納米二氧化鈦(TiO2)因具有良好的光催化特性、耐化學腐蝕性和熱穩(wěn)定性，被廣泛用于涂料、廢水處理、殺菌、化妝品、食品添加劑和生物醫(yī)用陶瓷材料等與日常生活緊密相關的領域。因此，其將不可避免地進入環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)中引起相應的生物學效應(毒理學)。從流行病學調查和實驗研究兩方面，綜述了納米TiO2對生物體(皮膚、肺、肝、腎和腦的損傷)、細胞(細胞膜、細胞生長和凋亡)和生態(tài)系統(tǒng)的影響，探討了其毒性產生的可能機制.為建立納米TiO2的環(huán)境健康安全暴露評價體系(包括暴露途徑和安全暴露劑量等)；制定納米材料環(huán)境安全性評估方法和評估標準提供參考依據，指導納米TiO2的安全生產和合理使用。促進納米技術的健康、安全和可持續(xù)發(fā)展。
《納米科學與技術》叢書序
前言
第1章 二氧化鈦納米材料的應用領域
1.1 鈦白工業(yè)的發(fā)展
1.1.1鈦資源儲量
1.1.2 生產現狀
1.2 二氧化鈦納米材料光催化特性的應用
1.2.1 二氧化鈦納米材料光催化機理
1.2.2 污水治理
1.2.3 氣體凈化
1.2.4 抗菌殺菌
1.3 二氧化鈦納米材料紫外吸收特性的應用
1.3.1 二氧化鈦納米材料紫外吸收機理
1.3.2 化妝品
1.3.3 塑料
1.3.4 玻殼
1.3.5 耐候顏料
1.4 二氧化鈦納米材料親水性的應用
1.4.1 親水性及疏水性機理
1.4.2 親水性和疏水性的應用
1.5 二氧化鈦納米材料的其他應用
1.5.1 國防領域
1.5.2 特殊顏料
1.5.3 染料敏化電池
參考文獻
第2章 二氧化鈦納米材料的生產制備方法
2.1 二氧化鈦的生產現狀
2.2 二氧化鈦的工業(yè)生產技術
2.2.1 硫酸法
2.2.2 氯化法
2.2.3 鹽酸法
2.3 二氧化鈦納米材料的制備
2.3.1 氣相法
2.3.2 液相法
2.3.3 固相法
2.4 二氧化鈦成膜工藝
2.4.1溶膠凝膠法
2.4.2 沉積法
2.4.3 其他方法
參考文獻
第3章 二氧化鈦納米材料的特性與表征
3.1 二氧化鈦納米材料的特性
3.1.1 超微性
3.1.2 高效光催化活性
3.1.3 紫外吸收性
3.1.4 生物效應
3.2 二氧化鈦納米材料的表征
3.2.1 X射線熒光分析與電感耦合等離子體質譜分析
3.2.2 激光粒度分析法與小角X射線散射
3.2.3 電子顯微鏡
3.2.4 X射線衍射及電子衍射
3.2.5 掃描探針技術
3.2.6 電子能譜
3.2.7 振動譜
3.2.8 紫外可見光譜
3.2.9 電子順磁共振
3.2.10 比表面積測定
3.2.11 電場誘導表面光電壓譜
3.2.12 熒光光譜
3.2.13 紅外光譜
3.2.14 光電流譜
3.2.15 表面羥基含量的測定
3.2.16 熱重一差熱分析
3.2.17 差示掃描量熱法
3.2.18 納米粒表面電性能檢測
……
第4章 二氧化鈦納米材料的流行病學研究
第5章 二氧化鈦納米材料的暴露途徑
第6章 二氧化鈦納米材料與生物體的相互作用及其與納米特性的相關性
第7章 二氧化鈦納米材料對皮膚的作用
第8章 二氧化鈦納米材料的細胞生物學效應及其與納米特性的相關性
第9章 組織工程中的納米二氧化鈦
第10章 二氧化鈦納米材料的生態(tài)環(huán)境效應
第11章 二氧化鈦納米材料的修飾與安全應用
索引
彩圖
3.2二氧化鈦納米材料的表征
納米材料的純度、物理化學性能、表面性能及其微觀結構特征參數在研究納米才料與生物體的相互作用中有著非常重要的作用。這些特征參數與材料的組成和攔能之間的關系為預測材料在生物體內的行為及判斷其與生物環(huán)境的相互作用、卜用方式提供了依據。因此，研究納米材料微觀結構的表征對認識納米材料的特、推動納米材料的應用有著重要的意義。納米材料的檢測與表征技術涉及單一女束與場結合的各種分析手段，這些微束包括光子、電子、中子、離子束，場包括熱、、聲、磁場，結合指發(fā)射(激發(fā))、散射、吸收、光電離。目前，發(fā)展納米材料的檢測表征技術有兩條重要途徑：一是創(chuàng)新技術，建立新原理、新方法；二是對傳統(tǒng)分析術的改造。對納米材料進行表征主要涉及表征其純度、粒度分布、形狀、表面電、表面成分及價態(tài)、比表面積和分散狀態(tài)及結構檢測等`"。
納米科技的飛速發(fā)展對納米材料的表征和測量提出了迫切的要求，如何去表納米材料擺到了納米測量科學的面前。白1984年Binning和Rot、rcr首先研制掃描隧道顯微鏡(STM)以來，人們在納米級、原子級水平上研究物質有了飛快進展。基于納米表征的有力手段一一掃描探針顯微鏡(SPM)技術的STM、原子顯微鏡(AFM)和分子力顯微鏡(MFM)等已發(fā)展成為商品。對納米顆粒粒徑及(分布、形態(tài)、比表面積和微結構的分析技術已曰趨成熟，主要的表征分析手段有力態(tài)/靜態(tài)激光光散射(LCS/DCS)、透射電子顯微鏡(TEM)、高分辨電子顯微鏡HR：EM)、STM、AFM、X射線衍射(XRD)、拉曼光譜(RS)和比表面測試儀等，其`LCS/DCS是近年來發(fā)展起來的一種表征納米顆粒粒徑的方法。在電子與光子乏分析技術中應用較多的是俄歇電子能譜法(八ES)、X射線光電子能譜法(XPS)、旨量色散光譜法(EDX)等，前兩者可應用于顯微分析和深度剖面分析，后者則地給出納米微區(qū)化學成分及價電子的結構的信息。此外，還有紫外線電子譜(UPS)、電子束激光散射法以及電子能量損失譜法(EELS)等。在顯微分析技術中，應用較多的是電子顯微技術，包括了EM、掃描電子顯微鏡(SEM)，其分辨率可狀到O.11nITI，主要用來分析納米材料如納米微球、納米管和納米棒等的微結構。幾種顯微鏡技術的性能比較見表3.2。其他分析技術有低能電子與離子投影顯微技術和電子全息攝影技術和X射線顯微技術等。較有前途的兩種顯微成像技術是光電子散射顯微技術(PEEM)和低能電子顯做法(LEEM)。隧道掃描顯微技術、原子力顯微技術、光學近場掃描顯微技術，其他還有光能掃描顯微技術、磁力顯微技術、掃描場發(fā)射電子顯微技術、光子旋轉掃描顯微技術(PSTM)及自轉掃描能譜分析法等都屬于掃描探針技術，它們是納米測量的核心技術，其中AFM技術可獲得0.11nin的橫向分辨率和0.10nm的縱向分辨率，已成為表面分析領域中最通用的顯微分析方法。測量粗糙度方面的方法有激光干涉測量技術、表面增強拉曼光譜儀(SERS)和電子順磁共振儀(EPR)等。根據所測對象的不同，在研究和實際操作中把多種儀器設備加以組合，可得到滿意的結果。隨著科學的進步，新的表征手段不斷涌現，人類對微觀結構的認識也不斷深化，必將進一步推動社會的進步，浩福于人類。
……
