1. Cristalografía yéetel polimorfismo ti' le dióxido titanio
1.1 Anatase, Rutile, yéetel Brookite: Distinciones estructurales yéetel digitales
( Dióxido de titanio)
Dióxido de titanio (TiO ₂) leti' jump'éel óxido acero ku yúuchul naturalmente yaan ti' 3 tipos cristalinos primarios: rutil, anatasa, yéetel brookite, jujuntúulal ku ye'esik arreglos atómicos yéetel propiedades digitales a pesar ti' u ts'aiko'on le exacta bak'paach fórmula química.
Rutile, juntúul le fase asab termodinámicamente estable, ku táakbesik jump'éel ba'ax cristalina tetragonal tu'ux le átomos titanio ku meyajo'ob octaédricamente yéetel le átomos oxígeno ti' jump'éel denso, configuración tsolokbal lineal a lo largo de le bak'pach c, ku bisik ka'anal índice refracción yéetel excelente estabilidad química.
Anatase, ts'o'okole' tetragonal ba'ale' yéetel jump'éel ba'ax extra abierta, yaan ti'its'o'- yéetel octaedro TiO ₆ u ts'aiko'on borde, ku beetik u yantal jump'éel asab páajtalil ti' le superficie yéetel jump'éel meyaj fotocatalítico asab ka'anal debido a le mejorado movimiento proveedor honorarios yéetel disminución le tasas recombinación electrón-orificio.
Brookite, le p'isibij ma' jach típico yéetel asab talam u sintetizar, ku ch'a'ik jump'éel marco ortorrómbico yéetel intrincado inclinación octaédrica, yéetel ka' jo'op' u menos examinado, ku ye'esik najo'ob intermedios ichil anatase yéetel rutilo yéetel k'ana'an ju'uno'ob surgiendo ti' sistemas cruzados.
U páajtalil le bandgap ti' le k'iino'oba' p'isibij jela'an jump'íit: rutile yaan ti' jump'éel bandgap u mentik kex 3.0 eV, anatase mentik kex 3.2 eV, yéetel brookite yo'osal 3.3 eV, ku ts'áaik u muuk' ti' u yáantajo'ob u absorción le sáasilo' yéetel u viabilidad uti'al aplicaciones fotoquímicas particulares.
Le seguridad ti' le fase jach dependente ti' le temperatura; le anatasao' suuk u suut irreversiblemente ti' rutilo yóok'ol 600– 800 ° C, jump'éel k'eexil k'a'abéet u nu'ukbesa'al ti' le procesamiento ka'anal temperatura uti'al u mantener le najo'ob prácticas preferidas.
1.2 Química u defectos yéetel técnicas u dopaje
Le adaptabilidad práctica ti' TiO 2 ku yúuchul ma' chéen ti' u cristalografía innata Ba'ale' xan ti' u Buka'aj u ba'al u ajustar toop factores yéetel dopantes ku modifican u marco digital.
Le meyajo'ob oxígeno yéetel le intersticiales titanio ku meyajo'ob bey contribuyentes bin yano'ob n, u ya'abtal u conductividad eléctrica yéetel u beetik estados chúumuk brecha u páajtal u afectar le absorción óptica yéetel le meyaj ts'íibo' catalítica.
Dopaje gestionado yéetel cationes acero (je'ebix., Fe KA'ATÚUL ⁺, Cr 3 +, V KANP'ÉEL ⁺) wa aniones ma' metales (je'ebix., N, S, C) ku tselik le brecha banda tumen introducir niveles contaminación, beetik u páajtal u activación le sáasilo' visible– jump'éel innovación crítica uti'al u aplicaciones impulsadas tumen le k'iino'.
Bey jump'éel ejemplo, le dopaje nitrógeno ku jelpajal le yáanal lu'umo', ku beetik u yantal estados localizados yóok'ol le banda valencia ku cha'antik u excitación tumen fotones yéetel longitudes onda aproximadamente 550 nm, jach kóochkinsik le nu'ukulil utilizable ti' le rango solar.
Le k'iino'oba' ajustes ku k'a'abeto'ob utia'al u conquistar le noj bejo' restricción TiO ka'ap'éel: u nojoch bandgap ku jets'ik le fotoactividad ti' le yo'osal ultravioleta, ba'ax ku beetik chéen kex 4– 5% u sáasil le k'iino'.
( Dióxido de titanio)
2. Técnicas u síntesis yéetel kaambalil yo'osal morfológico
2.1 Técnicas u fabricación xíiw yéetel avanzadas
Le dióxido titanio je'el u páajtal u fabricado yo'osal jump'éel gama enfoques, jujuntúulal ku meyajtiko'ob jejeláas niveles u kaambalil yo'osal u pureza le p'isibij, Buka'aj le fragmento, yéetel morfología.
Le sulfato yéetel le cloruro (cloración) le meyajo'obo' leti'obe' bejo'ob industriales u nojoch escala utilizados chuunil laat'a'an utia'al u fabricación pigmentos, ku bisik u digestión janalbe'eno'ob ilmenita wa escoria titanio cumplida yéetel hidrólisis wa oxidación utia'al u ts'aik nuxi' TiO ka'ap'éel polvos.
Utia'al u aplicaciones útiles, enfoques químicos húmedos bey le manipulación sol-gel, síntesis hidrotermal, yéetel le cursos solvotérmicos ku uts tuméen u páajtalil u producir yik'áalil nanoestructurados yéetel ka'anal yo'osal yéetel cristalinidad sintonizable.
Síntesis u sol-gel, ku káajal yéetel alcóxidos titanio bey isopropóxido titanio, ku cha'ik u kanik estequiométrico exacto yéetel u beeta'al películas finas, monolitos, wa nanopartículas yéetel reacciones hidrólisis yéetel policondensación.
Le kaambalilo'ob hidrotermales ku cha'antik u nojochtal jejeláas nanoestructuras– bey le nanotubos, nanobarras, yéetel microesferas ordenadas– tumen u nu'ukbesa'al u temperatura, estrees, yéetel pH ti' configuración líquida, tu menudo utilizando mineralizantes bey NaOH utia'al u anunciar tuméen anisotrópico.
2.2 Nanoestructuración yéetel diseño u heterojunción
U eficiencia le TiO 2 ti' le fotocatálisis yéetel u yokol k'ujo'ob ti' energía jach basada ti' le morfología.
Nanoestructuras unidimensionales, bey le nanotubos desarrollados tumen anodización ti' metal titanio, ts'aik bejo'ob transporte electrones rectos yéetel nukuch proporciones superficie-volumen, ma'alo'obkíinsiko'ob u eficacia le separación kuuch.
Nanohojas u ka'ap'éel dimensiones, especialmente le ku someten u ka'anal energía 001 elementos ti' anatasa, ku ye'esik jump'éel reactividad superior bey resultado jump'éel asab espesor u átomos titanio subcoordinados ku funcionan bey kúuchilo'ob activos utia'al u respuestas redox.
Utia'al u ma'alo'obkíinsa'al u meyaj, TiO ka'ap'éel jach comúnmente integrado tu tojile' ti' sistemas heterojunción yéetel uláak' semiconductores (je'ebix., g-C seis N ₄, CdS, WO SEIS) wa áantajo'ob conductores bey grafeno yéetel nanotubos carbono.
Le k'iino'oba' compuestos facilitan le ja'atsal espacial ti' electrones yéetel agujeros fotogenerados, xu'ulsik u sa'atal le recombinación, yéetel waaj a kóochkinsike'ex u absorción le sáasilo' ti' le matriz notable yo'osal ya'ala'al máaxo'ob máano'ob sensibilización wa colocación banda.
3. Residencias útiles yéetel sensibilidad ti' le superficie
3.1 Sistemas fotocatalíticos yéetel aplicaciones ambientales
Juntúul le asab populares construcción TiO 2 jach u meyaj ts'íibo' fotocatalítica yáanal irradiación UV, ku cha'ik u xu'ulsa'al le toxinas ku yúuchul, inactivación bacteriana, yéetel filtración iik' yéetel ja'.
Le ken u absorción le fotón, le electrones ku excitados ti' le banda valencia ti' le banda conducción, p'atik agujeros ku representantes oxidantes xoknáalo'obo'.
Le k'iino'oba' proveedores mayaj honorarios núukik yéetel ja' yéetel oxígeno adsorbido ti' le superficie utia'al u crear tipos oxígeno sensibles (ROS) bey le radicales hidroxilo'obo' (- U'UYEJ), aniones superóxidos (- O KA'ATÚUL −), yéetel peróxido de hidrógeno (H KA'ATÚUL O KA'ATÚUL), ku oxidar ma' selectivamente le contaminantes ku yúuchul ti' CO ₂, H 2 O, yéetel ácidos minerales.
Le mecanismoa' ku meyaj ti' le superficies autolimpiezas, tu'ux TiO TWO-cubierto vidrio wa azulejos cerámicos dañan tak kaambal suciedad orgánica yéetel biopelículas yáanal le k'iino', yéetel ti' sistemas terapia ja'ilo'ob residuales dirigidas ti' colorantes, drogas, yéetel le interruptores endocrinos.
Beyxan, Táan u beeta'al fotocatalizadores basados ti' TiO TWO uti'al u purificación le iik'o', u luk'sa'al le compuestos orgánicos volátiles (VOCs) yéetel óxidos nitrógeno (MA'ₓ) ti' le kúuchilo'ob ichil najo' yéetel noj kaajil.
3.2 Dispersión óptica yéetel rendimiento pigmento
Paach u propiedades residenciales wa comerciales sensibles, TiO ₂ leti' le sak pigmento asab comúnmente utilizado ti' le planeta tuméen u índice refracción excepcional (~ 2.7 uti'al rutil), ba'ax ku beetik u páajtal u ka'anal opacidad yéetel iluminación ti' le pinturas, ts'o'oksik, plásticos, ju'un, yéetel cosméticos.
Le pigmento ku meyaj tumen u k'i'itpajal le sáasilo' ku yila'al yéetel éxito; ken u dimensión le partícula ku mejora u óol chúumuk le longitud onda le sáasilo' (~ 200– 300 nm), Mie dispersión ku beeta'al utsil búukinta'al, ku beetik u yantal jump'éel páajtalil ta'akikubáa excepcional.
Tratamientos u superficie yéetel sílice, alúmina, wa ku ts'a'abal cubiertas naturales uti'al u ma'alo'obkíinsa'al le difusión, xu'ulsik u meyaj fotocatalítico (uti'al ma' u k'astal le matriz huésped), yéetel ma'alo'obkíinsiko'ob u resistencia ti' aplicaciones ti' le iik'o' libre.
Ti' protectores solares, TiO 2 u nano-tamaño ku ts'aik defensa UV u amplio espectro tumen dispersión yéetel absorción radiación UVA yéetel UVB perjudiciales mientras u permanece claro ti' le variedad visible, utilizando jump'éel barrera física xma' le amenazas conectadas yéetel yaan filtros UV ku yúuchul.
4. Aplicaciones surgidas ti' energía yéetel materiales inteligentes
4.1 Meyaj ti' u yokol k'ujo'ob yéetel almacenamiento u energía solar
Le dióxido titanio ku báaxal jump'éel ju'un jach k'a'anan ti' le tecnologías nu'ukulo'ob renovables, asab notablemente ti' le células solares sensibilizadas ti' le colorante (DSSCs) yéetel baterías solares u perovskita (PSCs).
Ti' DSSCs, jump'éel cha'an mesoporosa ti' anatasa nanocristalina ku meyaj bey jump'éel capa transporte electrones, k'amik electrones fotoexcitados ti' jump'éel sensibilizador tinte yéetel conducir le ti' le circuito exterior, ka' jo'op' u u amplia brecha banda garantiza mínima absorción parásita.
Ti' PSCs, TiO ka'atúul ku meyaj bey le Máax ku selectivo ti' le electrones, u yáanta'al u jóok'sa'al u tojol yéetel u ma'alo'obkíinsa'al u estabilidad le nu'ukula', kex táan u beeta'al xook uti'al u k'e'exel yéetel opciones jach menos fotoactivas uti'al u ya'abtal u kuxtal máak.
TiO ka'ap'éel ku xak'alta'al xan ti' fotoelectroquímica (PEC) sistemas u ja'atsal ja', tu'ux ku meyaj bey jump'éel fotoanodo uti'al u oxidar le ja'o' ti' oxígeno, protones, yéetel electrones yáanal sáasil UV, ku ts'áabal ti' le fabricación hidrógeno ya'ax.
4.2 Asimilación ti' recubrimientos inteligentes yéetel instrumentos biomédicos
Aplicaciones ingeniosas consisten ti' ventanas wotoch inteligentes yéetel Buka'aj u ba'al u autolimpieza yéetel anti-niebla, tu'ux le acabados TiO 2 reaccionan yéetel le sáasilo' yéetel le humedad utia'al u mantener le transparencia yéetel le higiene.
Ti' biomedicina, TiO ₂ ku xak'alta'al uti'al u biodetección, u túuxta'al ts'aak, yéetel implantes antimicrobianos bey resultado u biocompatibilidad, seguridad, yéetel reactividad foto-disparada.
Je'exbix, TiO 2 nanotubos ampliados ti' implantes titanio páajtal anunciar osteointegración ka' jo'op' u k'u'ubul meyajo'ob antibacterianas locales yáanal exposición directa ti' le sáasilo'.
Ti' recap, dióxido titanio exhibe le convergencia yik'áalil k'a'abeto'ob investigación científica yéetel ma'alo'ob técnico sensible.
U combinación yaabilajech u óptica, digital, yéetel le propiedades residenciales químicas u superficie ku cha'antik aplicaciones variando u yik'áalil le cliente k'iin k'iin u sistemas ecológicos yéetel energéticos u vanguardia.
Bey avances investigación ti' le nanoestructuración, dopaje, yéetel diseño compuesto, TiO ₂ Chúuns u ma'alo'obkíinsiko'ob bey jump'éel producto clave ti' le tecnologías modernas duraderas yéetel inteligentes.
5. Kóonol
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Etiquetas: dióxido de titanio,titanio dióxido titanio, TiO2
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