚好被混凝土中的弱碱溶液中和。

  纳米二氧化钛的用?#20928;乖对?#19981;止这些,随着科技的进步,它将在我们的日常生活中发挥越来越广泛的作用,也许纳米二氧化钛的新用途正等着明天的你去发现呢!


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