Titan dioksidiň güýçli gurluşy (TiO2): Onuň özüne çekiji aýratynlyklaryny açmak

Giriş:

Materiallar pudagynda,titanium dioksidi(TiO2) köp sanly programma bilen özüne çekiji birleşme hökmünde ýüze çykdy.Bu birleşme ajaýyp himiki we fiziki aýratynlyklara eýedir we birnäçe senagat pudaklarynda bahasyna ýetip bolmajak zatdyr.Özboluşly häsiýetlerine doly düşünmek üçin titanium dioksidiniň özüne çekiji gurluşyny çuňňur öwrenmeli.Bu blog ýazgymyzda titanyň dioksidiniň gurluşyny öwreneris we onuň aýratyn aýratynlyklarynyň esasy sebäplerini açarys.

1. Kristal gurluş:

Titan dioksid kristal gurluşyna eýe, esasan atomlaryň özboluşly tertibi bilen kesgitlenýär.Şeýle-de bolsaTiO2üç sany kristal fazasy bar (anatase, rutile we brookit), iň köp ýaýran iki görnüşe üns bereris: rutile we anatase.

A. Rutile gurluşy:

Düwürtik fazasy, her titan atomynyň alty kislorod atomy bilen gurşalan we öwrümli oktaedron emele getirýän dörtburç kristal gurluşy bilen tanalýar.Bu tertip, ýakyn gaplanan kislorod bilen dykyz atom gatlagyny emele getirýär.Bu gurluş, adaty bolmadyk durnuklylygy we çydamlylygy üpjün edýär, ony boýag, keramika we hatda gün şöhlesi ýaly dürli programmalar üçin amatly edýär.

B. Anatazyň gurluşy:

Anataz ýagdaýynda titanium atomlary bäş kislorod atomyna birikdirilip, gyralaryny paýlaşýan oktaedronlary emele getirýär.Şonuň üçin bu tertip, rutile bilen deňeşdirilende birligiň göwrümine atom az bolan has açyk gurluşa getirýär.Pes dykyzlygyna garamazdan, anatase ajaýyp fotokatalitiki häsiýetleri görkezýär we gün öýjüklerinde, howany arassalaýyş ulgamlarynda we öz-özüni arassalamak örtüklerinde möhüm komponente öwrülýär.

2. Energiýa zolagynyň boşlugy:

Energiýa zolagynyň boşlugy TiO2-iň başga bir möhüm aýratynlygy bolup, özboluşly aýratynlyklaryna goşant goşýar.Bu boşluk materialyň elektrik geçirijiligini we ýagtylygyň siňdirilmegine duýgurlygyny kesgitleýär.

A. Rutile zolak gurluşy:

Rutile TiO2takmynan 3.0 eV aralykdaky dar dar boşlugy bar, ony çäkli elektrik geçirijisi edýär.Şeýle-de bolsa, onuň zolak gurluşy ultramelewşe (UV) ýagtylygy siňdirip biler we gün şöhlesi ýaly UV goragçylarynda ulanmak üçin amatly bolar.

B. Anataz toparynyň gurluşy:

Beýleki tarapdan, Anataza, takmynan 3,2 eV has giň zolakly boşlugy görkezýär.Bu häsiýet, TiO2 anatase ajaýyp fotokatalitiki işjeňlik berýär.Lightagtylyga sezewar bolanda, walent zolagyndaky elektronlar tolgunýarlar we geçiriji zolaga bökýärler, dürli okislenme we peselme reaksiýalarynyň döremegine sebäp bolýar.Bu häsiýetler suwy arassalamak we howanyň hapalanmagyny azaltmak ýaly programmalara gapy açýar.

3. Kemçilikler we üýtgetmeler:

TheTio2 gurluşykemçiliksiz däl.Bu kemçilikler we üýtgeşmeler olaryň fiziki we himiki aýratynlyklaryna ep-esli derejede täsir edýär.

A. Kislorod boş ýerleri:

TiO2 panjarasyndaky kislorod boş ýerleri görnüşindäki kemçilikler, katalitik işjeňligiň ýokarlanmagyna we reňk merkezleriniň döremegine sebäp bolmadyk jübüt elektronlaryň konsentrasiýasyny döredýär.

B. faceerüsti üýtgetme:

Beýleki geçiş metal ionlary bilen doping ýa-da organiki birleşmeler bilen işlemek ýaly gözegçilik edilýän ýerüsti üýtgeşmeler TiO2-iň käbir aýratynlyklaryny hasam güýçlendirip biler.Mysal üçin, platina ýaly metallar bilen doping katalitik öndürijiligini ýokarlandyryp biler, organiki funksional toparlar materialyň durnuklylygyny we fotoaktiwligini ýokarlandyryp biler.

Netijede:

Tio2-iň adatdan daşary gurluşyna düşünmek, onuň ajaýyp häsiýetlerine we ulanylyşynyň giň görnüşine düşünmek üçin möhümdir.TiO2-iň her kristal görnüşi, tetragonal rutil gurluşyndan açyk, fotokatalitiki taýdan işjeň anataza fazasyna çenli özboluşly aýratynlyklara eýedir.Alymlar energiýa zolagynyň boşluklaryny we materiallardaky kemçilikleri öwrenmek bilen, arassalamak usullaryndan başlap, energiýa ýygnamaga çenli amaly goşundylary has amatlylaşdyryp bilerler.Titan dioksidiň syrlaryny açmagy dowam etdirenimizde, senagat rewolýusiýasyndaky potensialy geljegi uly bolup galýar.