Муаррифӣ кунед:
Дар соҳаи материалшиносӣ,диоксиди титан(TiO2) ҳамчун як пайвастагии ҷолиб бо доираи васеи барномаҳо пайдо шудааст.Ин пайвастагӣ дорои хосиятҳои хуби химиявӣ ва физикӣ мебошад, ки онро дар якчанд соҳаҳои саноатӣ бебаҳо мегардонад.Барои пурра фаҳмидани сифатҳои беназири он, сохтори ҷолиби диоксиди титан бояд амиқ омӯхта шавад.Дар ин пости блог, мо сохтори диоксиди титанро меомӯзем ва ба сабабҳои асосии хосиятҳои махсуси он равшанӣ меандозем.
1. Сохтори кристалл:
Диоксиди титан сохтори кристаллӣ дорад, ки пеш аз ҳама бо ҷойгиршавии беназири атомҳо муайян карда мешавад.ГарчандеTiO2се марҳилаи кристаллӣ дорад (анатаза, рутил ва брукит), мо ба ду шакли маъмултарин тамаркуз хоҳем кард: рутил ва анатаза.
A. Сохтори рутилӣ:
Марҳилаи рутилӣ бо сохтори кристаллии тетрагоналӣ маълум аст, ки дар он ҳар як атоми титан бо шаш атоми оксиген иҳота шуда, октаэдри печидаро ташкил медиҳад.Ин сохтор як қабати зичи атомиро бо сохтори оксигени зич ташкил медиҳад.Ин сохтор ба рутил устуворӣ ва устувории истисноӣ медиҳад ва онро барои барномаҳои гуногун, аз ҷумла ранг, сафол ва ҳатто аз офтоб мувофиқ мекунад.
B. Сохтори анатаза:
Дар мавриди анатаза, атомҳои титан ба панҷ атоми оксиген пайваст шуда, октаэдрҳоро ташкил медиҳанд, ки кунҷҳои муштарак доранд.Аз ин рӯ, ин сохтор боиси сохтори боз ҳам бештар бо атомҳои камтар дар як воҳид дар муқоиса бо рутил мегардад.Сарфи назар аз зичии пасти он, анатаза хосиятҳои аълои фотокаталитикиро нишон медиҳад, ки онро ҷузъи муҳими ҳуҷайраҳои офтобӣ, системаҳои тозакунии ҳаво ва рӯйпӯшҳои худтозакунӣ месозад.
2. Фосилаи бандҳои энергетикӣ:
Фосилаи бандҳои энергетикӣ боз як хусусияти муҳими TiO2 аст ва ба хосиятҳои беназири он мусоидат мекунад.Ин холигоҳ гузариши барқи мавод ва ҳассосияти онро ба азхудкунии рӯшноӣ муайян мекунад.
A. Сохтори бандҳои рутилӣ:
Рутил TiO2фосилаи нисбатан танги тақрибан 3,0 эВ дорад, ки онро ноқили барқии маҳдуд месозад.Бо вуҷуди ин, сохтори бандии он метавонад нури ултрабунафшро (УВ) бирӯяд, ки онро барои истифода дар муҳофизаткунандаи ултрабунафш, аз қабили офтобӣ беҳтарин месозад.
B. Сохтори банди анатаза:
Анатаза, аз тарафи дигар, фосилаи васеътари тақрибан 3,2 эВро нишон медиҳад.Ин хосият ба анатаз TiO2 фаъолияти аълои фотокаталитикиро медиҳад.Ҳангоми дучор шудан ба рӯшноӣ, электронҳо дар банди валентӣ ба ҳаяҷон меоянд ва ба банди ноқилӣ ҷаҳиш мекунанд, ки дар натиҷа реаксияҳои гуногуни оксидшавӣ ва коҳишёбӣ ба амал меоянд.Ин хосиятҳо дари барномаҳоро ба монанди тоза кардани об ва коҳиш додани ифлосшавии ҳаво мекушоянд.
3. Камбудиҳо ва тағйирот:
Дарсохтори Tio2бе камбудй нест.Ин нуқсонҳо ва тағиротҳо ба хосиятҳои физикӣ ва химиявии онҳо таъсир мерасонанд.
A. Ҷойҳои холии оксиген:
Камбудиҳо дар шакли холигии оксиген дар дохили торчаи TiO2 консентратсияи электронҳои ҷуфтнашударо ҷорӣ мекунанд, ки боиси афзоиши фаъолнокии каталитикӣ ва ташаккули марказҳои ранг мегардад.
B. Тағйироти рӯизаминӣ:
Тағироти сатҳи назоратшаванда, ба монанди допинг бо дигар ионҳои металлҳои гузаранда ё функсионалӣ бо пайвастагиҳои органикӣ, метавонанд хосиятҳои муайяни TiO2-ро боз ҳам беҳтар кунанд.Масалан, допинг бо металлҳо ба монанди платина метавонад қобилияти каталитикии онро беҳтар кунад, дар ҳоле ки гурӯҳҳои функсионалии органикӣ устуворӣ ва фотофаъолияти маводро беҳтар мекунанд.
Хулоса:
Фаҳмидани сохтори ғайриоддии Tio2 барои фаҳмидани хосиятҳои аҷиб ва доираи васеи истифодаи он муҳим аст.Ҳар як шакли кристаллии TiO2 дорои хосиятҳои беназир аст, аз сохтори рутилии тетрагоналӣ то фазаи кушодаи анатазаи фотокаталитикӣ.Бо омӯхтани холигии бандҳои энергетикӣ ва нуқсонҳо дар дохили мавод, олимон метавонанд минбаъд хосиятҳои худро барои барномаҳое, ки аз усулҳои тозакунӣ то ҷамъоварии энергия беҳтар мекунанд, беҳтар созанд.Вақте ки мо кушодани асрори диоксиди титанро идома медиҳем, потенсиали он дар инқилоби саноатӣ умедбахш боқӣ мемонад.
Вақти фиристодан: октябр-30-2023