日本東北大學(xué)等開(kāi)發(fā)出了親水性和吸水性出色的金紅石型二氧化鈦材料。該材料由東北大學(xué)金屬材料研究所附屬研究設(shè)施大阪中心新材料創(chuàng)制研究室、北見(jiàn)工業(yè)大學(xué)機(jī)器分析中心講師大津直史、大阪府立大學(xué)金屬類(lèi)新材料研究中心以及TIG公司(總部:大阪府東大阪市)共同研發(fā)而成。由于提高了親水性和吸水性,有望用作無(wú)機(jī)吸水材料。
新材料的特點(diǎn)是不均勻變形小,擁有籽晶尺寸達(dá)15~30nm的高結(jié)晶性,并含有1μm以下的小孔。系在鈦或者鈦合金上以陽(yáng)極氧化制作二氧化鈦的過(guò)程中,以高濃度硫酸水溶液作陽(yáng)極氧化的電解浴液成分,并提高電壓和電流密度制成的氧化膜實(shí)施熱處理而制成。陽(yáng)極氧化法已經(jīng)確立為鈦的著色技術(shù),該技術(shù)不僅設(shè)備成本低,而且還支持復(fù)雜形狀和大尺寸材料。
二氧化鈦有銳鈦礦、金紅石和板鈦礦3種結(jié)晶結(jié)構(gòu),其中銳鈦礦顯示出出色的光催化活性。但是,此次亞甲基藍(lán)(MB)分解率檢測(cè)結(jié)果表明,新材料的分解率在99%以上。
另外,新材料在沒(méi)有紫外線照射的情況下也具有很高的親水性。而且吸水性很強(qiáng):其由表面張力較大的蒸餾水(圖2)浸透,所需時(shí)間與噴墨打印機(jī)用紙基本相同。研究小組利用X射線光電子分光分析,證實(shí)新材料的最表層存在多個(gè)羥基,估計(jì)出色的親水性就源于氧化膜和羥基的相互作用。
這一成果除可用來(lái)凈化含有有害化學(xué)物質(zhì)及細(xì)菌等的工業(yè)廢水外,還可以賦予手機(jī)及眼鏡等抗菌性。目前,研究人員正在考慮在表面積大的底板上涂布這種二氧化鈦,以分解并去除工業(yè)廢水中的化學(xué)物質(zhì)。