டைட்டானியம் டை ஆக்சைட்டின் சக்தி வாய்ந்த அமைப்பு (TiO2): அதன் கவர்ச்சிகரமான பண்புகளை வெளிப்படுத்துகிறது

அறிமுகம்:

பொருள் அறிவியல் துறையில்,டைட்டானியம் டை ஆக்சைடு(TiO2) பரவலான பயன்பாடுகளுடன் ஒரு கண்கவர் கலவையாக வெளிப்பட்டுள்ளது.இந்த கலவை சிறந்த இரசாயன மற்றும் இயற்பியல் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது, இது பல தொழில்துறை துறைகளில் விலைமதிப்பற்றது.டைட்டானியம் டை ஆக்சைட்டின் கவர்ச்சிகரமான கட்டமைப்பை ஆழமாக ஆய்வு செய்ய வேண்டும், அதன் தனித்துவமான குணங்களை முழுமையாக புரிந்து கொள்ள வேண்டும்.இந்த வலைப்பதிவு இடுகையில், டைட்டானியம் டை ஆக்சைட்டின் கட்டமைப்பை ஆராய்வோம் மற்றும் அதன் சிறப்புப் பண்புகளுக்குப் பின்னால் உள்ள அடிப்படைக் காரணங்களை வெளிச்சம் போட்டுக் காட்டுவோம்.

1. படிக அமைப்பு:

டைட்டானியம் டை ஆக்சைடு ஒரு படிக அமைப்பைக் கொண்டுள்ளது, இது முதன்மையாக அணுக்களின் தனித்துவமான அமைப்பால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது.இருந்தாலும்TiO2மூன்று படிக நிலைகளைக் கொண்டுள்ளது (அனாடேஸ், ரூட்டில் மற்றும் புரூகைட்), நாங்கள் இரண்டு பொதுவான வடிவங்களில் கவனம் செலுத்துவோம்: ரூட்டில் மற்றும் அனடேஸ்.

A. ரூட்டில் அமைப்பு:

ரூட்டில் கட்டமானது அதன் டெட்ராகோனல் படிக அமைப்பிற்காக அறியப்படுகிறது, இதில் ஒவ்வொரு டைட்டானியம் அணுவும் ஆறு ஆக்ஸிஜன் அணுக்களால் சூழப்பட்டு, ஒரு முறுக்கப்பட்ட ஆக்டோஹெட்ரானை உருவாக்குகிறது.இந்த ஏற்பாடு ஒரு நெருக்கமான ஆக்ஸிஜன் ஏற்பாட்டுடன் அடர்த்தியான அணு அடுக்கை உருவாக்குகிறது.இந்த அமைப்பு ரூட்டல் விதிவிலக்கான நிலைத்தன்மை மற்றும் நீடித்து நிலைத்தன்மையை அளிக்கிறது, இது பெயிண்ட், மட்பாண்டங்கள் மற்றும் சன்ஸ்கிரீன் உட்பட பல்வேறு பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்றதாக அமைகிறது.

பி. அனடேஸ் அமைப்பு:

அனடேஸின் விஷயத்தில், டைட்டானியம் அணுக்கள் ஐந்து ஆக்ஸிஜன் அணுக்களுடன் பிணைக்கப்பட்டு, விளிம்புகளைப் பகிர்ந்து கொள்ளும் ஆக்டோஹெட்ரான்களை உருவாக்குகின்றன.எனவே, இந்த ஏற்பாடு ரூட்டிலுடன் ஒப்பிடும்போது ஒரு யூனிட் தொகுதிக்கு குறைவான அணுக்களுடன் மிகவும் திறந்த கட்டமைப்பில் விளைகிறது.குறைந்த அடர்த்தி இருந்தபோதிலும், அனடேஸ் சிறந்த ஒளிச்சேர்க்கை பண்புகளை வெளிப்படுத்துகிறது, இது சூரிய மின்கலங்கள், காற்று சுத்திகரிப்பு அமைப்புகள் மற்றும் சுய-சுத்தப்படுத்தும் பூச்சுகளில் ஒரு முக்கிய அங்கமாக அமைகிறது.

2. எனர்ஜி பேண்ட் இடைவெளி:

ஆற்றல் பட்டை இடைவெளி TiO2 இன் மற்றொரு முக்கிய பண்பு மற்றும் அதன் தனித்துவமான பண்புகளுக்கு பங்களிக்கிறது.இந்த இடைவெளி பொருளின் மின் கடத்துத்திறன் மற்றும் ஒளி உறிஞ்சுதலுக்கான அதன் உணர்திறனை தீர்மானிக்கிறது.

A. ரூட்டில் பேண்ட் அமைப்பு:

ரூட்டில் TiO2தோராயமாக 3.0 eV இன் ஒப்பீட்டளவில் குறுகிய பேண்ட் இடைவெளியைக் கொண்டுள்ளது, இது ஒரு வரையறுக்கப்பட்ட மின் கடத்தியாகிறது.இருப்பினும், அதன் பேண்ட் அமைப்பு புற ஊதா (UV) ஒளியை உறிஞ்சி, சன்ஸ்கிரீன் போன்ற UV பாதுகாப்புகளில் பயன்படுத்துவதற்கு ஏற்றதாக அமைகிறது.

பி. அனடேஸ் பேண்ட் அமைப்பு:

அனாடேஸ், மறுபுறம், தோராயமாக 3.2 eV இன் பரந்த பேண்ட் இடைவெளியை வெளிப்படுத்துகிறது.இந்த பண்பு அனாடேஸ் TiO2 சிறந்த ஒளிச்சேர்க்கை செயல்பாட்டை வழங்குகிறது.ஒளிக்கு வெளிப்படும் போது, ​​வேலன்ஸ் பேண்டில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் உற்சாகமடைந்து கடத்தல் பட்டைக்குள் குதித்து, பல்வேறு ஆக்சிஜனேற்றம் மற்றும் குறைப்பு எதிர்வினைகள் ஏற்படுகின்றன.இந்த பண்புகள் நீர் சுத்திகரிப்பு மற்றும் காற்று மாசுபாடு தணிப்பு போன்ற பயன்பாடுகளுக்கு கதவைத் திறக்கின்றன.

3. குறைபாடுகள் மற்றும் மாற்றங்கள்:

திTio2 இன் அமைப்புகுறைகள் இல்லாமல் இல்லை.இந்த குறைபாடுகள் மற்றும் மாற்றங்கள் அவற்றின் உடல் மற்றும் வேதியியல் பண்புகளை கணிசமாக பாதிக்கின்றன.

A. ஆக்ஸிஜன் காலியிடங்கள்:

TiO2 லட்டுக்குள் ஆக்ஸிஜன் காலியிடங்களின் வடிவத்தில் உள்ள குறைபாடுகள் இணைக்கப்படாத எலக்ட்ரான்களின் செறிவை அறிமுகப்படுத்துகின்றன, இது அதிகரித்த வினையூக்க செயல்பாடு மற்றும் வண்ண மையங்களின் உருவாக்கத்திற்கு வழிவகுக்கிறது.

B. மேற்பரப்பு மாற்றம்:

மற்ற மாற்ற உலோக அயனிகளுடன் ஊக்கமருந்து அல்லது கரிம சேர்மங்களுடன் செயல்படுதல் போன்ற கட்டுப்படுத்தப்பட்ட மேற்பரப்பு மாற்றங்கள், TiO2 இன் சில பண்புகளை மேலும் மேம்படுத்தலாம்.எடுத்துக்காட்டாக, பிளாட்டினம் போன்ற உலோகங்களுடன் ஊக்கமருந்து அதன் வினையூக்க செயல்திறனை மேம்படுத்தலாம், அதே நேரத்தில் கரிம செயல்பாட்டு குழுக்கள் பொருளின் நிலைத்தன்மை மற்றும் ஒளிச்சேர்க்கையை மேம்படுத்தலாம்.

முடிவில்:

Tio2 இன் அசாதாரண கட்டமைப்பைப் புரிந்துகொள்வது அதன் குறிப்பிடத்தக்க பண்புகள் மற்றும் பரந்த அளவிலான பயன்பாடுகளைப் புரிந்துகொள்வதற்கு முக்கியமானது.TiO2 இன் ஒவ்வொரு படிக வடிவமும் டெட்ராகோனல் ரூட்டில் அமைப்பிலிருந்து திறந்த, ஒளிச்சேர்க்கை செயலில் உள்ள அனடேஸ் கட்டம் வரை தனித்துவமான பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது.ஆற்றல் பேண்ட் இடைவெளிகள் மற்றும் பொருட்களில் உள்ள குறைபாடுகளை ஆராய்வதன் மூலம், விஞ்ஞானிகள் சுத்திகரிப்பு நுட்பங்கள் முதல் ஆற்றல் அறுவடை வரையிலான பயன்பாடுகளுக்கு தங்கள் பண்புகளை மேலும் மேம்படுத்தலாம்.டைட்டானியம் டை ஆக்சைட்டின் மர்மங்களை நாம் தொடர்ந்து அவிழ்த்து வருவதால், தொழில்துறை புரட்சியில் அதன் சாத்தியம் நம்பிக்கைக்குரியதாகவே உள்ளது.