TiO2纳米颗粒材料的制备和应用研究是近些年纳米材料领域的研究热点之一。论文采用的火焰气相沉积法由于具有工艺简单、产品纯度高、球形度高、粒径可控的优点,是近年来纳米颗粒材料、特别是纳米陶瓷颗粒材料研究与开发的主要制备技术之一。传统工艺中,因此为降低成本论文采用工业丙烷为燃料以空气为氧化性气体制备纳米材料,避免了传统工艺中多是采用氢气或甲烷为燃料,以氧气为氧化性气体,成本较高的不足,并充分利用丙烷的不完全燃烧制得C/TiO2复合纳米材料。在应用方面,将TiO2复合纳米颗粒材料应用到传统的电镀工业可以使镀层性能得到改善,在电镀锌中引进SiO2/TiO2复合纳米粉体,可使镀层在耐蚀性、硬度、耐磨性等性能上得到更大的提升,使其能够满足在恶劣环境下工作的需要。同时利用复合纳米颗粒吸收光谱偏移,增加了可见光的利用率,提高其在光催化中的降解率也被广泛的研究,实验中发现复合炭黑后的TiO2纳米颗粒材料吸收光谱发生红移,试将其应用于光催化降解甲醛中,以提高甲醛的降解效率。基于以上考虑,论文中采用C3H8/Air火焰气相沉积系统制备纳米TiO2复合粉体,对反应过程中的影响因素及颗粒在火焰中的形成过程进行了分析。将所制得的SiO2/TiO2粉体加入镀锌液中以获得二元合金复合镀层,并对镀层的性能进行了研究。将所制得的C/TiO2复合颗粒进行光催化降解甲醛应用研究,并对影响甲醛降解率的主要因素进行了分析。主要研究和结论如下：1.丙烷/空气火焰气相沉积系统制备纳米颗粒的方法研究。以丙烷和空气为原料对火焰气相沉积系统制备纳米材料的方法进行研究,改变工作条件,从完全燃烧到不完全燃烧,在不完全燃烧的反应条件下得到炭黑纳米粉体。研究了扩散火焰中纳米颗粒的形成和长大过程,及反应中中间产物乙炔浓度对炭黑形成过程的影响,并通过TEM和XRD等手段对实验所制得的产品进行表征,结果可知实验所制备的炭黑颗粒的平均尺寸主要在10-40nm之间为在此基础上反应物中引入TiCl4制得TiO2及C/TiO2(?)内米粉体从实验角度提供了理论依据。2.TiO2复合粉体的制备。在对C3H8/Air火焰气相沉积系统方法研究的基础上,分别以C3H8/Air/TiCl4和C3H8/Air/TiCl4/SiCl4为原料采用火焰气相沉积法制备TiO2(?)内米粉体、C/TiO2及SiO2/TiO2复合纳米粉体,研究了操作条件对颗粒物性的影响,通过XRD、TEM、EDS能谱等仪器对所制得的颗粒材料进行表征。结果表明,所制得颗粒平均尺寸主要在20-60nm之间,其晶体的类型以锐态相为主,C/TiO2含碳量在0-22.3%。经分析颗粒的粒径与反应的温度,停留时间和(?)TiCl4的浓度有关,当温度升高,停留时间加长或是TiCl4的浓度增大时,颗粒的粒径将会变大。。3.TiO2颗粒的积分碰撞动力学模型优化。采用Fluent软件中的涡流耗散燃烧模型,利用非平衡壁函数的RNG k-ε湍流模型和两步丙烷燃烧机理,对实验操作条件进行数值模拟,分析了不同氧化剂和载气流量对火焰温度场分布情况的影响,证实了TiCl4分子在进入火焰前是全部转化为TiO2单体,并在火焰中发生融合。参考相关的流体动力学模型、颗粒动力学模型和纳米颗粒凝结的相关理论后,对颗粒的积分碰撞动力学模型进行优化。经过理论推导和模型推导的合理性假设,得出初始颗粒直径的表达式,优化后的模型能够更好的预测初始颗粒直径大小。4.复合颗粒在电镀中的应用研究。将实验所制得的TiO2纳米粉体、SiO2(?)内米粉体以及SiO2/TiO2复合纳米粉体用于电镀中,研究了所制得复合镀层的性能变化,通过XRD、SEM、电化学综合测试仪、测厚仪、硬度仪等设备对镀层表征,得出结论SiO2/TiO2复合纳米粉体可以显著提高电镀液的电导率,在同等电镀条件下增加了镀层的厚度,同时有效地影响镀层金属的电结晶过程,使镀层金属的颗粒大为细化,使镀层表面光滑、平整,并使镀层的硬度、特别是在耐蚀性等方面得到显著的提高。5.复合颗粒光催化降解甲醛。通过对火焰气相沉积法所制备的C/TiO2复合纳米粉体表征中发现C/TiO2复合纳米粉体的吸收光谱发生红移,基于TiO2在光催化方面的广泛应用研究,将其应用在光催化降解甲醛方面,取得了很好的降解效果。利用液相沉积法将所制备的C/TiO2复合纳米粉体沉积在管式反应器壁面,研究了各种反应条件对甲醛降解率的影响。通过气相色谱表征,结果表明纳米TiO2薄膜光催化降解甲醛的降解率在0-30%之间,并讨论了TiO2的晶型、含碳量、及紫外吸光特征对TiO2薄膜光催化降解甲醛的影响,当TiO2中金红石含量在30%以内时,甲醛的降解率随TiO2中金红石含量的增加而增加,当TiO2中碳含量约5%时,甲醛的降解率达最大值,有最佳的降解效果。