1. Титан диоксидинин кристаллографиясы жана полиморфизми
1.1 Anatase, Rutile, жана Брукит: Структуралык жана санариптик айырмачылыктар
( Титандын диоксиди)
Титандын диоксиди (TiO ₂) бар табигый түрдө орун алган болот оксиди болуп саналат 3 негизги кристаллдык түрлөрү: рутил, анатаза, жана Брукит, ар бири бирдей химиялык формуланы бөлүшүүсүнө карабастан, айырмаланган атомдук түзүлүштөрдү жана санариптик касиеттерди көрсөтөт.
Rutile, термодинамикалык жактан туруктуу фазалардын бири, титан атомдору октаэдрдик кычкылтек атомдору менен тыгыз иштешкен тетрагоналдык кристалл структурасын камтыйт., с огу боюнча сызыктуу чынжыр орнотуу, жогорку сынуу көрсөткүчүн жана мыкты химиялык туруктуулукту алып келет.
Anatase, кошумча тетрагоналдык, бирок кошумча ачык түзүлүшү менен, бурчу бар- жана четтерин бөлүштүрүүчү TiO ₆ октаэдр, жакшыртылган төлөм берүүчүнүн кыймылы жана электрон-тешиктердин рекомбинация ылдамдыгынын төмөндөшүнөн улам чоңураак беттик кубаттуулукту жана фотокаталитикалык тапшырманы жогорулатат.
Brookite, эң аз типтүү жана синтездөө эң кыйын этап, татаал октаэдрдик кыйшаюусу менен орторомбдук алкакты кабыл алат, жана азыраак каралып жатканда, ал анатаза менен рутилдин ортосундагы аралык үйлөрдү көрсөтөт, алар кроссбреддик системаларга кызыгуу пайда болот.
Бул этаптардын диапазондук ыйгарым укуктары бир аз айырмаланат: рутилдин айланасында тилкеси бар 3.0 eV, айланасында анатаза 3.2 eV, жана Brookite жөнүндө 3.3 eV, алардын жарык жутуу өзгөчөлүктөрүнө жана өзгөчө фотохимиялык колдонмолор үчүн жашоого жөндөмдүүлүгүнө таасир этет.
Фаза коопсуздугу температурага көз каранды; анатаза адатта 600дөн ашык рутилге кайтарылгыс өзгөрөт– 800 ° C, артыкчылыктуу практикалык үйлөрдү сактоо үчүн жогорку температурада иштетүүдө башкарылууга тийиш болгон өзгөрүү.
1.2 Кемчилик химия жана допинг ыкмалары
TiO ₂ практикалык ыңгайлашуусу анын тубаса кристаллографиясынан гана эмес, ошондой эле анын санариптик негизин өзгөрткөн фактордук көйгөйлөргө жана кошумча заттарга туура келүү жөндөмүнөн келип чыгат..
Кычкылтек жумуш орундары жана титан интерстициалдар n-түрү салым катары иштешет, электр өткөргүчтүгүн жогорулатуу жана оптикалык абсорбцияга жана каталитикалык тапшырмага таасир эте турган орто боштуктарды түзүү.
Болот катиондор менен допинг башкарган (мис., Fe TWO ⁺, Cr ³ ⁺, V ТӨРТ ⁺) же металл эмес аниондор (мис., Н, С, C) булгануу деңгээлин киргизүү менен тилкени тарытат, көзгө көрүнгөн жарыкты активдештирүүгө мүмкүндүк берет– күн менен иштеген колдонмолор үчүн маанилүү инновация.
Мисал катары, азот допинг тор кычкылтек сайттарды алмаштырат, болжолдуу толкун узундуктары бар фотондор менен дүүлүктүрүү мүмкүнчүлүгүн берүүчү валенттүү тилкеден жогору локализацияланган абалдарды пайда кылуу 550 nm, күн диапазонунун колдонууга жарамдуу бөлүгүн олуттуу кеңейтүү.
Бул оңдоолор TiO экинин негизги чектөөлөрүн жеңүү үчүн зарыл: анын кең диапазону ультра кызгылт көк чөйрөгө фотоактивдүүлүктү чектейт, бул болжол менен 4 гана түзөт– 5% учурда күн нуру.
( Титандын диоксиди)
2. Синтез техникасы жана морфологиялык көзөмөл
2.1 Салттуу жана алдыңкы өндүрүш техникалары
Титандын диоксиди бир катар ыкмалар аркылуу өндүрүлүшү мүмкүн, ар бири сахнанын тазалыгын көзөмөлдөөнүн ар кандай деңгээлдерин колдонушат, фрагмент өлчөмү, жана морфология.
Сульфат жана хлорид (хлордоо) процесстер негизинен пигмент өндүрүү үчүн колдонулган ири өнөр жай жолдору болуп саналат, ири TiO эки порошок алуу үчүн гидролиз же кычкылдануу жолу менен ильмениттин же титан шлактарынын тамак-аш сиңирүүсүнө алып келет..
Пайдалуу колдонмолор үчүн, соль-гель менен иштөө сыяктуу нымдуу-химиялык ыкмалар, гидротермикалык синтез, жана солвотермикалык курстар жогорку аянты жана жөнгө салынуучу кристаллдуулугу менен наноструктуралуу продуктуларды өндүрүү мүмкүнчүлүгүнөн улам жакты..
Соль-гель синтези, титан изопроксиди сыяктуу титан алкоксиддеринен баштап, так стехиометриялык башкарууга жана жука пленкалардын пайда болушуна мүмкүндүк берет, монолиттер, же гидролиз жана поликонденсация реакциялары бар нанобөлүкчөлөр.
Гидротермикалык ыкмалар өзүнчө наноструктуралардын өсүшүнө мүмкүндүк берет– мисалы, нанотүтүкчөлөр, нанооддор, жана иреттелген микросфералар– температураны башкаруу менен, стресс, жана суюктук жөндөөлөрүндө рН, көбүнчө анизотроптук өсүштү жарнамалоо үчүн NaOH сыяктуу минерализаторлорду колдонушат.
2.2 Наноструктура жана гетерокондук дизайн
Фотокатализдеги жана энергияны айландыруудагы TiO ₂ эффективдүүлүгү морфологияга абдан негизделген..
Бир өлчөмдүү наноструктуралар, мисалы, титан металлын аноддоштуруу жолу менен иштелип чыккан нанотүтүкчөлөр, түз электрон ташуу жолдорун жана ири беттик-көлөм пропорциялары менен камсыз кылуу, зарядды бөлүү натыйжалуулугун жогорулатуу.
Эки өлчөмдүү нанобарактар, айрыкча жогорку энергияга дуушар болгондор 001 анатазадагы элементтер, Редокс реакциясы үчүн активдүү участок катары кызмат кылган титан атомдорунун жоондугунун натыйжасында жогорку реактивдүүлүктү көрсөтөт..
Ишти жакшыртуу үчүн, TiO эки, адатта, башка жарым өткөргүчтөр менен гетероолуу системаларына интеграцияланган (мис., g-C алты N ₄, CDS, WO АЛТЫ) же графен жана көмүртек нанотүтүктөрү сыяктуу өткөрүүчү жардамдар.
Бул композиттер фотогенерацияланган электрондордун жана тешиктердин мейкиндикте бөлүнүшүнө көмөктөшөт, рекомбинация жоготууларды азайтуу, жана сенсибилизация же тилке жайгаштыруу натыйжалары аркылуу көзгө көрүнөрлүк массивге жарык сиңирүүнү кеңейтет.
3. Пайдалуу турак-жайлар жана беттик сезгичтик
3.1 Фотокаталитикалык системалар жана экологиялык колдонмолор
TiO ₂ эң популярдуу имараттарынын бири УК нурлануу астында анын фотокаталитикалык милдети болуп саналат., табигый токсиндерди жок кылууга мүмкүндүк берет, бактериялык инактивация, жана аба менен сууну чыпкалоо.
Фотонду жутуу боюнча, электрондор валенттик зонадан өткөргүч зонага дүүлүктүрүлөт, натыйжалуу кычкылдандыруучу өкүлдөрү болуп тешиктерди таштап.
Бул акы кызмат көрсөтүүчүлөр жооп кычкылтек түрлөрүн түзүү үчүн жер үстүндөгү адсорбцияланган суу жана кычкылтек менен жооп берет. (ROS) гидроксил радикалдары сыяктуу (- OH), супероксид аниондору (- О ЭКИ ⁻), жана суутек перекиси (H ЭКИ О ЭКИ), табигый булгоочу заттарды тандалбастан кычкылдандырып CO ₂ түзүшөт, H ₂ О, жана минералдык кислоталар.
Бул механизм өзүн өзү тазалоочу беттерде колдонулат, Бул жерде TiO TWO капталган айнек же керамикалык плиткалар күн нурунун астында органикалык кирди жана биопленкаларды бузушат., жана боёкторго багытталган агынды сууларды дарылоо системаларында, дарылар, жана эндокриндик бузулуулар.
Мындан тышкары, Абаны тазалоо үчүн TiO ЭКИ негизиндеги фотокатализаторлор түзүлүүдө, учуучу органикалык кошулмаларды жок кылуу (VOCs) жана азот оксиддери (NOₓ) ички жана шаардык чөйрөлөрдөн.
3.2 Оптикалык чачыратуу жана пигменттин иштеши
Анын жооп берүүчү турак жай же соода касиеттеринен тышкары, TiO ₂ планетада эң көп колдонулган ак пигмент, анткени анын өзгөчө сынуу көрсөткүчү (~ 2.7 рутил үчүн), бул боёктордо жогорку тунуктук жана жарыктандырууга мүмкүндүк берет, бүтөт, пластмассалар, кагаз, жана косметика.
Пигмент көрүнүүчү жарыкты ийгиликтүү чачыратуу менен иштейт; бөлүкчөлөрдүн өлчөмү жарыктын толкун узундугунун болжол менен жарымына чейин жогорулаганда (~ 200– 300 nm), Mie чачуу мыкты пайдаланылат, өзгөчө жашыруу күчүн пайда кылат.
беттик аймак кремнезем менен дарылоо, глинозем, же табигый жабуулар диффузияны күчөтүү үчүн колдонулат, фотокаталитикалык активдүүлүктү төмөндөтөт (кабыл алуучу матрицанын начарлашын болтурбоо үчүн), жана сырткы колдонмолордо бышыктыгын жогорулатуу.
Күндөн коргоочу кремдерде, нано-өлчөмдүү TiO ₂ зыяндуу UVA жана UVB нурлануусун чачыратуу жана сиңирүү аркылуу кеңири спектрдеги UV коргонууну камсыздайт, ошол эле учурда көрүнгөн сортто ачык бойдон калууда., кээ бир табигый UV чыпкалары менен байланышкан коркунуч жок физикалык тоскоолдуктарды колдонуу.
4. Күч жана акылдуу материалдарда пайда болгон колдонмолор
4.1 Күн энергиясын конверсиялоо жана сактоо функциясы
Титандын диоксиди кайра жаралуучу ресурстар технологияларында негизги ролду ойнойт, өзгөчө боёк менен сезгич күн батареяларында (DSSCs) жана перовскиттик күн батареялары (КБКлар).
DSSCтерде, нанокристаллдык анатаздын мезопороздук пленкасы электрон-транспорттук катмар катары кызмат кылат, боёкту сезгичтен фотокозголгон электрондорду кабыл алуу жана аларды тышкы чынжырга өткөрүү, ал эми анын кең тилкеси минималдуу мителик сиңирүүнү кепилдейт.
КБКларда, TiO эки электрон-тандоо байланышы катары кызмат кылат, чыгымдарды чыгарууга көмөктөшүү жана куралдын туруктуулугун жогорулатуу, изилдөө уланууда, бирок узак жашоону жогорулатуу үчүн аны азыраак фотоактивдүү тандоолор менен алмаштыруу.
TiO эки кошумча фотоэлектрохимиялык текшерилет (УШК) суу бөлүү системалары, мында сууну кычкылтекке айландыруу үчүн фотоанод катары иштейт, протондор, жана электрондор УК жарыгында, жашыл суутек өндүрүшүнө кошуу.
4.2 Smart Coatings жана биомедициналык инструменттерге ассимиляция
Тапкыч тиркемелер өзүн-өзү тазалоо жана туманга каршы мүмкүнчүлүктөрү бар акылдуу үйдүн терезелеринен турат, Бул жерде TiO ₂ жасалгалары ачык-айкындуулукту жана гигиенаны сактоо үчүн жарыкка жана нымдуулукка жооп берет.
Биомедицинада, TiO ₂ биосезүү үчүн изилденет, дары ташуу, жана микробго каршы имплантаттар анын био шайкештигинин натыйжасында, коопсуздук, жана фото-реактивдүүлүк.
Мисалы, Титан импланттарына кеңейтилген TiO ₂ нанотүтүкчөлөрү остеоинтеграцияны жарнамалай алат, ошол эле учурда жарыктын түздөн-түз таасири астында жергиликтүү антибактериалдык аракетти сунуштайт..
Жыйынтыкта, титан диоксиди акылга сыярлык техникалык өнүгүү менен маанилүү продуктылар илимий изилдөө жакындашуусун көрсөтөт.
Анын оптикалык өзгөчө айкалышы, санариптик, жана жер үстүндөгү химиялык турак-жай касиеттери күнүмдүк кардарлардын өнүмдөрүнөн баштап заманбап экологиялык жана энергетикалык тутумдарга чейин түрдүү колдонмолорго мүмкүнчүлүк берет..
Наноструктурадагы илимий жетишкендиктер катары, допинг, жана курама дизайн, TiO ₂ туруктуу жана акылдуу заманбап технологияларда негизги продукт катары өнүгүүнү улантууда.
5. Сатуучу
RBOSCHCO ишенимдүү дүйнөлүк химиялык материалдарды жеткирүүчү болуп саналат & ашуун менен өндүрүүчүсү 12 супер жогорку сапаттагы химиялык жана наноматериалдар менен камсыз кылуу боюнча жылдык тажрыйбасы. Компания көптөгөн өлкөлөргө экспорттолот, мисалы, АКШ, Канада, Europe, БАЭ, Түштүк Африка, Танзания, Кения, Мысыр, Нигерия, Камерун, Уганда, Туркия, Мексика, Азербайжан, Белгия, Кипр, Чех Республикасы, Бразилия, Чили, Аргентина, Дубай, Жапония, Корея, Вьетнам, Тайланд, Малайзия, Индонезия, Австралия,Германия, Франция, Италия, Португалия ж.б. Нанотехнологияларды өнүктүрүү боюнча алдыңкы өндүрүүчү катары, RBOSCHCO рынокто үстөмдүк кылат. Биздин кесипкөй жумушчу команда ар кандай тармактардын натыйжалуулугун жогорулатууга жардам берүү үчүн кемчиликсиз чечимдерди сунуш кылат, нарк түзүү, жана ар кандай кыйынчылыктар менен оңой күрөшөт. Эгерде сиз издеп жатсаңыз титан диоксиди коопсуз болуп саналат, электрондук кат жөнөтүңүз: [email protected]
Тегдер: титандын диоксиди,титан титандын диоксиди, TiO2
Бардык макалалар жана сүрөттөр Интернеттен алынган. Эгерде кандайдыр бир автордук укук маселеси бар болсо, жок кылуу үчүн убагында биз менен байланышыңыз.
Бизден сура