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TiO2作为一种n型宽禁带(锐钛矿3.2eV，金红石的3.0eV)半导体材料，由于其优异的光催化性能，在包括水处理、空气净化、防雾、自清洁等领域发挥了重要作用。特别是将TiO2纳米颗粒涂覆于透明基底上形成薄膜，制备具有高透光性的自清洁材料，应用于光透过率要求较高的特殊领域如太阳能电池、高层建筑的视窗玻璃、塑膜暖棚等。本文利用优化氢氧焰燃烧工艺条件合成了结晶性好、粒径均匀、分散性好的纳米TiO2颗粒，通过层层自组装方法制备了防反射自清洁薄膜。研究工作主要包括以下几部分内容：
1、利用自行设计的多重燃烧套管反应器燃烧制备纳米TiO2，借助于BET、XRD、TEM等手段对纳米颗粒表面形貌、晶相组成、颗粒团聚程度进行了研究。结果表明，通过增大中心环氢气流量和气膜气体流量可有效克服纳米TiO2尺寸大、比表面积低、团聚程度高的不足。优化工艺条件后，纳米TiO2的平均粒径为10.79nm，团聚程度为0.43，金红石含量为19.96％，表面羟基化程度高。降低纳米TiO2的团聚程度，可有效提高紫外光催化活性。
2、选用聚电解质分散剂制备了分散稳定、粘度低的纳米TiO2水性分散浆料。采用FTIR、TEM、激光粒度仪和ξ电位等手段研究了颗粒表面电位，分散剂用量，pH值及黏度变化对纳米颗粒分散稳定性的影响。分析结果表明，分散剂浓度及pH值对纳米TiO2团聚程度影响较大，分散剂用量为7.5wt％，pH控制在8时，颗粒表面ξ电位为-42.7mV，是分散剂未处理前的两倍，体系粘度低，颗粒的分散稳定性得到有效的提高。
3、利用层层自组装技术制备纳米TiO2/SiO2复合薄膜，借助于AFM、FESEM、UV-Vis、CA等手段研究了TiO2和SiO2分散液的pH值、浓度和组装层数的不同对薄膜表面的形貌、薄膜厚度、亲水性和光催化性能的影响。研究表明，TiO2和SiO2吸附溶液pH值和浓度对薄膜性能影响大，交替吸附10层时，TiO2/SiO2复合薄膜在可见光范围内透光率最高可达99.3％，水滴在薄膜表面的润湿时间为0.29s。在紫外光照射下，组装10层时薄膜光催化动力学常数是5层时的四倍，光催化效率高。在无紫外光照射条件下288h，TiO2/SiO2薄膜仍能保持超亲水性，具有很好的防雾功能。