科创中国

二氧化钛作为一种性能优异的 n 型半导体材料，由于具有良好的化学稳定 性、无毒害、无污染、低成本等特性，使其在光电催化剂、染料敏化太阳能电池、 自清洁、光解水、储能等领域获得广泛研究与应用。特别是近年来，随着纳米科 技的发展，各种不同形貌结构的 TiO2相继问世，使 TiO2材料成为目前应用最广 泛的纳米光催化材料，也使其成为最具有开发前途的绿色环保型催化剂材料和光 电材料之一。 目前，国内外研究工作主要集中在 TiO2纳米线、纳米管、纳米棒、纳米带等 一维纳米材料的开发上，期望由于“纳米效应”使其在声、光、电、磁、力和热等 方面表现更优的性能，其中纳米管更成为纳米材料科技中的热点。自发现碱热法 合成 TiO2 纳米管粉末以来，TiO2纳米管因其具有超大的比表面积及其一维取向性，大大增多了反应活性点并加快了光电子的传输，引起了人们对 Ti02 纳米管 制备和性能研究的广泛关注。但是，目前此方法合成的纳米管存在可控性差和提 纯困难的问题，尤其是不能达到 TiO2管定向排布，这样就限制了其性能与应用 范围。

经过近 10 年的不断努力和探索，我们逐渐克服了上述 TiO2纳米管材料制备 过程中存在的问题，发展了高纯 TiO2纳米管粉体材料的制备工艺，并达到了批 量化生产的要求；同时我们发展了一套完整的阳极氧化 TiO2 纳米管阵列的制备 技术，其中包括纳米管材料的管径管长的控制、表面多孔型和非多孔型纳米管阵 列的控制、脱膜和通孔技术等，多项技术达到国际领先水平，并申请到了两项国 家专利，为 TiO2 纳米管阵列材料的工业化生产提供了基本完备的制备工艺。此 项技术克服了传统 TiO2 纳米管阵列制备过程中存在的纳米管倒伏、管口封堵、 过度刻蚀等技术缺陷，并可以批量大规模地生产多种 TiO2 纳米管阵列材料，为 其产业化奠定了基础。

高纯 TiO2纳米管粉体材料：管径8-12 纳米，管长1－3 微米，比表面积300-400

m2/g，可大批量生产，在太阳能光伏薄膜电池、涂料、传感、空气净化、橡胶、

油墨、塑料、化妆品、食品、医药、服装等领域具有广阔应用前景。

中国科学院兰州化学物理研究所(Lanzhou Institute of Chemical Physics,Chinese Academy of Sciences)，简称"兰州化物所"，始建于1958年，由原中国科学院石油研究所催化化学、分析化学、润滑材料三个研究室迁至兰州而成立，1962年6月启用现名。

兰州化物所主要开展资源与能源、新材料、生态与健康等领域的基础研究、应用研究和战略高技术研究工作。战略定位是"西部资源与能源化学和新材料高技术创新研究基地"。

截至2016年12月，该研究所有在职职工600人，在职职工中研究员及正高级工程技术人员100人、副研究员及高级工程技术人员189人。有2个国家重点实验室、1个国家工程中心、1个中科院与甘肃省共建的重点实验室、1个甘肃省重点实验室，2个所级研究单元。

二氧化钛作为优异的光催化材料商机巨大，可广泛应用于环境保护、化妆

品、涂料、除臭、空气净化、防雾抗菌、污水处理、光催化制氢等领域。随着人

们健康和环保意识的增强，人们对具有光催化净化室内外空气、抗菌杀毒等功能

性绿色环保材料的需求日益迫切，纳米 TiO2光催化剂的出现为环境净化材料的

发展开辟了一片新天地，也为人们对健康环境需求的解决提供了有效的途径。同

时，二氧化钛又是一种优良的无机多功能半导体材料，广泛用于染料敏化太阳能

电池、量子点电池、光电产氢等领域。我们研发的 TiO2纳米管材料，除了具备

目前上述商业所用钛白粉材料的性能和优点之外，还有自身纳米管结构带来的更

优异的光电转换效率、光学特性、电学特性等，特别是其超高比表面积和高度有

序性将在太阳能电池重金属污染、持久性有机污染物的消减，高毒性有机污染物

的快速检测，绿色清洁能源的构建等领域具有重要科学研究意义。以此我们所研

发的 TiO2 纳米管材料，性能优异，生产设备简单，成本低廉，推广应用市场前

景广阔。

本成果可以通过甲方与乙方技术转让和技术合作等方式方式进行转化，具体转化方式、项目金额与部分细节双方可进行面谈。