1. Criostalan agus Polymorphism Titanium dà-ogsaid
1.1 Anatase, Rutile, agus Brookite: Eadar-dhealachaidhean structarail agus didseatach
( Titanium dà-ogsaid)
Titanium dà-ogsaid (TiO ₂) Is e stàilinn ogsaid a th’ ann gu nàdarrach a tha ann 3 prìomh sheòrsaichean criostalach: rutile, anatas, agus brookite, gach fear a’ taisbeanadh rèiteachaidhean atamach sònraichte agus feartan didseatach a dh’ aindeoin a bhith a’ roinneadh an aon fhoirmle cheimigeach.
Rutile, aon de na h-ìrean as seasmhaiche thermodynamically, a’ toirt a-steach structar criostal tetragonal far a bheil dadaman titanium air obrachadh gu ochd-cheàrnach le atoman ocsaidean ann an dùmhail, suidheachadh slabhraidh sreathach air feadh an c-axis, a’ leantainn gu clàr-amais àrd refractive agus seasmhachd ceimigeach sàr-mhath.
Anatase, a bharrachd air tetragonal ach le structar fosgailte a bharrachd, tha oisean- agus iomall-roinneadh TiO ₆ octahedra, ag adhbhrachadh barrachd cumhachd uachdar uachdar agus gnìomh photocatalytic nas àirde mar thoradh air gluasad solaraiche chìsean nas fheàrr agus ìrean ath-thionndaidh toll-dealain nas ìsle.
Brookite, an ìre as àbhaistiche agus as duilghe a cho-chur, a’ gabhail ri frèam orthorhombic le tilting octahedral toinnte, agus ged a tha nas lugha de sgrùdadh, tha e a’ sealltainn dachaighean eadar-mheadhanach eadar anatase agus rutile le ùidh ag èirigh ann an siostaman tar-ghnèitheach.
Tha cumhachdan bandgap nan ìrean sin beagan eadar-dhealaichte: tha bann-leathann timcheall air rutile 3.0 eV, anatase mun cuairt 3.2 eV, agus brookite a thaobh 3.3 eV, a’ toirt buaidh air na feartan sùghaidh solais aca agus comasachd airson tagraidhean photochemical sònraichte.
Tha tèarainteachd ìre an urra ri teòthachd; mar as trice bidh anatase ag atharrachadh gu neo-atharrachail gu rutile còrr air 600– 800 °C, atharrachadh a dh’ fheumar a riaghladh ann an giullachd àrd-teòthachd gus na taighean practaigeach as fheàrr leotha a chumail suas.
1.2 Ceimigeachd lochtach agus dòighean dopaidh
Tha sùbailteachd practaigeach TiO ₂ a’ nochdadh chan ann a-mhàin bhon chriostal inneach aige ach cuideachd bhon chomas aige a bhith a’ freagairt air duilgheadasan factaran agus dopants a dh’ atharraicheas am frèam didseatach aige..
Bidh obraichean ocsaidean agus eadar-roinnean titanium ag obair mar luchd-tabhartais seòrsa n, ag àrdachadh giùlan dealain agus a’ cruthachadh stàitean meadhan-bheàrn a dh’ fhaodadh buaidh a thoirt air in-ghabhail optigeach agus gnìomh catalytach.
Dopadh air a riaghladh le cations stàilinn (m.e., Fe DÀ ⁺, Cr³ ⁺, V CEITHIR⁺) no anionan neo-mheatailt (m.e., N, S, c) a’ caolachadh a’ bhanna-chòmhlain le bhith a’ toirt a-steach ìrean truailleadh, ga dhèanamh comasach gnìomhachd solas faicsinneach– ùr-ghnàthachadh deatamach airson tagraidhean a tha air an stiùireadh leis a’ ghrian.
Mar eisimpleir, bidh dopadh nitrigin a’ dol an àite làraich-lìn ocsaidean lattice, a’ toirt a-mach stàitean ionadail os cionn a’ chòmhlain valence a bheir comas do photons a bhith air am beò-ghlacadh le tonnan tonn timcheall 550 nm, leudachadh gu mòr air a’ phàirt a ghabhas cleachdadh de raon na grèine.
Tha na h-atharrachaidhean sin riatanach gus faighinn thairis air prìomh bhacadh TiO two: tha am bann-leathann mòr aige a’ cuingealachadh gnìomhachd dhealbhan don raon ultraviolet, a tha a’ dèanamh suas dìreach mu 4– 5% de sholas na grèine cùise.
( Titanium dà-ogsaid)
2. Teicneòlasan Synthesis agus Smachd Morphological
2.1 Dòighean Togail Traidiseanta agus Adhartach
Faodar titanium dioxide a dhèanamh tro raon de dhòighean-obrach, gach fear a’ cleachdadh diofar ìrean de smachd air fìor-ghlanachd an àrd-ùrlair, meud criomag, agus morf-eòlas.
An sulfate agus cloride (clorination) tha pròiseasan nan slighean gnìomhachais air sgèile mhòr air an cleachdadh gu sònraichte airson saothrachadh pigment, a’ toirt a-steach cnàmhadh bìdh ilmenite no slag titanium air a ghèilleadh le hydrolysis no oxidation gus dà phùdar TiO sgoinneil a thoirt gu buil.
Airson iarrtasan feumail, dòighean-obrach ceimigeach fliuch leithid làimhseachadh sol-gel, synthesis hydrothermal, agus thathas a’ còrdadh ri cùrsaichean solvothermal air sgàth an comas toraidhean nanostructured a dhèanamh le farsaingeachd àrd agus criostalan tunable.
Synthesis sol-gel, a 'tòiseachadh bho titanium alkoxides mar titanium isopropoxide, a’ ceadachadh smachd stoichiometric mionaideach agus cruthachadh fhilmichean tana, monoliths, no nanoparticles le hydrolysis agus ath-bheachdan polycondensation.
Tha dòighean hydrothermal a’ toirt comas do nanostructures sònraichte fàs– leithid nanotubes, nanorods, agus dh'òrdaich e microspheres– le bhith a’ riaghladh teòthachd, cuideam, agus pH ann an suidheachaidhean leaghaidh, gu tric a’ cleachdadh mèinnearan mar NaOH gus fàs anisotropic a shanasachadh.
2.2 Nanostructuring agus Dealbhadh Heterojunction
Tha èifeachdas TiO ₂ ann an photocatalysis agus tionndadh lùth gu mòr stèidhichte air morf-eòlas.
Nanostructures aon-thaobhach, leithid nanotubes air an leasachadh le anodization de titanium meatailt, solar slighean còmhdhail dealanach dìreach agus cuibhreannan mòra uachdar-gu-lìonaidh, a’ leasachadh èifeachdas sgaradh chìsean.
Nanosheets dà-thaobhach, gu sònraichte an fheadhainn a tha fo smachd àrd lùth 001 eileamaidean ann an anatase, sealltainn reactivity nas fheàrr mar thoradh air tiugh nas motha de dadaman titanium neo-cho-òrdanaichte a bhios ag obair mar làraich gnìomhach airson freagairtean redox.
Gus coileanadh a leasachadh nas fheàrr, Tha TiO a dhà mar as trice air fhilleadh a-steach do shiostaman heterojunction le semiconductors eile (m.e., g-C sia N ₄, CDS, WO SIX) no taic giùlain leithid graphene agus carbon nanotubes.
Bidh na stuthan co-dhèanta sin a’ comasachadh sgaradh spàsail de eleactronan agus tuill le dealbhan, lùghdachadh call ath-mheasgachaidh, agus leudaich sùghadh solais dìreach a-steach don raon follaiseach tro thoraidhean mothachaidh no suidheachadh còmhlain.
3. Àiteachan-còmhnaidh Feumail agus Mothachadh Uachdar
3.1 Siostaman photocatalytic agus tagraidhean àrainneachd
Is e aon de na togalaichean as mòr-chòrdte de TiO ₂ an obair photocatalytic aige fo irradiation UV, a leigeas le tocsain nàdarra a sgrios, neo-ghnìomhachd bacteriach, agus sìoladh adhair is uisge.
Nuair a thèid foton a ghabhail a-steach, tha dealanan air bhioran bhon chòmhlan valence chun a’ chòmhlan giùlain, fàgail tuill a tha èifeachdach oxidizing riochdairean.
Bidh na solaraichean seirbheis chìsean seo a’ freagairt le uisge air a ghlacadh le uachdar agus ocsaidean gus seòrsaichean ocsaidean freagairteach a chruthachadh (ROS) leithid hydroxyl radicals (- OH), anionan superoxide (- O DÀ ⁻), agus hydrogen peroxide (H A DHÀ O), a bhios gu neo-roghnach a’ oxidachadh truaillearan nàdarra gu CO ₂, H ₂ O, agus aigéid mhèinnearach.
Tha an uidheamachd seo air a chleachdadh ann an uachdar fèin-ghlanadh, far am bi glainne còmhdaichte le TiO DÀ no leacan ceirmeag a’ milleadh salachar organach agus biofilms fon ghrèin, agus ann an siostaman leigheas uisge caithte ag amas air dathan, drogaichean, agus luchd-sgaoilidh endocrine.
A bharrachd air sin, Thathas a’ cruthachadh photocatalysts stèidhichte air TiO airson glanadh èadhair, toirt air falbh todhar organach luaineach (VOCs) agus naitridean ocsaidean (CHAN EILₓ) bho àrainneachdan a-staigh agus baile-mòr.
3.2 Sgapadh optigeach agus coileanadh pigment
Seachad air na togalaichean còmhnaidh no malairteach aige, Is e TiO ₂ am dath geal as cumanta air a’ phlanaid air sgàth a chlàr-amais refractive sònraichte (~ 2.7 airson rutile), a tha ga dhèanamh comasach airson àrd teodhachd agus soillseachadh ann am peant, crìochnachadh, plastaig, pàipear, agus cungaidhean maise.
Bidh am pigment ag obair le bhith a’ sgapadh solas faicsinneach gu soirbheachail; nuair a thèid meud nam mìrean àrdachadh gu timcheall air leth an tonn solais (~200– 300 nm), Thathas a’ dèanamh an fheum as fheàrr de sgapadh mie, ag adhbhrachadh cumhachd falaich air leth.
Làimhseachadh sgìre uachdar le silica, alumina, no bidh còmhdach nàdarra air a chleachdadh gus sgaoileadh a neartachadh, lùghdachadh gnìomhachd photocatalytic (gus crìonadh ann am matrix aoigheachd a sheachnadh), agus àrdachadh seasmhachd ann an tagraidhean a-muigh.
Ann an sgàileanan-grèine, TiO meud nano ₂ a’ toirt dìon UV le speactram farsaing le bhith a’ sgapadh agus a’ gabhail a-steach rèididheachd UVA agus UVB cronail fhad ‘s a chumas e soilleir anns a’ mheasgachadh fhaicsinneach, cleachdadh cnap-starra fiosaigeach às aonais na cunnartan co-cheangailte ri cuid de shìoltachain UV nàdarra.
4. Iarrtasan ag èirigh ann an Cumhachd agus Stuthan Smart
4.1 Gnìomh ann an tionndadh agus stòradh cumhachd grèine
Tha àite cudromach aig titanium dioxide ann an teicneòlasan stòrais ath-nuadhachail, gu sònraichte ann an ceallan grèine a tha mothachail air dath (DSSCs) agus bataraidhean grèine perovskite (PSCs).
Ann an DSSCs, tha film mesoporous de anatase nanocrystalline a’ frithealadh mar shreath còmhdhail dealanach, a’ gabhail ri dealanan photoexcited bho neach-mothachaidh dath agus gan giùlan chun chuairt a-muigh, fhad ‘s a tha am bann-leathann farsaing aige a’ gealltainn glè bheag de sùghadh dìosganach.
Ann an PSCs, Tha TiO a dhà na cheangal dealanach-roghnach, ag adhartachadh às-tharraing cosgais agus ag àrdachadh seasmhachd innealan, ged a tha sgrùdadh a’ dol air adhart gus mòran nas lugha de roghainnean dhealbhan-camara a chuir na àite gus àrdachadh a thoirt air fad-beatha.
Tha TiO a dhà cuideachd air a sgrùdadh ann an photoelectrochemical (PEC) siostaman sgoltadh uisge, far a bheil e ag obair mar photoanode gus uisge a oxidachadh gu ocsaidean, protonaichean, agus dealanan fo sholas UV, a’ cur ri saothrachadh haidridean uaine.
4.2 Co-fhilleadh a-steach do chòmhdaichean snasail agus innealan bith-mheidigeach
Tha tagraidhean innleachdach a’ toirt a-steach uinneagan dachaigh glic le comasan fèin-ghlanadh agus an-aghaidh ceò, far a bheil crìochnachaidhean TiO ₂ a’ dèiligeadh ri solas is taiseachd gus follaiseachd agus slàinteachas a chumail.
Ann am bith-leigheas, Tha TiO ₂ air a sgrùdadh airson biosensing, lìbhrigeadh leigheis, agus implantan antimicrobial mar thoradh air a biocompatibility, tèarainteachd, agus reactivity air a bhrosnachadh le dealbhan.
Mar eisimpleir, Faodaidh nanotuban TiO ₂ leudaichte air implantan titanium sanasachd a dhèanamh air osteointegration fhad ‘s a tha iad a’ tabhann gnìomh antibacterial ionadail fo fhoillseachadh dìreach aotrom.
Ann an geàrr-chunntas, Tha titanium dioxide a’ taisbeanadh co-fhilleadh de thoraidhean riatanach rannsachadh saidheansail le leasachadh teignigeach ciallach.
Tha am measgachadh sònraichte de optigeach, didseatach, agus togalaichean còmhnaidh ceimigeach farsaingeachd uachdar a’ comasachadh thagraidhean a tha ag atharrachadh bho thoraidhean teachdaiche làitheil gu siostaman eag-eòlasach agus lùth ùr-nodha..
Mar adhartasan rannsachaidh ann an nanostructuring, dopadh, agus dealbhadh cumanta, Tha TiO ₂ a’ leantainn air adhart a’ leasachadh mar phrìomh thoradh ann an teicneòlasan ùr-nodha maireannach agus snasail.
5. Neach-reic
Tha RBOSCCHCO na sholaraiche stuthan ceimigeach cruinneil earbsach & neach-dèanamh le còrr 12 eòlas bliadhna ann a bhith a’ toirt seachad ceimigean agus Nano-stuthan de chàileachd àrd. Bidh a’ chompanaidh às-mhalairt gu mòran dhùthchannan, leithid na SA, Canada, Roinn-Eòrpa, UAE, Afraga a-Deas, Tanzania, Kenya, An Èiphit, Nigeria, Cameroon, Uganda, An Tuirc, Megsago, Azerbaijan, A' Bheilg, Ciopras, Poblachd nan Seic, Brazil, Chile, Argentina, Dubai, Iapan, Coiria, Bhietnam, Thailand, Malaysia, Indonesia, Astràilia,A' Ghearmailt, An Fhraing, An Eadailt, Portagal, msaa. Mar phrìomh neach-dèanamh leasachadh nanoteicneòlas, Tha smachd aig RBOSCCHCO air a’ mhargaidh. Tha an sgioba obrach proifeasanta againn a’ toirt seachad fuasglaidhean foirfe gus cuideachadh le bhith ag adhartachadh èifeachdas diofar ghnìomhachasan, luach a chruthachadh, agus gu furasta dèiligeadh ri diofar dhùbhlain. Ma tha thu a 'lorg titanium dioxide a bheil e sàbhailte, feuch an cuir thu post-d gu: [email protected]
Tagaichean: titanium dà-ogsaid,titanium titanium dà-ogsaid, TiO2
Tha a h-uile artaigil agus dealbh bhon eadar-lìn. Ma tha cùisean dlighe-sgrìobhaidh sam bith ann, feuch an cuir thu fios thugainn ann an àm airson cuir às.
Faighnich dhuinn