二氧化钛纳米材料的制备、表征及安全应用PDF电子书下载

第1章 二氧化钛纳米材料的应用领域 1

1.1钛白工业的发展 1

1.1.1钛资源储量 1

1.1.2生产现状 2

1.2二氧化钛纳米材料光催化特性的应用 4

1.2.1二氧化钛纳米材料光催化机理 5

1.2.2污水治理 5

1.2.3气体净化 10

1.2.4抗菌杀菌 13

1.3二氧化钛纳米材料紫外吸收特性的应用 18

1.3.1二氧化钛纳米材料紫外吸收机理 18

1.3.2化妆品 19

1.3.3塑料 22

1.3.4玻壳 23

1.3.5耐候颜料 23

1.4二氧化钛纳米材料亲水性的应用 24

1.4.1亲水性及疏水性机理 24

1.4.2亲水性和疏水性的应用 24

1.5二氧化钛纳米材料的其他应用 25

1.5.1国防领域 25

1.5.2特殊颜料 26

1.5.3染料敏化电池 26

参考文献 27

第2章 二氧化钛纳米材料的生产制备方法 32

2.1二氧化钛的生产现状 32

2.2二氧化钛的工业生产技术 34

2.2.1硫酸法 34

2.2.2氯化法 35

2.2.3盐酸法 35

2.3二氧化钛纳米材料的制备 36

2.3.1气相法 36

2.3.2液相法 39

2.3.3固相法 50

2.4二氧化钛成膜工艺 51

2.4.1溶胶-凝胶法 51

2.4.2沉积法 53

2.4.3其他方法 63

参考文献 65

第3章 二氧化钛纳米材料的特性与表征 70

3.1二氧化钛纳米材料的特性 70

3.1.1超微性 72

3.1.2高效光催化活性 74

3.1.3紫外吸收性 77

3.1.4生物效应 80

3.2二氧化钛纳米材料的表征 80

3.2.1X射线荧光分析与电感耦合等离子体质谱分析 82

3.2.2激光粒度分析法与小角X射线散射 83

3.2.3电子显微镜 84

3.2.4X射线衍射及电子衍射 86

3.2.5扫描探针技术 89

3.2.6电子能谱 92

3.2.7振动谱 97

3.2.8紫外可见光谱 102

3.2.9电子顺磁共振 103

3.2.10比表面积测定 103

3.2.11电场诱导表面光电压谱 104

3.2.12荧光光谱 104

3.2.13红外光谱 104

3.2.14光电流谱 105

3.2.15表面羟基含量的测定 105

3.2.16热重-差热分析 105

3.2.17差示扫描量热法 106

3.2.18纳米粒表面电性能检测 106

3.2.19润湿接触角的测定 106

3.2.20沉降性检测 106

3.2.21亲油化度的测定 106

3.2.22活化指数的测定 107

3.2.23悬浮率的测定 107

参考文献 108

第4章 二氧化钛纳米材料的流行病学研究 114

4.1流行病学简介 114

4.1.1流行病学定义 114

4.1.2流行病学原理及应用 114

4.1.3流行病学与其他学科的关系 116

4.1.4职业流行病学研究方法 116

4.2二氧化钛生产现状 118

4.3动物实验研究 120

4.4人群流行病学研究 120

4.4.1二氧化钛生产方法 121

4.4.2暴露评价 121

4.4.3欧美主要流行病学研究 122

4.4.4国内研究 128

4.5工作场所对二氧化钛粉尘的控制 128

4.5.1法律措施 128

4.5.2技术措施 128

4.5.3卫生保健措施 129

4.6展望 129

参考文献 130

第5章 二氧化钛纳米材料的暴露途径 132

5.1人群的暴露模式 136

5.1.1呼吸暴露 137

5.1.2消化道暴露 138

5.1.3皮肤暴露 139

5.1.4呼吸暴露、消化道暴露和皮肤暴露之间的关系 141

5.2动物研究的暴露途径 141

5.2.1急性毒性实验 142

5.2.2亚急性毒性实验 147

5.2.3慢性毒性实验 149

5.2.4专门毒性实验 149

5.3生态系统的暴露 152

参考文献 153

第6章 二氧化钛纳米材料与生物体的相互作用及其与纳米特性的相关性 158

6.1二氧化钛纳米材料对肺部的作用 161

6.1.1粒径 162

6.1.2表面积 166

6.1.3颗粒形状 168

6.1.4表面化学特性 170

6.1.5生物体的种属差异 175

6.2二氧化钛纳米材料对肝脏和肾脏的作用 181

6.3二氧化钛纳米材料对心血管系统的影响 184

6.4二氧化钛纳米材料对神经系统和生殖系统的影响 190

6.4.1对神经系统的作用 190

6.4.2对生殖系统的作用 197

6.5二氧化钛纳米材料对免疫系统的影响 199

6.6代谢组学方法研究二氧化钛材料对生物体的作用 201

参考文献 205

第7章 二氧化钛纳米材料对皮肤的作用 214

7.1二氧化钛纳米材料的皮肤渗透性 215

7.2二氧化钛纳米材料对皮肤功能的影响 218

参考文献 227

第8章 二氧化钛纳米材料的细胞生物学效应及其与纳米特性的相关性 230

8.1二氧化钛纳米材料跨膜机制以及在细胞内的定位 230

8.2光催化下二氧化钛纳米材料对细胞的损伤作用 235

8.2.1二氧化钛纳米材料对原核细胞的损伤 235

8.2.2二氧化钛纳米材料对真核细胞的损伤 239

8.2.3二氧化钛纳米材料的类型与其细胞毒性的关系 240

8.3非光催化条件下二氧化钛纳米材料的典型细胞效应 243

8.3.1非光催化条件下二氧化钛纳米材料产生活性氧并引发细胞凋亡 243

8.3.2非光催化条件下二氧化钛纳米材料可引发炎症反应 247

8.4二氧化钛纳米材料对特定细胞的生物效应 250

8.4.1二氧化钛纳米材料与肺泡巨噬细胞的相互作用 251

8.4.2二氧化钛纳米材料与中枢神经系统小胶质细胞的相互作用 255

参考文献 257

第9章 组织工程中的纳米二氧化钛 260

9.1纳米二氧化钛在组织再生中的应用 261

9.1.1二氧化钛纳米管表面形貌 262

9.1.2促进细胞黏附 264

9.1.3促进骨整合能力 271

9.1.4抗菌表面 274

9.2二氧化钛纳米颗粒的潜在生物安全性 275

9.2.1纳米磨损颗粒 275

9.2.2二氧化钛纳米颗粒的转运和积累 278

9.2.3二氧化钛纳米颗粒对组织工程细胞的影响 280

参考文献 284

第10章 二氧化钛纳米材料的生态环境效应 290

10.1二氧化钛纳米材料对水体的影响 291

10.1.1对游泳生物的影响 292

10.1.2对浮游动物的影响 299

10.1.3对浮游植物的影响 306

10.2二氧化钛纳米材料对陆生植物的影响 311

10.3二氧化钛纳米材料对土壤的影响 315

10.4二氧化钛纳米材料在环境中的迁移、转化和蓄积 316

参考文献 317

第11章 二氧化钛纳米材料的修饰与安全应用 323

11.1二氧化钛纳米材料的表面修饰 324

11.1.1二氧化钛的表面性质 324

11.1.2提高亲水性和生物相容性 325

11.1.3改善亲油溶剂中分散性 326

11.1.4提高光催化活性 328

11.1.5其他表面改性 333

11.2二氧化钛钠米材料的体相修饰 333

11.2.1金属掺杂 333

11.2.2金属掺杂方法 336

11.2.3非金属掺杂 337

11.3二氧化钛纳米材料修饰与应用 342

11.3.1提高生物相容性 342

11.3.2增强细胞黏附性 343

11.3.3抗肿瘤治疗 344

11.3.4生物电极 348

11.3.5杀菌 349

11.3.6污染治理 351

参考文献 360

索引 367