Pulmonary toxicity induced by three forms of titanium dioxide nanoparticles via intra-tracheal instillation in rats

Titanium dioxide (TiO2) nanoparticles are in wide commercial use worldwide. To evaluate if acute pulmonary toxicity can be induced by nano-TiO2 particles, rats were intra-tracheally instilled with 0.5, 5, or 50 mg/kg of 5, 21, and 50 nm TiO2 primary particles. Toxic effects were determined with the coefficients of lung tissues to body weight, histopathology, biochemical parameters of blood, activity of lactate dehydrogenase (LDH), alkaline phosphatase (ALP) and acid phosphatase (ACP) in tissues, and the phagocytotic ability of alveolar macrophages (AMs). All the indicators were observed in sacrificed rats one week post-exposure. There was a significant difference of coefficients of pulmonary tissues between the high-dose group and the low- or moderate-dose groups with an exposure of 5 nm TiO2. At the same time, 5 nm TiO2 primary particles increased the activity of LDH and ALP when exposure dose was >5 mg/kg. A significant difference in LDH and ALP activity was observed between the 50 mg/kg group and 0.5 or 5 mg/kg group with exposure of 5 nm TiO2. Lung tissues showed increased ALP activity only if treated with 5 and 50 mg/kg of 21 nm TiO2 particles. There was no significant difference in LDH and ALP activity in the 50 nm TiO2 group and control group. Histopathologic examination of lung tissues indicated that the pulmonary response to exposure to TiO2 particles in rats manifested as dosedependent inflammatory lesions, which mainly consisted of infiltration of inflammatory cells and interstitial thickening. Analysis of uptake of neutral red dye showed that 50 nm TiO2 particles significantly increased phagocytotic ability of AMs compared with controls (P < 0.05), whereas exposure with 5 nm TiO2 reduced the phagocytotic ability of AMs when the exposure dose was 50 mg/kg. These results suggest that particle size and exposure dose may have important roles in pulmonary toxicity. The toxic effect of TiO2 nanoparticles in lung tissue exhibited a dose–response relationship. After exposure with TiO2 particles of >5.0 mg/kg, 5 and 21 nm TiO2 particles induced standing pulmonary lesions; and 5 nm TiO2 particles may suppress the phagocytotic ability of AMs if exposure dose was ≥50 mg/kg. Pulmonary toxicity caused by 5 nm TiO2 particles was more severe than that caused by 21 and 50 nm TiO2 particles.     

液相合成金红石二氧化钛纳米晶的性能研究

采用低温陈化法和水热法制备了金红石型纳米TiO2晶体。利用TEM，XRD及BET等方法对纳米TiO2进行了表征，结果表明低温合成的纳米晶TiO2为针形聚集体，水热合成出的TiO2为纳米针。通过计算，不同条件下得到的产物的晶格参数及比表面有明显变化。     

光分散聚合法合成TiO_2/PMMA复合微球

本文制备了表面带光引发基团的纳米TiO2粒子（TiO2-IPTS-2959）,并将其作为光引发剂,应用于甲基丙烯酸甲酯（MMA）光分散聚合的体系中,实现以纳米TiO2晶体表面为光引发活性中心来引发分散聚合反应,成功制备了TiO2/PMMA复合微球。     

硫酸钛水解制备TiO2纳米粒子载荷添加剂

以硫酸钛为前驱体，采用溶胶－凝胶－超临界干燥法制备TiO2纳米粒子润滑油载荷添加剂。采用红外光谱、BET氮容量吸附、透射电镜、热生－差热分析、X－射线衍射等手段对TiO2纳米粒子的特性进行了表征，分析了制备过程中的各种影响因素。结果表明，采用强烈搅拌、匀速滴加絮凝剂、控制反应终点的pH值以及用乙醇为介质进行超临界干燥的方法制备出的TiO2纳米粒子的平均粒径为15－20nm，比表面积约为100m%2/g，其结构为锐态型，表面有微量水和乙醇吸附。     

SiO2掺杂对高温处理后纳米TiO2光催化性能的影响

以钛酸丁酯为原料,用醇盐水解法制备纳米TiO2,用SiO2掺杂纳米TiO2.并对高温处理后的掺杂纳米TiO2光催化活性进行研究。XRD和TEM研究结果表明,SiO2掺杂能有效的提高晶相转变温度,阻止TiO2从锐钛矿型向金红石型的转变和晶粒的长大。实验结果表明,在1050℃高温处理后,SiO2掺杂后的TiO2仍为锐钛矿型纳米晶体。用掺杂纳米TiO2对甲基橙的降解率来表征其光降解性能,SiO2掺杂TiO2在高温处理后依然具有较好的光催化活性,850℃处理后其甲基橙降解率由未掺SiO2时的11%提高到96.48%,晶粒尺寸则由50nm减小到20 nm.     

纳米TiO2的制备及光催化性能

采用RF-PCVD法，以TiCl4 O2为反应体系，制备出了球状纳米级TiO2粉体。经TEM，XRD，BET测试表明，粉体为锐钛型金红石型的混晶体，粒径范围为20-60nm，平均粒径45nm。苯酚降解实验表明，TiO2粉体具有明显的光催化活性，并就光催化效率与德国产TiO2进行了比较。     

油酸修饰TiO2纳米粒子的原位合成及性能

以TiCl4为主要原料、油酸(OA)为改性剂,通过水热法原位合成油酸修饰的TiO2纳米粒子。采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X线光电子能谱仪(XPS)和透射电子显微镜(TEM)对试样进行表征。结果表明:TiO2纳米粒子表面出现了油酸修饰层,且油酸的浓度直接影响到纳米粒子的形貌;随着油酸浓度的增加,棒状晶体含量逐渐增多。当油酸与Ti4+初始摩尔浓度比为0.8∶1时,未发生明显团聚现象,此时,油酸修饰的TiO2粒子的亲油性最好,在有机溶剂中的分散性也达到最佳。     

低温合成纳米TiO2及其气相光催化氧化性能

以TiCl4为前驱体 ,采用控制水解法 ,在常温下合成出平均粒径为 2 5nm的锐钛型纳米TiO2 ,并在不同温度下进行热处理 .利用XRD、BET、DRS、TEM等手段对纳米TiO2 进行了表征 ,以丙酮作为目标降解物 ,考察其气相光催化氧化性能。结果表明 ,常温下制备的纳米TiO2 具有明显的量子尺寸效应。经过 6 0 0℃热处理的样品活性最好。比表面积与晶化度的适当平衡导致光催化活性的提高     

连续片状纳米TiO2薄膜的制备和表征

采用溶胶-凝胶法，通过在制备过程中加入丙烯酸对纳米TiO2胶体颗粒进行表面修饰以及加入引发剂偶氮双异丁腈(AIBN)引发丙烯酸聚合，利用提拉法在载玻片表面制备了纳米TiO2薄膜；采用热分析仪考察了纳米TiO2胶体颗粒中有机物的热解行为，并用X射线衍射仪测定了经不同温度下焙烧后的纳米TiO2粉体的晶体结构；采用原子力显微镜和透射电子显微镜观察分析了薄膜的微观结构；在对不同制备条件下制备的纳米。TiO2干胶进行红外光谱分析的基础上，初步考察了薄膜成膜机理，结果表明，所制备的TiO2薄膜经400℃烧结处理后形成连续、片状、由粒径为6-8nm的纳米TiO2组成的薄膜材料。     

纳米氢氧化镁的制备

采用氯化镁溶液为原料，以氢氧化钠和氨水作为混合沉淀剂，通过反向沉淀和低温乙醇溶液强化成核反应的方法制备纳米级氢氧化镁．实验结果表明，在混合碱与氯化镁的摩尔比为2．2：1、溶剂的总量为2100mL、水与乙醇的体积比为4：1、反应时间为30min的实验条件下，可以制得纯度高、平均粒径为短径约8-10nm，长度约40-60nm的纳米氢氧化镁棒状晶体，且形状比较规则，粒度分布均匀，分散性好．     

溶胶凝胶法制备TiO_2纳米晶及其光催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备含有未掺杂及掺杂Al、B的TiO2纳米晶光催化剂,考察了它们对甲基橙溶液的光降解作用.研究结果表明:焙烧温度从400-800℃的范围内,获得的TiO2晶型几乎都是锐钛矿单相.随着焙烧温度的升高,纳米晶粒的粒径逐渐增大,结晶度逐渐增大.同一种TiO2样品,焙烧的温度愈高(400～800℃),其光催化剂的活性愈好.同一温度下焙烧的掺杂Al、掺杂B、无掺杂的TiO2光催化剂颗粒的平均粒经依次增大,光催化活性的大小顺序则依次减小.     

混晶结构纳米TiO2薄膜制备及其光催化降解甲醛

以Ti（OBu）。为前驱体，采用溶胶凝胶法在不锈钢丝网表面上制备TiO2光催化薄膜，并用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和热重一差热分析（TG-DTA）法对其进行表征．结果表明，所得TiO2光催化薄膜为锐钛金红石混晶结构，平均粒径为20～30nm．室温下利用甲醛为模拟污染物，考察了该薄膜的光催化活性．实验表明：混晶TiO2光催化薄膜对甲醛有较好的去除效果，甲醛光催化降解反应符合一级反应速率方程．     

纳米TiO_2光催化降解活性染料研究

以钛酸四丁酯、乙醇等为原料,采用凝胶-溶胶法制得纳米TiO2,研究了纳米TiO2光催化降解活性艳蓝KNR、活性艳红K2G、活性翠蓝KGL和活性GR黑4种染料的降解效果.实验结果表明:TiO2对4种染料具有显著的光催化降解作用.同时分析了TiO2的投加量、溶液的初始浓度等因素对染料光催化降解效率的影响.     

TiO_2薄膜处理水中亚甲基蓝的动力学研究

采用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2薄膜,并通过XRD对催化剂进行了表征,在自制反应器中对亚甲基蓝进行了光催化降解反应实验.结果表明:TiO2的晶型为锐钛矿型,粒子平均半径为32.9 nm;在亚甲基蓝的初始浓度较低的条件下,初始浓度对光催化的影响基本上符合一级反应动力学模型,起始浓度较大时(1.171×10-4mol/L),实际反应为零级反应,pH值和紫外光光照强度对反应也有明显的影响.     

前处理对CdS敏化TiO2纳晶复合半导体电极光电化学性能的影响

将TiO₂纳晶薄膜在尿素及聚乙二醇（PEG）的混合水溶液中进行前处理，并采用连续离子吸附反应技术制备了具有多孔结构的纳米复合CdS/TiO₂薄膜电极。利用表面分析及光电化学方法研究了前处理对复合电极材料的结构、光学及光电化学性能的影响。结果表明，前处理能有效地提高CdS在TiO₂表面的沉积量，在400～500nm处提高了复合电极材料的光吸收效率。光电化学性能结果表明，前处理对复合电极的光电流及光电压没有产生明显的影响，但有效地提高了太阳能电池填充因子，因此有利于提高太阳能电池的光电转换效率。     

多孔钛片上二氧化钛纳米管束的制备与表征

在氢氟酸电解液中采用阳极氧化法在多孔钛片上制备了二氧化钛纳米管束.考察了电压对二氧化钛氧化层形貌及温度对二氧化钛晶型的影响.制备的二氧化钛纳米管形貌,晶型及光催化性能分别采用SEM,XRD和光催化还原Pd2+沉积钯膜实验表征.SEM结果表明,最佳阳极氧化电压为30 V.在此电压下制备的二氧化钛纳米管长约为300 nm, 管径约为40 nm, 壁厚约为20 nm.XRD结果显示, 773 K退火后,二氧化钛为锐钛矿型;873 K退火后二氧化钛主要为锐钛矿型,含有2.99% 的金红石相;973 K退火后二氧     

高比表面积TiO_2纳米颗粒的制备及光催化性能研究

以钛酸四丁酯为钛源,采用流变相法制备出了具有高比表面积的二氧化钛（TiO2）纳米颗粒.采用X射线衍射仪（XRD）,扫描电子显微镜（SEM）和比表面积及孔径分析仪（BET）对TiO2的晶型、形貌及比表面积进行了表征,结果显示产物为锐钛矿型,平均粒径约为8.4 nm,比表面积为423.7 m2/g.光催化实验表明,样品在可见光（λ〉420 nm）下反应180 min后,能将罗丹明B（RhB）降解95%左右.     

瓷砖釉面TiO2材料的制备及其结构形貌研究

文章采用溶胶-凝胶法在瓷砖釉面制备了TiO2纳米薄层，研究了颗粒晶型、表面形貌、颗粒尺寸、薄层属性对釉面瓷砖TiO2材料的光催化活性的影响。研究表明所制得瓷砖釉面TiO2材料晶型以锐钛型为主，表面形貌平整透明，镀5层的厚度为109nm，质量大约为0．00425g。     

TiO2空心微球的制备及其在模拟太阳光下光催化降解罗丹明B活性

以钛酸丁酯为反应原料、油胺为模板剂,采用溶剂热法制备了TiO2空心微球.通过XRD、SEM、TEM、HR-TEM、N2吸附-脱附实验及FT-IR对其晶体结构、形貌、表面性质及比表面积进行了表征.在模拟太阳光下研究了TiO2对罗丹明B的光催化降解活性,并与商品TiO2(P25)的活性相比较.结果表明,空心微球为纯相锐钛矿型TiO2,球的直径处于2-5 μm之间,构成微球的初级粒子的平均粒径为10.7 nm,BET比表面积为42.95 m2/g.所制备的TiO2空心微球在2h内对罗丹明B溶液的光降解率达72％.因粒径较大而使其不易团聚,且极易回收,有利于实际应用.     

磷酸电解液中TiO2纳米管的形貌及光吸收性能研究

采用阳极氧化法在磷酸电解液中制备TiO2纳米管,通过SEM 和UV-VIS-DRS表征分析,研究阳极氧化电压、氧化时间、煅烧温度、电解液组成等制备条件对 T iO2纳米管形貌和光吸收性能的影响．结果表明,在H3 PO4电解液体系中,阳极氧化法制备 T iO2纳米管的最佳条件为：阳极氧化电压20V ,阳极氧化时间60min ,V（H3 PO4）∶V（NH4 F）＝1∶1,煅烧温度为500℃．此时纳米管管径80～100nm ,在可见区有较强的吸收且吸收边界红移．