တိုက်တေနီယမ်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်(TiO2) ၏ အစွမ်းထက်သောဖွဲ့စည်းပုံ- ၎င်း၏ စွဲမက်ဖွယ်ကောင်းသော ဂုဏ်သတ္တိများကို ထုတ်ဖော်ပြသခြင်း

မိတ်ဆက်ပေးသည်-

ပညာရပ်နယ်ပယ်တွင်၊တိုက်တေနီယမ်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်(TiO2) သည် ကျယ်ပြန့်သောအသုံးချပရိုဂရမ်များနှင့်အတူ စိတ်ဝင်စားဖွယ်ကောင်းသော ဒြပ်ပေါင်းတစ်ခုအဖြစ် ပေါ်ထွက်လာသည်။ဤဒြပ်ပေါင်းသည် အလွန်ကောင်းမွန်သော ဓာတုနှင့် ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ ဂုဏ်သတ္တိများရှိပြီး စက်မှုကဏ္ဍများစွာတွင် တန်ဖိုးမဖြတ်နိုင်သော အရာများဖြစ်သည်။၎င်း၏ထူးခြားသောအရည်အသွေးများကို အပြည့်အဝနားလည်ရန်အတွက် တိုက်တေနီယမ်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်၏ စွဲမက်ဖွယ်ဖွဲ့စည်းပုံကို နက်နက်နဲနဲလေ့လာရမည်ဖြစ်သည်။ဤဘလော့ဂ်ပို့စ်တွင်၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် တိုက်တေနီယမ်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်ဖွဲ့စည်းပုံကို လေ့လာပြီး ၎င်း၏ အထူးဂုဏ်သတ္တိများနောက်ကွယ်ရှိ အခြေခံအကြောင်းရင်းများကို အလင်းပြပါမည်။

1. သလင်းကျောက်ဖွဲ့စည်းပုံ-

တိုက်တေနီယမ်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်သည် အက်တမ်များ၏ထူးခြားသောဖွဲ့စည်းပုံဖြင့် အဓိကအားဖြင့် ဆုံးဖြတ်ထားသော ပုံဆောင်ခဲဖွဲ့စည်းပုံရှိသည်။သို့ပေမယ့်TiO2ပုံဆောင်ခဲအဆင့်သုံးဆင့် (anatase၊ rutile နှင့် brookite) တွင် အသုံးအများဆုံးပုံစံနှစ်ခုဖြစ်သည့် rutile နှင့် anatase ကို ကျွန်ုပ်တို့အာရုံစိုက်ပါမည်။

A. Rutile ဖွဲ့စည်းပုံ-

rutile အဆင့်ကို တိုက်တေနီယမ်အက်တမ်တစ်ခုစီတွင် အောက်ဆီဂျင်အက်တမ်ခြောက်လုံးဖြင့် ဝန်းရံထားကာ လိမ်ထားသော octahedron ဖြင့် ဝန်းရံထားသည့် ၎င်း၏ tetragonal crystal တည်ဆောက်ပုံကြောင့် လူသိများသည်။ဤအစီအစဉ်သည် အနီးကပ် ထုပ်ပိုးထားသော အောက်ဆီဂျင် အစီအစဉ်ဖြင့် သိပ်သည်းသော အက်တမ်အလွှာကို ဖွဲ့စည်းသည်။ဤဖွဲ့စည်းပုံသည် rutile ၏ထူးခြားသောတည်ငြိမ်မှုနှင့်ကြာရှည်ခံမှုကိုပေးသည်၊ ၎င်းသည်ဆေးသုတ်ခြင်း၊ ကြွေထည်များနှင့်နေရောင်ကာခရင်မ်များအပါအဝင်အပလီကေးရှင်းအမျိုးမျိုးအတွက်သင့်လျော်စေသည်။

B. Anatase ဖွဲ့စည်းပုံ-

Anatase ၏ဖြစ်ရပ်တွင်၊ တိုက်တေနီယမ်အက်တမ်များသည် အောက်ဆီဂျင်အက်တမ်ငါးခုနှင့် ချိတ်ဆက်ထားပြီး အစွန်းများဝေမျှသည့် octahedrons များအဖြစ်ဖွဲ့စည်းသည်။ထို့ကြောင့်၊ ဤအစီအစဉ်သည် rutile နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက ယူနစ်ထုထည်တစ်ခုလျှင် အက်တမ်ပိုနည်းသော အက်တမ်များကို ပိုမိုပွင့်လင်းမြင်သာစေသည်။၎င်း၏သိပ်သည်းဆနည်းသော်လည်း၊ anatase သည် အလွန်ကောင်းမွန်သော photocatalytic ဂုဏ်သတ္တိများကိုပြသထားပြီး ၎င်းသည် ဆိုလာဆဲလ်များ၊ လေသန့်စင်မှုစနစ်များနှင့် ကိုယ်တိုင်သန့်ရှင်းရေးအပေါ်ယံပိုင်းများတွင် အရေးကြီးသောအစိတ်အပိုင်းတစ်ခုဖြစ်လာသည်။

2. Energy band ကွာဟမှု-

စွမ်းအင်ကြိုးဝိုင်းကွာဟမှုသည် TiO2 ၏ နောက်ထပ်အရေးကြီးသောလက္ခဏာဖြစ်ပြီး ၎င်း၏ထူးခြားသောဂုဏ်သတ္တိများကို ပံ့ပိုးပေးသည်။ဤကွာဟမှုသည် ပစ္စည်း၏လျှပ်စစ်စီးကူးမှုနှင့် အလင်းစုပ်ယူမှုအပေါ် ၎င်း၏ အာရုံခံနိုင်စွမ်းကို ဆုံးဖြတ်သည်။

A. Rutile တီးဝိုင်းဖွဲ့စည်းပုံ-

Rutile TiO2ခန့်မှန်းခြေအားဖြင့် 3.0 eV ၏အတော်လေးကျဉ်းမြောင်းသော band ကွာဟချက်ရှိပြီး ၎င်းအား ကန့်သတ်လျှပ်စစ်စပယ်ယာဖြစ်လာစေသည်။သို့သော်လည်း ၎င်း၏ တီးဝိုင်းဖွဲ့စည်းပုံသည် ခရမ်းလွန်ရောင်ခြည်ကို စုပ်ယူနိုင်ပြီး နေရောင်ကာခရင်မ်ကဲ့သို့သော ခရမ်းလွန်ရောင်ခြည်ကို ကာကွယ်ရန်အတွက် သင့်လျော်ပါသည်။

B. Anatase တီးဝိုင်းဖွဲ့စည်းပုံ-

အခြားတစ်ဖက်တွင်၊ Anatase သည် ခန့်မှန်းခြေအားဖြင့် 3.2 eV ၏ ပိုကျယ်သော band ကွာဟမှုကို ပြသသည်။ဤအင်္ဂါရပ်သည် anatase TiO2 အလွန်ကောင်းမွန်သော photocatalytic လုပ်ဆောင်မှုကိုပေးသည်။အလင်းနှင့်ထိတွေ့သောအခါ၊ valence band မှ အီလက်ထရွန်များသည် စိတ်လှုပ်ရှားပြီး conduction band အတွင်းသို့ ခုန်ဆင်းကာ ဓာတ်တိုးမှုနှင့် လျော့ချတုံ့ပြန်မှု အမျိုးမျိုးကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။ဤဂုဏ်သတ္တိများသည် ရေသန့်စင်ခြင်းနှင့် လေထုညစ်ညမ်းမှုကို လျော့ပါးသက်သာစေခြင်းကဲ့သို့သော အသုံးချမှုများကို တံခါးဖွင့်ပေးသည်။

3. ချွတ်ယွင်းချက်များနှင့် ပြုပြင်မွမ်းမံမှုများ-

ဟိTio2 ၏ဖွဲ့စည်းပုံအပြစ်အနာအဆာကင်းသည်မဟုတ်။ဤချို့ယွင်းချက်များနှင့် ပြုပြင်မွမ်းမံမှုများသည် ၎င်းတို့၏ ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာနှင့် ဓာတုဂုဏ်သတ္တိများကို သိသိသာသာ ထိခိုက်စေပါသည်။

A. အောက်ဆီဂျင် လစ်လပ်နေရာများ-

TiO2 ရာဇမတ်ကွက်အတွင်းရှိ အောက်ဆီဂျင် လစ်လပ်နေသောပုံစံရှိ ချို့ယွင်းချက်များသည် တွဲမထားသော အီလက်ထရွန်များ၏ အာရုံစူးစိုက်မှုကို ဖြစ်ပေါ်စေပြီး ဓာတ်ပြုခြင်းဆိုင်ရာ လုပ်ဆောင်ချက် တိုးမြင့်လာပြီး အရောင်စင်တာများ ဖွဲ့စည်းခြင်းကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။

B. မျက်နှာပြင် ပြုပြင်မွမ်းမံခြင်း-

ထိန်းချုပ်ထားသော မျက်နှာပြင်ပြုပြင်မွမ်းမံမှုများ၊ အခြားအကူးအပြောင်းသတ္ထုအိုင်းယွန်းများဖြင့် မူးယစ်ဆေးဝါးသုံးစွဲခြင်း သို့မဟုတ် အော်ဂဲနစ်ဒြပ်ပေါင်းများဖြင့် လုပ်ဆောင်နိုင်မှုကဲ့သို့သော ထိန်းချုပ်မှုများသည် TiO2 ၏ အချို့သောဂုဏ်သတ္တိများကို ပိုမိုတိုးတက်စေနိုင်သည်။ဥပမာအားဖြင့်၊ ပလက်တီနမ်ကဲ့သို့သော သတ္တုများကို သောက်သုံးခြင်းဖြင့် ၎င်း၏ ဓာတ်ပြုနိုင်စွမ်းကို မြှင့်တင်နိုင်ပြီး အော်ဂဲနစ်လုပ်ဆောင်မှုအုပ်စုများသည် ပစ္စည်း၏တည်ငြိမ်မှုနှင့် ဓာတ်ပုံလှုပ်ရှားမှုကို မြှင့်တင်ပေးနိုင်ပါသည်။

နိဂုံးချုပ်အားဖြင့်:

Tio2 ၏ထူးခြားသောဖွဲ့စည်းပုံကိုနားလည်ခြင်းသည်၎င်း၏ထူးခြားသောဂုဏ်သတ္တိများနှင့်ကျယ်ပြန့်အသုံးပြုမှုများကိုနားလည်ရန်အရေးကြီးပါသည်။TiO2 ၏ ပုံဆောင်ခဲပုံစံတစ်ခုစီတွင် tetragonal rutile တည်ဆောက်ပုံမှ အဖွင့်၊ photocatalytically active anatase အဆင့်အထိ ထူးခြားသောဂုဏ်သတ္တိများရှိသည်။ပစ္စည်းများအတွင်း စွမ်းအင်ကြိုးဝိုင်းကွာဟချက်များနှင့် ချို့ယွင်းချက်များကို စူးစမ်းလေ့လာခြင်းဖြင့် သိပ္ပံပညာရှင်များသည် သန့်စင်ခြင်းနည်းပညာများမှ စွမ်းအင်ရိတ်သိမ်းခြင်းအထိ အပလီကေးရှင်းများအတွက် ၎င်းတို့၏ ဂုဏ်သတ္တိများကို ပိုမိုပိုမိုကောင်းမွန်အောင် ပြုလုပ်နိုင်သည်။တိုက်တေနီယမ်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်၏ နက်နဲသောအရာများကို ကျွန်ုပ်တို့ ဆက်လက်ဖော်ထုတ်နေချိန်တွင်၊ စက်မှုတော်လှန်ရေးတွင် ၎င်း၏အလားအလာသည် အလားအလာရှိနေဆဲဖြစ်သည်။