原来有一次考试,卷子上就有二氧化钛、太阳光催化分解水的反应。当时很兴奋,考完试就去试剂商店买了二氧化钛,回家便迫不及待地舀一勺放入试管中,接着加水,拿到太阳光底下观察。发现生成气泡的速率较低,而且生成的气泡很小。后来查了《钛》、《无机化学》这两本书,才知道该反应需要用到纳米级二氧化钛,并且发现纳米级二氧化钛具有许多惊人的效果,譬如分解水、杀菌等等,但是这些令人惊讶的效果都需要紫外线存在的情况下才能实现。关于该反应的机理,下面贴一段资料:TiO2属于一种n型半导体材料,它的禁带宽度为3.2ev(锐钛矿),当它受到波长小于或等于400nm的光波照射时,价带的电子就会获得光子的能量而越迁至导带,价带生成空穴(h+),从而在TiO2内部产生具有高度活性的空穴(h+)--电子(e-)对。迁移到TiO2粒子表面的空穴(h+)与吸附在TiO2表面的水和OH-反应生成 · OH自由基, · OH自由基具有高的氧化电势,可以将大多数有机物氧化分解为二氧化碳和水。而TiO2表面的高活性电子(e-)则可以还原金属(氢)离子。(以上资料节选自《无机化学》,孙挺主编)关于纳米级二氧化钛的制备,有很多方法,既可以物理粉碎,也可以化学制备。我记得最清楚的一种方法就是拿氢氧焰来处理四氯化钛,我买过四氯化钛,但是当我刚刚撬开盖子后,它就开始猛烈发烟(四氯化钛遇水蒸汽即可猛烈反应生成氯化氢和偏钛酸,并且放出大量热。燃烧所得到的偏钛酸,可以得到二氧化钛和水)。后来实在找不到阻止它与水反应的办法,只好任其发烟,最后收集到了少量“沉降”下来的偏钛酸固体,加热燃烧后得到粒度较细的二氧化钛,放入水中,发现效果明显增强。虽说如此,不过真正想靠此方法生产氢气,需把装置设计成原电池形状,一端用二氧化钛电极,另一端用铂电极。避免产生的氢气、氧气混合物从而导致爆炸。纳米二氧化钛的真正潜力用途在于消毒杀菌。而大规模生产氢气的方法,还是要靠电解水或者水煤气。