1. ٽائنيميم ڊاءِ آڪسائيڊ جي ڪرسٽلگرافي ۽ پوليمورفيزم
1.1 اناتس, روٽيل, ۽ بروڪائٽ: ساخت ۽ ڊجيٽل فرق
( ٽائيٽيم ڊاءِ آڪسائيڊ)
ٽائيٽيم ڊاءِ آڪسائيڊ (TiO ₂) قدرتي طور تي اسٽيل آڪسائيڊ کڻڻ واري جاء تي موجود آهي 3 بنيادي ڪرسٽل جا قسم: روٽيل, anatase, ۽ بروڪائٽ, هر هڪ مخصوص ايٽمي ترتيبن ۽ ڊجيٽل ملڪيتن جي نمائش ڪرڻ جي باوجود، بلڪل ساڳي ڪيميائي فارمولا کي حصيداري ڪرڻ جي باوجود.
روٽيل, سڀ کان وڌيڪ thermodynamically مستحڪم مرحلي مان هڪ, هڪ ٽيٽراگونل ڪرسٽل ڍانچي تي مشتمل آهي جتي ٽائيٽينيم ايٽم آڪسيجن ايٽم سان گڏ ڪم ڪن ٿا., سي-محور سان لڪير واري زنجير سيٽ اپ, اعلي refractive انڊيڪس ۽ شاندار ڪيميائي استحڪام جي اڳواڻي.
اناتس, اضافي طور تي tetragonal پر هڪ اضافي کليل ساخت سان, ڪنڊ آهي- ۽ edge-sharing TiO ₆ octahedra, هڪ وڏي مٿاڇري واري ايراضيءَ جي طاقت ۽ اعليٰ فوٽوڪاتليٽڪ ڪم جو سبب بڻيل فيس فراهم ڪندڙ جي حرڪت ۾ بهتري ۽ اليڪٽران-هول جي بحالي جي شرحن ۾ گهٽتائي.
بروڪائيٽ, گھٽ ۾ گھٽ عام ۽ سڀ کان وڌيڪ سخت اسٽيج کي گڏ ڪرڻ لاء, هڪ orthorhombic فريم ورڪ کي پيچيده octahedral tilting سان اختيار ڪري ٿو, ۽ جڏهن گهٽ جانچيو ويو, اهو ڏيکاري ٿو وچولي گهرن جي وچ ۾ anatase ۽ rutile جي وچ ۾ ڪراس نسل سسٽم ۾ دلچسپي پيدا ٿيڻ سان.
انهن مرحلن جي بينڊ گيپ طاقتن ۾ ٿورو فرق آهي: rutile جي چوڌاري هڪ bandgap آهي 3.0 eV, چوڌاري anatase 3.2 eV, ۽ بروڪائٽ جي حوالي سان 3.3 eV, خاص فوٽوڪيميڪل ايپليڪيشنن لاءِ انهن جي روشني جذب ڪرڻ جي خاصيتن ۽ قابليت کي متاثر ڪرڻ.
اسٽيج سيڪيورٽي درجه حرارت تي منحصر آهي; anatase عام طور تي 600 کان مٿي rutile ۾ تبديل ٿي سگهي ٿو– 800 ° سي, هڪ تبديلي جيڪا اعليٰ درجه حرارت جي پروسيسنگ ۾ منظم ٿيڻي آهي ترجيحي عملي گهرن کي برقرار رکڻ لاءِ.
1.2 فلي ڪيمسٽري ۽ ڊاپنگ ٽيڪنڪس
TiO ₂ جي عملي موافقت نه رڳو ان جي پيدائشي ڪرسٽالوگرافي مان ٿئي ٿي پر ان جي فڪٽر مسئلن ۽ ڊاپنٽس کي فٽ ڪرڻ جي صلاحيت پڻ جيڪا ان جي ڊجيٽل فريم ورڪ کي تبديل ڪري ٿي..
آڪسيجن جون نوڪريون ۽ ٽائيٽينيم وچولي ڪم اين-قسم جي مدد ڪندڙن جي طور تي, بجلي جي چالکائي کي وڌائڻ ۽ وچ واري خال واري رياستن کي ٺاهڻ جيڪي آپٽيڪل جذب ۽ ڪيٽيليٽڪ ڪم کي متاثر ڪري سگهن ٿيون.
اسٽيل ڪيشنز سان منظم ٿيل ڊوپنگ (مثال, في ٻه ⁺, ڪر ³ ⁺, وي چار ⁺) يا غير ڌاتو anions (مثال, ن, ايس, سي) آلودگي جي سطح کي متعارف ڪرائڻ سان بينڊ گيپ کي تنگ ڪري ٿو, ان کي ممڪن بڻائي ٿو ڏسڻ واري روشني چالو ڪرڻ لاء– شمسي تي هلندڙ ايپليڪيشنن لاء هڪ نازڪ جدت.
مثال طور, نائيٽروجن ڊاپنگ کي تبديل ڪري ٿو لڪي آڪسيجن ويب سائيٽون, valence band کان مٿانهون مقامي رياستون پيدا ڪنديون آهن جيڪي تقريباً موج جي ڊيگهه سان فوٽون ذريعي حوصلا افزائي ڪن ٿيون 550 nm, خاص طور تي شمسي رينج جي قابل استعمال حصي کي وسيع ڪرڻ.
TiO ٻن جي مکيه پابندي کي فتح ڪرڻ لاءِ اهي ترميمون ضروري آهن: ان جو وسيع بينڊ گيپ الٽراوائلٽ ايريا تائين فوٽو ايڪٽيٽي کي محدود ڪري ٿو, جيڪو صرف 4 تي مشتمل آهي– 5% سورج جي روشني جي صورت ۾.
( ٽائيٽيم ڊاءِ آڪسائيڊ)
2. سنٿيسس ٽيڪنڪس ۽ مورفولوجيڪل ڪنٽرول
2.1 روايتي ۽ ترقي يافته ٺاھڻ جي ٽيڪنالاجي
ٽائيٽيم ڊاءِ آڪسائيڊ مختلف طريقن سان ٺاهي سگهجي ٿو, هر هڪ اسٽيج جي خالصيت تي ڪنٽرول جي مختلف سطحن کي استعمال ڪندي, ٽڪر جي ماپ, ۽ morphology.
سلفيٽ ۽ ڪلورائڊ (ڪلورينيشن) پروسيس وڏي پيماني تي صنعتي رستا آهن جيڪي خاص طور تي رنگ سازي جي پيداوار لاء استعمال ڪيا ويا آهن, ilmenite يا ٽائيٽينيم سليگ جي کاڌي جي هضمي کي هٿي وٺرائڻ لاءِ هائيڊولائسز يا آڪسائيڊشن سان عمل ڪيو وڃي ٿو ته جيئن عظيم ٽي او ٻه پاؤڊر پيدا ٿين..
مفيد ايپليڪيشنن لاء, گلي-ڪيميائي طريقا جهڙوڪ سول-جيل سنڀالڻ, hydrothermal synthesis, ۽ سولوٿرمل ڪورسز کي پسند ڪيو ويو آهي ڇاڪاڻ ته انهن جي قابليت جي ڪري نانو اسٽريچرڊ پراڊڪٽس پيدا ڪرڻ جي اعليٰ ايراضي ۽ ٽيونبل ڪرسٽلنيٽي سان.
Sol-gel synthesis, ٽائيٽينيم الڪو آڪسائيڊ کان شروع ٿئي ٿو جهڙوڪ ٽائيٽيم آئوسوپروپوڪسائيڊ, صحيح stoichiometric ڪنٽرول ۽ پتلي فلمن جي ٺهڻ جي اجازت ڏئي ٿو, monoliths, يا hydrolysis ۽ polycondensation رد عمل سان nanoparticles.
هائيڊروٿرمل ٽيڪنالاجيون مختلف نانو اسٽريچرز جي ترقي کي چالو ڪن ٿيون– جهڙوڪ nanotubes, nanorods, ۽ حڪم ڏنو microspheres– درجه حرارت جي انتظام سان, دٻاءُ, ۽ pH مائع سيٽنگون ۾, اڪثر معدنيات استعمال ڪرڻ جهڙوڪ NaOH anisotropic واڌ کي اشتهار ڏيڻ لاء.
2.2 Nanostructuring ۽ Heterojunction ڊيزائن
فوٽوڪاتاليسس ۽ توانائي جي تبديلي ۾ TiO ₂ جي ڪارڪردگي انتهائي مورفولوجي تي ٻڌل آهي.
هڪ طرفي nanostructures, جهڙوڪ نانوٽوبس جيڪي ٽائيٽينيم ڌاتو جي انوڊائيزيشن ذريعي ٺاهيا ويا آهن, سڌا اليڪٽران ٽرانسپورٽ رستا ۽ وڏي مٿاڇري کان مقدار جي مقدار جي فراهمي, چارج الڳ ڪرڻ جي اثرائتي کي بهتر بنائڻ.
ٻه-dimensional nanosheets, خاص طور تي جيڪي اعلي توانائي جي تابع آهن 001 anatase ۾ عناصر, اعليٰ رد عمل ڏيکاريو ان جي نتيجي ۾ وڌيڪ ٿلهي جي گھٽتائي واري ٽائيٽينيم ايٽمس جي نتيجي ۾ جيڪي ريڊڪس جوابن لاءِ فعال سائيٽن طور ڪم ڪن ٿا.
بهتر ڪارڪردگي بهتر ڪرڻ لاء, TiO ٻه عام طور تي ٻين سيمڪنڊڪٽرز سان هيٽروجنڪشن سسٽم ۾ صحيح طور تي ضم ٿيل آهي (مثال, g-C ڇهه N ₄, سي ڊي ايس, WO SIX) يا conductive مدد جيئن graphene ۽ ڪاربان nanotubes.
اهي مرکبات ڦوٽو ٺاهيل اليڪٽرانن ۽ سوراخن جي فضائي تقسيم کي آسان بڻائي ٿو, recombination نقصان گھٽائڻ, ۽ روشني جذب کي وڌايو صحيح صف ۾ حساسيت يا بينڊ پليسمينٽ جي نتيجن ذريعي.
3. مفيد رهائش ۽ سطح جي حساسيت
3.1 Photocatalytic سسٽم ۽ ماحولياتي ايپليڪيشنون
TiO ₂ جي سڀ کان وڌيڪ مشهور عمارتن مان هڪ آهي ان جو فوٽوڪاتيليٽڪ ڪم UV شعاع هيٺ, جيڪو قدرتي زهر جي تباهي جي اجازت ڏئي ٿو, بيڪٽيريا جي غير فعال ٿيڻ, ۽ هوا ۽ پاڻي جي فلٽريشن.
فوٽون جي جذب تي, اليڪٽران ويلنس بينڊ کان ڪنڊڪشن بينڊ ڏانهن پرجوش آهن, سوراخ ڇڏڻ جيڪي مؤثر آڪسائيڊنگ نمائندا آهن.
اهي فيس سروس فراهم ڪندڙ جوابي آڪسيجن جا قسم ٺاهڻ لاءِ سطح تي جذب ٿيل پاڻي ۽ آڪسيجن سان جواب ڏين ٿا (ROS) جهڙوڪ هائيڊروڪسيل ريڊيڪلز (- اوڇ), سپر آڪسائيڊ anions (- اي ٻه ⁻), ۽ هائيڊروجن پروڪسائيڊ (ايڇ ٻه او ٻه), جيڪو غير منتخب طور تي قدرتي آلودگي کي CO ₂ ۾ آڪسائيڊ ڪري ٿو, ايڇ ₂ او, ۽ معدني تيزاب.
هي ميڪانيزم خود صفائي جي سطحن ۾ استحصال ڪيو ويندو آهي, جتي TiO ٻه ڍڪيل شيشي يا سيرامڪ ٽائلس سج جي روشني هيٺ نامياتي گندگي ۽ بايو فلمن کي نقصان پهچائي ٿو, ۽ گندي پاڻي جي علاج واري نظام ۾ رنگن کي نشانو بڻائڻ, دوائون, ۽ endocrine disruptors.
ان کان سواء, هوائي صاف ڪرڻ لاءِ TiO TWO-based photocatalysts ٺاهيا پيا وڃن, غير مستحڪم نامياتي مرکبات کي ختم ڪرڻ (VOCs) ۽ نائٽروجن آڪسائيڊ (NOₓ) اندروني ۽ شهر جي ماحول کان.
3.2 Optical Scattering and Pigment Performance
ان جي جوابي رهائشي يا تجارتي ملڪيت کان ٻاهر, TiO ₂ سيارو تي سڀ کان وڌيڪ استعمال ٿيل اڇو رنگ آهي ڇاڪاڻ ته ان جي غير معمولي اضطراري انڊيڪس جي ڪري (~ 2.7 rutile لاء), جيڪو ان کي ممڪن بڻائي ٿو اعلي مبهم ۽ رنگن ۾ روشني, ختم ڪري ٿو, پلاسٽڪ, ڪاغذ, ۽ کاسمیٹکس.
پگمينٽ نظر ايندڙ روشنيءَ کي ڪاميابيءَ سان پکيڙڻ سان ڪم ڪري ٿو; جڏهن ذرات جي طول و عرض کي وڌايو ويندو آهي تقريبن اڌ روشني جي موج جي ڊيگهه تائين (~ 200– 300 nm), Mie scattering جو بهترين استعمال ڪيو ويو آهي, غير معمولي لڪائڻ جي طاقت جو سبب.
مٿاڇري جو علاج سليڪا سان, ايلومينا, يا پکيڙ کي وڌائڻ لاءِ قدرتي ڪپڙا لاڳو ٿين ٿا, photocatalytic سرگرمي کي گھٽائڻ (ميزبان ميٽرڪس جي خراب ٿيڻ کان بچڻ لاء), ۽ ٻاهرين ايپليڪيشنن ۾ مضبوطي کي وڌايو.
سن اسڪرين ۾, نانو-سائيز TiO ₂ نقصانڪار UVA ۽ UVB شعاعن کي پکيڙڻ ۽ جذب ڪندي وسيع اسپيڪٽرم UV دفاع ڏئي ٿو جڏهن ته ڏسڻ واري قسم ۾ واضح رهي ٿو., ڪجهه قدرتي UV فلٽر سان ڳنڍيل خطرن کان سواء جسماني رڪاوٽ کي استعمال ڪندي.
4. پاور ۽ سمارٽ مواد ۾ پيدا ٿيندڙ ايپليڪيشنون
4.1 شمسي توانائي جي تبديلي ۽ اسٽوريج ۾ فنڪشن
ٽائيٽيم ڊاءِ آڪسائيڊ قابل تجديد وسيلن جي ٽيڪنالاجيز ۾ اهم ڪردار ادا ڪري ٿي, خاص طور تي رنگ جي حساس شمسي سيلز ۾ (DSSCs) ۽ perovskite شمسي بيٽرين (PSCs).
DSSCs ۾, nanocrystalline anatase جي هڪ mesoporous فلم هڪ اليڪٽران-ٽرانسپورٽ پرت طور ڪم ڪري ٿو, ڊائي سينسيٽيزر مان فوٽو ايڪسائيٽ ٿيل اليڪٽران کي قبول ڪرڻ ۽ انهن کي ٻاهرئين سرڪٽ ڏانهن هلائڻ, جڏهن ته ان جو وسيع بينڊ گپ گهٽ ۾ گهٽ پاراسياتي جذب جي ضمانت ڏئي ٿو.
PSCs ۾, TiO ٻه اليڪٽران چونڊيل رابطي جي طور تي ڪم ڪري ٿو, قيمت ڪڍڻ کي وڌائڻ ۽ اوزار جي استحڪام کي وڌائڻ, جيتوڻيڪ مطالعي جاري آهي ان کي تبديل ڪرڻ لاءِ ان کي تبديل ڪرڻ لاءِ تمام گهٽ فوٽو ايڪٽو چونڊون ڊگهي عمر کي وڌائڻ لاءِ.
TiO ٻه اضافي طور تي فوٽو اليڪٽرروڪيميڪل ۾ چيڪ ڪيو ويو آهي (پي اي سي) پاڻي جي تقسيم جو نظام, جتي اهو پاڻي کي آڪسيجن ۾ آڪسائيڊ ڪرڻ لاءِ فوٽوانوڊ طور ڪم ڪري ٿو, پروٽين, ۽ اليڪٽران UV روشني هيٺ, گرين هائيڊروجن جي پيداوار ۾ اضافو.
4.2 سمارٽ ڪوٽنگز ۽ بايوميڊيڪل آلات ۾ شموليت
ذهين ايپليڪيشنن ۾ هوشيار گهر جي ونڊوز شامل آهن جن ۾ خود صفائي ۽ اينٽي فوگنگ صلاحيتون آهن, جتي TiO ₂ مڪمل ڪرڻ روشني ۽ نمي کي رد ڪري ٿو شفافيت ۽ صفائي کي برقرار رکڻ لاء.
حياتياتي دوائن ۾, TiO ₂ biosensing لاء تحقيق ڪئي وئي آهي, دوا جي ترسيل, ۽ antimicrobial امپلانٽس ان جي biocompatibility جي نتيجي ۾, سيڪيورٽي, ۽ ڦوٽو-ٽريگر ٿيل رد عمل.
مثال طور, TiO ₂ نانوٽيوبس ٽائيٽينيم امپلانٽس تي وڌايل اوستيو انٽيگريشن کي اشتهار ڏئي سگھن ٿا جڏهن ته روشني جي سڌي نمائش هيٺ مقامي اينٽي بيڪٽيريل عمل پيش ڪن ٿا.
ريڪپ ۾, ٽائيٽيم ڊاءِ آڪسائيڊ ضروري شين جي ڪنورجن کي ظاهر ڪري ٿي سائنسي تحقيق سان سمجھدار ٽيڪنيڪل ترقي.
ان جو خاص ميلاپ بصري, ڊجيٽل, ۽ مٿاڇري واري علائقي جي ڪيميائي رهائشي ملڪيتن کي مختلف ايپليڪيشنن کي قابل بڻائي ٿو جيڪي روزمره جي گراهڪ پروڊڪٽس کان جديد ماحولياتي ۽ توانائي سسٽم تائين..
جيئن نانو اسٽريچرنگ ۾ تحقيق جي ڪاميابي, ڊاپنگ, ۽ جامع ڊيزائن, TiO ₂ پائيدار ۽ سمارٽ جديد ٽيڪنالاجيز ۾ بنيادي پٿر جي پيداوار جي طور تي ترقي جاري رکي ٿو.
5. وڪڻندڙ
RBOSCHCO هڪ قابل اعتماد عالمي ڪيميائي مواد فراهم ڪندڙ آهي & ٺاهيندڙ اوور سان 12 سپر اعلي معيار جي ڪيميائي ۽ نانو مواد مهيا ڪرڻ ۾ سالن جو تجربو. ڪمپني ڪيترن ئي ملڪن ڏانهن برآمد ڪري ٿي, جهڙوڪ آمريڪا, ڪينيڊا, يورپ, UAE, ڏکڻ آفريڪا, تنزانيه, ڪينيا, مصر, نائجيريا, ڪيمرون, يوگنڊا, ترڪي, ميڪسيڪو, آذربائيجان, بيلجيم, ڪپرس, چيڪ ريپبلڪ, برازيل, چلي, ارجنٽينا, دبئي, جاپان, ڪوريا, ويتنام, ٿائيليند, ملائيشيا, انڊونيشيا, آسٽريليا,جرمني, فرانس, اٽلي, پورچوگال وغيره. هڪ معروف نانو ٽيڪنالاجي ترقي ڪندڙ ٺاهيندڙ جي طور تي, RBOSCHCO مارڪيٽ تي ڇانيل آهي. اسان جي پيشه ورانه ڪم ٽيم مختلف صنعتن جي ڪارڪردگي کي بهتر ڪرڻ ۾ مدد لاء مڪمل حل فراهم ڪري ٿي, قدر پيدا ڪرڻ, ۽ آساني سان مختلف چئلينجن کي منهن ڏيڻ. جيڪڏهن توهان ڳولي رهيا آهيو ٽائيٽيم ڊاء آڪسائيڊ اهو محفوظ آهي, مهرباني ڪري هڪ اي ميل موڪليو: [email protected]
ٽيگ: ٽائيٽينيم ڊاءِ آڪسائيڊ,titanium titanium ڊاءِ آڪسائيڊ, TiO2
سڀئي مضمون ۽ تصويرون انٽرنيٽ تان ورتل آهن. جيڪڏهن ڪا ڪاپي رائيٽ جا مسئلا آهن, مھرباني ڪري اسان سان رابطو ڪريو وقت ۾ ختم ڪرڻ لاء.
اسان کان پڇا ڳاڇا