1. Crystallography û Polymorphism of Titanium Dioxide
1.1 Anatase, Rutile, û Brookite: Cudahiyên Structural û Digital
( Titanium Dioxide)
Tîtanium dîoksît (TiO ₂) Oksîdek pola ya ku bi xwezayî tê de heye heye 3 cureyên krîstal ên bingehîn: rutile, anatase, û brookite, her yek tevî parvekirina heman formula kîmyayî ya tam aranjmanên atomî û taybetmendiyên dîjîtal nîşan dide.
Rutile, yek ji qonaxên termodinamîkî yên herî stabîl e, avahiyek krîstal a tetragonal vedihewîne ku li wir atomên tîtaniumê ji hêla atomên oksîjenê ve di nav oktahedral de bi octahedral ve têne xebitandin., sazkirina zincîra xêzkirî li ser tebeqeya c, rê li ber indexa refraksiyonê ya bilind û aramiya kîmyewî ya hêja vedike.
Anatase, her weha tetragonal lê bi avahiyek vekirî ya zêde, quncik heye- û TiO ₆ octahedra parvekirina qiraxa, dibe sedema hêzek rûberê mezintir û peywirek fotokatalîtîk bilindtir ji ber baştirkirina tevgera peydakerê xercê û kêmbûna rêjeyên rekombînasyona elektron-holê.
Brookite, qonaxa herî kêm tîpîk û ya herî dijwar a sentezkirinê, çarçoveyek orthorhombîk bi tiliya oktahedral a tevlihev dipejirîne, û dema ku kêmtir lêkolîn kirin, ew xaniyên navîn di navbera anatase û rutile de nîşan dide ku bi eleqeya li ser pergalên xaçepereyan zêde dibe.
Hêzên bandgap ên van qonaxan hinekî cûda dibin: rutile li dora bandgap heye 3.0 eV, anatase li dora 3.2 eV, û brookite têkildarî 3.3 eV, ji bo serîlêdanên taybetî yên fotokîmyayî bandorê li taybetmendiyên wan girtina ronahiyê û zindîbûna wan dike.
Ewlehiya qonaxê bi germahiyê ve girêdayî ye; anatase bi gelemperî ji 600-î zêdetir bi rutile veguherîne– 800 ° C, guherînek ku pêdivî ye ku di pêvajoyek germahiya bilind de were rêvebirin da ku xaniyên pratîkî yên bijare biparêzin.
1.2 Kîmya û Teknîkên Dopîngê yên Kêmasî
Veguheztina pratîkî ya TiO 2 ne tenê ji kristalografiya wê ya cewherî di heman demê de ji kapasîteya wê ya ku bi pirsgirêkên faktor û dopanên ku çarçoweya wê ya dîjîtal diguhezîne jî pêk tê..
Karên oksîjenê û navberên titanium wekî hevkarên n-type dixebitin, zêdekirina guheztina elektrîkê û afirandina rewşên navîn-gapê ku dikarin bandorê li ser vegirtina optîkî û karê katalîtîk bikin..
Doping bi kationên pola ve tê rêvebirin (wek mînak., Fe TWO⁺, Cr ³⁺, V ÇAR⁺) an jî anyonên ne-metal (wek mînak., N, S, C) bi danasîna astên gemariyê ve bandê teng dike, ku ew ji bo çalakkirina ronahiya dîtbar gengaz dike– nûbûnek krîtîk ji bo serîlêdanên tîrêjên rojê.
Wek nimûne, dopinga nîtrojenê li şûna malperên oksîjenê yên lat, hilberîna dewletên herêmî yên li jorê bandê valenceyê ku ji hêla fotonên bi dirêjahiya pêlên bi qasî pêlan ve heyecanê dike 550 nm, bi girîngî berfirehkirina beşa bikêr a rêza rojê.
Van verastkirinên ji bo têkbirina sînorkirina sereke ya TiO du hewce ne: bandgapa wê ya berfireh fotoaktîvîteya li qada ultraviyole sînordar dike, ku tenê nêzîkî 4 pêk tê– 5% ronahiya rojê ya dozê.
( Titanium Dioxide)
2. Teknîkên Sentezê û Kontrola Morfolojîk
2.1 Teknîkên Çêkirina Kevneşopî û Pêşketî
Titanium dioxide dikare bi cûrbecûr rêbazan ve were çêkirin, her yek li ser paqijiya qonaxê astên cûda yên kontrolê bikar tîne, mezinahiya perçeyê, û morfolojî.
Sulfat û klorîd (klorkirin) pêvajoyên rêgezên pîşesaziyê yên mezin in ku bi taybetî ji bo hilberîna pigmentê têne bikar anîn, dihewîne helandina xwarinê ya ilmenite an şûşeya titanium ku bi hîdrolîz an oksîdasyonê pêk tê da ku du tozên TiO yên mezin derxe..
Ji bo serîlêdanên kêrhatî, Nêzîkatiyên şil-kîmyayî yên wekî destwerdana sol-gel, senteza hîdrotermîk, û qursên solvotermîk têne ecibandin ji ber kapasîteya wan a hilberîna hilberên nanosazkirî yên bi qadeke bilind û krîstalîniya xwerû..
Senteza Sol-gel, ji alkoksîdên tîtaniumê mîna isopropoxide titanium dest pê dike, destûrê dide kontrola stoichiometric ya rastîn û avakirina fîlimên zirav, monoliths, an nanoparçeyên bi reaksiyonên hîdrolîz û polîkondensasyonê.
Teknîkên hîdrotermîk mezinbûna nanostrukturên cihêreng dike– wek nanotube, nanorods, û mîkrospheres emir kir– bi rêvebirina germahiyê, dûbare, û pH di mîhengên şil de, bi gelemperî mîneralîzatorên mîna NaOH bikar tînin da ku mezinbûna anîsotropîk reklam bikin.
2.2 Nanostructuring and Heterojunction Design
Karbidestiya TiO 2 di fotokatalîz û veguheztina enerjiyê de pir li ser bingeha morfolojiyê ye..
Nanostrukturên yek-alî, wek nanotubeyên ku bi anodîzasyona metala tîtanyumê ve hatine çêkirin, rêyên veguheztina elektronên rasterast û rêjeyên mezin ên rû-ber-volim peyda dikin, baştirkirina bandora veqetandina bargiran.
Nanopelên du-alî, Bi taybetî yên ku bi enerjiya bilind ve girêdayî ne 001 hêmanên di anatase, wekî encamek stûrbûnek mezintir atomên tîtanyumê yên binkoordînasyonî ku ji bo bersivên redox wekî cîhên çalak tevdigerin, reaktîvîteya bilind nîşan bidin..
Ji bo çêtirkirina performansê, TiO du bi gelemperî rast di pergalên heterojunctionê de bi nîvconduktorên din re tê yek kirin (wek mînak., g-C şeş N ₄, CdS, WO SIX) an arîkariyên gihandinê yên mîna grafen û nanotubeyên karbonê.
Van pêkhateyan parçebûna cîhê ya elektron û kunên fotojenerkirî hêsan dikin, windahiyên rekombinasyonê kêm bikin, û vegirtina ronahiyê rast di nav rêza berbiçav de bi navgîniya hestiyarkirin an encamên danîna bandê berfireh bikin.
3. Niştecîhên Kêrhatî û Hesasiya Rûyê
3.1 Pergalên Fotokatalîtîk û Serîlêdanên Jîngehê
Yek ji avahiyên herî populer ên TiO 2 di bin tîrêjiya UV de peywira wê ya fotokatalîtîk e., ku destûrê dide tunekirina toksînên xwezayî, neçalakkirina bakteriyan, û parzûna hewa û avê.
Li ser kişandina fotonê, elektron ji bandê valence ber bi bandê veguheztinê ve bi heyecan in, hiştin kunên ku nûnerên oxidizing bi bandor in.
Van peydakiroxên karûbarê berdêl bi av û oksîjena ku li ser rûyê erdê vegirtî bersiv didin da ku celebên oksîjenê yên bersivdar biafirînin. (ROS) wek radîkalên hîdroksîl (- OH), anyonên superoxide (- O DU), û hîdrojen peroksîtê (H DU O DU), ku ne-bijartî gemarên xwezayî rast di CO ₂ de oxidize, H ₂ O, û asîdên mîneral.
Ev mekanîzma di rûberên xwe-paqijkirinê de tê bikar anîn, li cihê ku TiO DU cam an seramîkên seramîk di bin tavê de zirarê dide ax û biyofilmên organîk, û di pergalên dermankirina ava çopê de boyax dikin hedef, derman, û astengkerên endokrîn.
Wekî din, Fotokatalîzatorên TiO TWO-based ji bo paqijkirina hewayê têne afirandin, rakirina pêkhateyên organîk ên dilşewat (VOCs) û oksîtên nîtrojenê (NOₓ) ji derdorên hundir û bajêr.
3.2 Performansa Belavbûna Optîkî û Pigment
Ji xeynî milkên niştecîh an bazirganî yên bersivdar, TiO ₂ li ser gerstêrkê pigmenta spî ye ku herî zêde tê bikar anîn ji ber nîşaneya xweya refraksiyonê ya awarte. (~ 2.7 ji bo rutile), ku di rengan de nezelalbûn û ronahiya zêde gengaz dike, diqede, plastîk, kaxez, û kosmetîk.
Pîgment bi belavkirina ronahiya dîtbar bi serfirazî tevdigere; dema ku pîvana perçeyê bi qasî nîvê dirêjahiya pêlê ronahiyê zêde bibe (~ 200– 300 nm), Mie scattering çêtirîn tê bikar anîn, dibe sedema hêza veşartî ya awarte.
Dermankirina rûberê bi silica, alumina, an pêlên xwezayî ji bo zêdekirina belavbûnê têne sepandin, çalakiya fotokatalîtîk kêm bike (ji bo ku ji xirabûna matrixê mêvan dûr bikevin), û di sepanên li derve de hişkbûnê zêde bikin.
Di sunscreens, Nano-pîvana TiO ₂ parastina UV-ê ya berfire dide bi belavkirin û kişandina tîrêjên UVA û UVB yên zirardar û dema ku di cûrbecûr xuyang de zelal bimîne., bikaranîna astengek laşî bêyî tehdîdên ku bi hin fîlterên UV-ya xwezayî ve girêdayî ne.
4. Serlêdanên ku di Hêz û Materyalên Smart de derdikevin
4.1 Fonksiyon di Veguheztin û hilanînê ya Hêza Rojê de
Tîtanium dioksîtê di teknolojiyên çavkaniyên nûvekirî de rolek bingehîn dilîze, bi taybetî di şaneyên rojê yên hestiyar ên boyaxkirî de (DSSCs) û bataryayên rojê yên perovskite (PSCs).
Di DSSCs de, fîlimek mezopor a anatase ya nanokristalîn wekî qatek veguhastina elektronîkî dike, qebulkirina elektronên photoexcited ji hestiyarkerê boyaxê û birina wan berbi çerxa derve, dema ku bandgapa wê ya berfireh vegirtina parazîtîkî ya hindik garantî dike.
Li PSCs, TiO2 wekî têkiliya elektron-bijartî kar dike, pêşvebirina derxistina lêçûnê û zêdekirina aramiya amûrê, her çend lêkolîn berdewam e da ku wê bi vebijarkên pir kêmtir fotoaktîf biguhezîne da ku dirêjahiya jiyanê zêde bike.
TiO du di fotoelektrokîmyayî de jî tê kontrol kirin (PEC) pergalên dabeşkirina avê, li ku derê ew wekî fotoanodek kar dike ku avê di oksîjenê de oxidize, proton, û elektronan di bin ronahiya UV de, zêdekirina hilberîna hîdrojena kesk.
4.2 Asîmîlasyon di Pêlên Zêrîn û Amûrên Bijîjkî de
Serîlêdanên aqilmend ji pencereyên malê yên biaqil ên bi kapasîteyên xwe-paqijkirinê û dijî-mijkirinê pêk tê., cihê ku qedandina TiO ₂ bi ronahiyê û şilbûnê re bertek nîşan dide da ku zelalî û paqijiyê biparêze.
Di biyolojî de, TiO 2 ji bo biosensing tê lêkolîn kirin, şandina derman, û implantên antîmîkrobial wekî encama biyolojiya wê, ewlekarî, û reaktîfiya wênekêşî.
Bo nimûne, Nanotubeyên TiO ₂ ku li ser implantên titanium hatine berfireh kirin dikarin osteoentegrasyonê reklam bikin dema ku di bin ronahiya rasterast de çalakiya antîbakteriyal a herêmî pêşkêş dikin..
Bi kurtî, dîoksîta titanium hevahengiya hilberên bingehîn lêkolîna zanistî bi pêşkeftina teknîkî ya maqûl re nîşan dide.
Kombînasyona wê ya taybetî ya optîkî, dîjîtal, û taybetmendiyên niştecîh ên kîmyewî yên rûberî sepanên ku ji hilberên xerîdar ên rojane heya pergalên ekolojîk û enerjiyê yên pêşkeftî diguhezîne dihêle.
Wekî serkeftinên lêkolînê yên di nanostrukturê de, doping, û sêwirana pêkhatî, TiO ₂ di teknolojiyên nûjen ên mayînde û jîr de wekî hilberek bingehîn pêşve diçe.
5. Firotkar
RBOSCHCO dabînkerek materyalê kîmyewî ya gerdûnî ya pêbawer e & çêker bi ser 12 ezmûna salan di peydakirina kîmyewî û Nanomaterialên super-kalîteyê de. Şirket hinardeyî gelek welatan dike, wek DYA, Kanada, ewropa, UAE, Afrîkaya Başûr, Tanzanya, Kenya, Misr, Nîjerya, Kamerûn, Ûganda, Tirkiye, Meksîka, Azerbêycan, Belçîka, Qibrîs, Komara Çek, Brezîlya, Şîlî, Arjantîn, Dubai, Japonya, Koreya, Vîetnam, Tayland, Malezya, Endonêzya, Awistrelya,Almanya, Fransa, Îtalya, Portekîz hwd. Wekî hilberînerê pêşkeftina nanoteknolojiyê ya pêşeng, RBOSCHCO li bazarê serdest e. Tîma xebata meya pîşeyî çareseriyên bêkêmasî peyda dike da ku ji bo baştirkirina kargêriya pîşesaziyên cihêreng bibe alîkar, nirx biafirîne, û bi hêsanî bi dijwariyên cûrbecûr re mijûl bibin. Ger hûn lê digerin titanium dioxide ew ewle ye, ji kerema xwe re e-nameyek bişînin: [email protected]
Tags: titanium dioxide,titanium titanium dioxide, TiO2
Hemû gotar û wêne ji Înternetê ne. Ger pirsgirêkên copyright hene, ji kerema xwe di wextê de bi me re têkilî daynin da ku jêbirin.
Li me bipirsin