Ṣafihan:
Ni aaye ti imọ-ẹrọ ohun elo,titanium oloro(TiO2) ti farahan bi agbo ti o fanimọra pẹlu ọpọlọpọ awọn ohun elo.Apapọ yii ni kemikali ti o dara julọ ati awọn ohun-ini ti ara, ti o jẹ ki o ṣe pataki ni awọn apa ile-iṣẹ pupọ.Lati le loye ni kikun awọn agbara alailẹgbẹ rẹ, ọna iyanilenu titanium dioxide gbọdọ ṣe iwadi ni ijinle.Ninu ifiweranṣẹ bulọọgi yii, a yoo ṣawari igbekale ti titanium dioxide ati tan imọlẹ lori awọn idi ipilẹ lẹhin awọn ohun-ini pataki rẹ.
1. Ilana Crystal:
Titanium oloro ni eto ti gara, ti pinnu nipataki nipasẹ eto alailẹgbẹ rẹ ti awọn ọta.BiotilejepeTiO2ni awọn ipele crystalline mẹta (anatase, rutile, ati brookite), a yoo dojukọ awọn fọọmu meji ti o wọpọ julọ: rutile ati anatase.
A. Ilana Rutile:
Ipele rutile ni a mọ fun eto kristali tetragonal rẹ, ninu eyiti atom titanium kọọkan ti yika nipasẹ awọn ọta atẹgun mẹfa, ti o n ṣe octahedron alayipo.Eto yii ṣe fẹlẹfẹlẹ atomiki ipon pẹlu eto atẹgun ti o sunmọ.Ẹya yii n funni ni iduroṣinṣin ati agbara iyasọtọ rutile, jẹ ki o dara fun ọpọlọpọ awọn ohun elo, pẹlu kikun, awọn ohun elo amọ, ati paapaa iboju oorun.
B. Ilana Anatase:
Ninu ọran ti anatase, awọn ọta titanium ti wa ni asopọ si awọn ọta atẹgun marun, ti o ṣẹda octahedrons ti o pin awọn egbegbe.Nitorinaa, iṣeto yii ṣe abajade ni ọna ṣiṣi diẹ sii pẹlu awọn ọta diẹ fun iwọn ẹyọkan ni akawe si rutile.Pelu iwuwo kekere rẹ, anatase ṣe afihan awọn ohun-ini photocatalytic ti o dara julọ, ti o jẹ ki o jẹ paati pataki ninu awọn sẹẹli oorun, awọn eto isọdọtun afẹfẹ ati awọn awọ-ara-mimọ.
2. Aafo ẹgbẹ agbara:
Aafo ẹgbẹ agbara jẹ abuda pataki miiran ti TiO2 ati pe o ṣe alabapin si awọn ohun-ini alailẹgbẹ rẹ.Aafo yii ṣe ipinnu ifaramọ itanna ohun elo ati ifamọ si gbigba ina.
A. Ilana ẹgbẹ Rutile:
Rutile TiO2ni a jo dín iye aafo ti to 3.0 eV, ṣiṣe awọn ti o kan lopin itanna adaorin.Bibẹẹkọ, eto ẹgbẹ rẹ le fa ina ultraviolet (UV), jẹ ki o jẹ apẹrẹ fun lilo ninu awọn aabo UV gẹgẹbi iboju-oorun.
B. Ilana ẹgbẹ Anatase:
Anatase, ni ida keji, ṣe afihan aafo ẹgbẹ ti o gbooro ti isunmọ 3.2 eV.Iwa yii n fun anatase TiO2 iṣẹ ṣiṣe photocatalytic ti o dara julọ.Nigbati o ba farahan si ina, awọn elekitironi ti o wa ninu ẹgbẹ valence ni itara ati fo sinu ẹgbẹ idari, nfa ọpọlọpọ ifoyina ati awọn aati idinku lati waye.Awọn ohun-ini wọnyi ṣii ilẹkun si awọn ohun elo bii isọdọtun omi ati idinku idoti afẹfẹ.
3. Awọn abawọn ati Awọn iyipada:
Awọnbe ti Tio2kii ṣe laisi awọn abawọn.Awọn abawọn ati awọn iyipada wọnyi ni ipa pataki ti ara ati awọn ohun-ini kemikali.
A. Awọn aaye atẹgun:
Awọn abawọn ni irisi awọn aye atẹgun laarin TiO2 lattice ṣafihan ifọkansi ti awọn elekitironi ti a ko sopọ, ti o yori si iṣẹ ṣiṣe catalytic ti o pọ si ati dida awọn ile-iṣẹ awọ.
B. Iyipada oju:
Awọn iyipada dada iṣakoso, gẹgẹbi doping pẹlu awọn ions irin iyipada miiran tabi iṣẹ ṣiṣe pẹlu awọn agbo ogun Organic, le mu ilọsiwaju diẹ sii awọn ohun-ini kan ti TiO2.Fun apẹẹrẹ, doping pẹlu awọn irin gẹgẹbi Pilatnomu le mu iṣẹ ṣiṣe katalitiki rẹ pọ si, lakoko ti awọn ẹgbẹ iṣẹ ṣiṣe Organic le jẹki iduroṣinṣin ohun elo ati iṣẹ ṣiṣe fọto.
Ni paripari:
Loye eto iyalẹnu ti Tio2 ṣe pataki lati ni oye awọn ohun-ini iyalẹnu rẹ ati ọpọlọpọ awọn lilo.Fọọmu kristali kọọkan ti TiO2 ni awọn ohun-ini alailẹgbẹ, lati ọna rutile tetragonal si ṣiṣi, ipele anatase ti nṣiṣe lọwọ fọtocatalytically.Nipa ṣawari awọn ela iye agbara ati awọn abawọn laarin awọn ohun elo, awọn onimo ijinlẹ sayensi le ṣe ilọsiwaju awọn ohun-ini wọn siwaju sii fun awọn ohun elo ti o wa lati awọn ilana iwẹnumọ si ikore agbara.Bi a ṣe n tẹsiwaju lati ṣii awọn ohun ijinlẹ ti titanium dioxide, agbara rẹ ninu iyipada ile-iṣẹ ṣi wa ni ileri.
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu Kẹwa-30-2023