纳米二氧化钛的抗菌原理
纳米二氧化钛在光催化作用下使细菌分解而达到抗菌效果的。由于纳米二氧化钛的电子结构特点为一个满 TiO2的价带和一个空的导带，在水和空气的体系中，纳米二氧化钛在阳光尤其是在紫外线的照射下，当电子能量达到或超过其带隙能时。电子就可从价带激发到导带，同时在价带产生相应的空穴，即生成电子、空穴对，在电场的作用下，电子与空穴发生分离，迁移到粒子表面的不同位置，发生一系列反应，吸附溶解在 TiO2 表面的氧俘获电子形成O2 ·，生成的超氧化物阴离子自由基与多数有机物反应(氧化) 。同时能与细菌内的有机物反应，生成 CO2和 H2O；而空穴则将吸附在TiO2表面的 OH和H2O氧化成·OH,·OH有很强的氧化能力，攻击有机物的不饱和键或抽取H原子产生新自由基，激发链式反应，终致使细菌分解。
TiO2 的杀菌作用在于它的量子尺寸效应，虽然钛白粉(普通 TiO2)也有光催化作用，也能够产生电子、空穴对，但其到达材料表面的时间在微秒级以上，极易发生复合，很难发挥抗菌效果，而达到纳米级分散程度的TiO2，受光激发的电子、空穴从体内迁移到表面。只需纳秒、皮秒、甚至飞秒的时间，光生电子与空穴的复合则在纳秒量级，能很快迁移到表面，攻击细菌有机体，起到相应的抗菌作用。
在紫外线作用下，以0.1mg/cm3浓度的超细TiO2可地杀死恶性海拉细胞，而且随着超氧化物歧化酶（SOD）添加量的增多，TiO2光催化杀死癌细胞的效率也提高；用TiO2光催化氧化深度处理自来水，可大大减少水中的细菌数，饮用后无致突变作用，达到安全饮用水的标准。在涂料中添加纳米二氧化钛可以制造出杀菌、防污、除臭、自洁的抗菌防污涂料，可应用于医院病房、手术室及家庭卫生间等细菌密集、易繁殖的场所，可有效杀死大肠杆菌、黄色葡萄糖菌等有害细菌，防止感染。因此，纳米纳米二氧化钛能净化空气，具有除臭功能。
纳米二氧化钛抗菌特点：对人体安全，对皮肤无刺激性；抗菌能力强，抗菌范围广；无臭味、怪味，气味小；耐水洗，储存期长；热稳定性好，高温下不变色，不分解，不挥发，不变质；即时性好，纳米二氧化钛抗菌剂仅需1h就能发挥效果，而其他银系抗菌剂效果则需约24h；纳米二氧化钛是一种性维持抗菌效果的抗菌剂；具有很好的安全性，科用于食品添加剂等，与皮肤接触无不良影响。
纳米二氧化钛使用比例及范围
建议用量:
纳米二氧化钛系列应用范围较广，对于不同使用场合添加量相差较大，从1～8％。一般而言，用于防晒剂时为1～3％，用于增白保湿为3～5％，用于抗紫外线为3～8％，用于油墨、涂料为2％。当使用场合不在上述范围内时，使用者应通过试验确定具体添加量。
应用范围
1、 抗紫外线材料、化纤、塑料、油墨、涂料。
2、 光催化触媒、自洁玻璃、自洁陶瓷、抗菌材料、空气清洁、污水 处理、化工。
3、 化妆品、防晒霜、美白润肤霜、美白霜、早晚霜、保湿化妆水、 粉底霜、护肤霜、洗面奶、乳液、粉饼。
4、 涂料、油墨、塑料、食品包装材料。
纳米二氧化钛液体在纺织浆纱上的应用实例
1、纳米二氧化钛液体在纺织装饰墙布自清洁整理中的应用
根据纳米材料的光催化原理，用纳米二氧化钛液体对纺织装饰墙布进行了自清洁整理．扫描电镜（SEM）、能谱分析和红外波谱（IR）分析显示，纳米TiO2与纺织装饰墙布之间有理想的结合．实验结果表明，经过纳米TiO2整理的墙布具有良好的自清洁性能．
2、纳米氧化钛液体在织物后整理中的应用
纳米氧化钛液体在纺织品抗菌、抗紫外线辐射整理中的作用机理以及在纯棉织物上的应用.结果表明,整理后织物经30次水洗后对金黄葡萄球菌和大肠杆菌的率为,对白色念球菌的率大于90%,整理后染色布和未染色布的紫外透过率为5%,达到了小饱和值;纳米TiO2赋予织物优良的抗菌、抗紫外效果,且服用性能不受影响.
3、纳米TiO2在功能纺织品上的应用
纳米TiO2具有纳米功能性材料的基本性质，本文对纳米TiO2及其技术在纺织品抗紫外线、抗菌除臭、空气净化、抗静电、抗红外线、等功能方面的应用作了比较详细的论述。并对纳米TiO2施加到纺织品上的方法也作了简要介绍。
4、纳米二氧化钛对淀粉浆料上浆能力的改进作用
以粘合强力、断裂功以及断裂伸长为量化指标．通过轻浆粗纱法定量研究了TiO2纳米微粒对淀粉与聚酯、棉及聚酯／棉混纺纤维粘合性能的影响。实验结果表明．当这种微粒对淀粉的用量在0．15％～0．50%范围时．能够提高淀粉对上速三种纤维的粘合性能，并能改善淀粉浆液的黏度热稳定性。
2 纳米 TiO 2 粉体的制备
由于纳米 TiO 2 具有许多性能，其用途相当广泛，因而其制备受到国内外的关注。目前制备纳米 TiO 2 粉体的方法主要有两大类：物理法和化学法。
2.1物理法
制备纳米 TiO 2 粉体的物理法主要有溅射，热蒸发法及激光蒸发法。物理法制备纳米粒子是早的方法，它的优点是设备相对来说比较简单，易于操作和易于对粒子进行分析，能制备高纯粒子，还可制备薄膜和涂层。它的产量较大，但成本较高。
溶胶 —— 凝胶法是制备纳米粉体的一种重要方法。它具有其特的优点，其反应中各组分的混合在分子间进行，因而产物的粒径小、均匀性高；反应过程易于控制，可得到一些用其他方法难以得到的产物，另外反应在低温下进行，避免了高温杂相的出现，使产物的纯度高。但缺点是由于溶胶 —— 凝胶法是采用金属醇盐作原料，其成本较高，其该工艺流程较长，而且粉体的后处理过程中易产生硬团聚。 采用溶胶 —— 凝胶法制备纳米 TiO 2 粉体，是利用钛醇盐为原料。原先通过水解和缩聚反应使其形成透明溶胶，然后加入适量的去离子水后转变成凝胶结构，将凝胶陈放一段时间后放入烘箱中干燥。待完全变成干凝胶后再进行研磨、煅烧即可得到均匀的纳米 TiO 2 粉体。有关化学反应如下： 在溶胶 —— 凝胶法中，终产物的结构在溶液中已初步形成，且后续工艺与溶胶的性质直接相关，因而溶胶的质量是十分重要的。醇盐的水解和缩聚反应是均相溶液转变为溶胶的根本原因，控制醇盐水解缩聚的条件是制备溶胶的关键。因此溶剂的选择是溶胶制备的前提。同时，溶液的 pH 值对胶体的形成和团聚状态有影响，加水量的多少会影响醇盐水解缩聚物的结构，陈化时间的长短会改变晶粒的生长状态，煅烧温度的变化对粉体的相结构和晶粒大小的影响。总之，在溶胶 —— 凝胶法制备 TiO 2 粉体的过程中，有许多因素影响粉体的形成和性能。因此应严格控制好工艺条件，以获得性能优良的纳米 TiO 2 粉体。
2.2.3反胶团或W/O微乳液法
反胶团或 W/O 微乳液法是近十年发展起来的一种新方法。该法设备简单，操作容易，并可人为控制合成颗粒的大小，在超细颗粒，尤其是纳米粒子的制备方面有特优点。 反胶团是指表面活性剂溶解在有机溶剂中，当其浓度超过 CMC （临界胶束浓度）后，形成亲水极性头朝内，疏水链朝外的液体颗粒结构。反胶团内核可增溶水分子，形成水核，颗粒直径小于 100 ? 时，称为反胶团，颗粒直径介于 100~2 000 nm时，称为 W/O 型微乳液。 反胶团或微乳液体系一般由表面活性剂，助表面活性剂，有机溶剂和 H 2 O 四部分组成。它是一个热力学稳定体系，其水核相当于一个“微型反应器”，这个“微型反应器”具有很大的界面，在其中可以增溶各种不同的化合物，是非常好的化学反应介质。反胶团或微乳液的水核尺寸是由增溶水的量决定的，随增水量的增加而增大。因此，在水核内进行化学反应制备超微颗粒时，由于反应物被限制在水核内，终得到的颗粒粒径将受水核大小的控制。 反胶团或微乳液法制备纳米 TiO 2 是利用 TBP （磷酸三丁酯）为萃取剂，煤油作稀释剂，在室温下萃取金属钛离子，同时控制条件使其形成有机相的反胶团溶液，将该溶液在室温下以氨水反萃，控制氨水用量和浓度，将得到的沉淀物洗涤干燥焙烧，即获得纳米 TiO 2 粉体。 反胶团或微乳液法可利用胶团大小来控制微粒尺寸，在纳米粒子制备中具有潜在优势，但这种方法刚刚起步，有许多基础研究要做，反胶团或微乳的种类、微观结构与颗粒制备的选择性之间的规律尚需探索，更多的用于超微颗粒合成的新反胶团或微乳液体系需要寻找。
纳米光触媒是指在光照下，自身不发生化学变化，却可以促进化学反应的物质，其功能就象光合作用中的叶绿素。锐钛型纳米TiO2为主要成分的超活性HG-A-001是主要的光触媒材料，当其吸收太阳光或其他光源中的能量后，粒子表面的电子被激活，逸离原来的轨道，同时表面生成带正电的空穴。逸出的电子具有强还原性，空穴则具有强氧化性，两者与空气中的水气反应后会生成活性氧和氢氧自由基。活性氧、氢氧自由基能将大部分有机物、污染物、臭气、细菌等氧化分解成无害的二氧化碳和水。
纳米光触媒技术是一种纳米仿生技术，用于环境净化，自清洁材料，新能源，癌症医疗，率抗菌等多个领域。
本文主要介绍纳米光触媒HG-A-001在日光下水溶液的正确使用方法：
（1） 二氧化钛光触媒HG-A-001为粒径大小约为5纳米，制成中性水溶液后为不发生沉淀的澄清液体，长时间放置会不发生沉淀是合格的光触媒溶液具备很好光催化作用。
（2） HG-A-001溶液喷涂在瓷砖，墙面，玻璃，金属，塑料等表面，水分干燥后纳米颗粒会密着在表面，不会有剥落现象。
（3） HG-A-001不适合直接喷涂在空气中，以免形成的粉尘吸入人体，对肺部造成危害。
（4） HG-A-001光触媒溶液并非消毒水，因此不适合直接喷在身上，以免因皮肤附着性不佳，造成纳米粒子剥落，因而吸入肺部造成危害。
（5） HG-A-001配合照射紫外光效果会更好，因此若喷涂在室内，应打开窗户，让日光照射进来。若是没有日光照射的室内或夜晚，可以使用家用捕蚊灯照射，以加强紫外线来源，一般白炽灯也含有较低强度的紫外光来源，但近距离照射，光触媒效果会更好。
