Ներկայացրեք.
Նյութերի գիտության ոլորտում,տիտան երկօքսիդ(Tio2) առաջացել է որպես հետաքրքրաշարժ միացություն `ծրագրերի լայն շրջանակով: Այս միացությունն ունի հիանալի քիմիական եւ ֆիզիկական հատկություններ, այն անգնահատելի դարձնելով մի քանի արդյունաբերական ոլորտներում: Իրականացնելու համար իր յուրահատուկ հատկությունները, Titanium երկօքսիդի հետաքրքրաշարժ կառույցը պետք է խորությամբ ուսումնասիրվի: Այս բլոգում մենք կքննարկենք Titanium երկօքսիդի կառուցվածքը եւ լույս սփռենք իր հատուկ հատկությունների հիմնարար պատճառներով:
1. Բյուրեղային կառուցվածքը.
Titanium երկօքսիդը ունի բյուրեղյա կառուցվածք, որը որոշվում է հիմնականում ատոմների յուրահատուկ պայմանավորվածությամբ: Չնայած որTio2Ունի երեք բյուրեղային փուլ (Անատազ, ռուտիլ եւ բրուքիտ), մենք կկենտրոնանանք երկու ամենատարածված ձեւերի վրա, ռուտիլ եւ անատազ:
A. Rutile կառուցվածքը.
Ռուտիլային փուլը հայտնի է իր Tetragonal Crystal կառուցվածքով, որում յուրաքանչյուր տիտանի ատոմը շրջապատված է թթվածնի վեց ատոմներով, կազմելով թեքված օկտահեդրոն: Այս պայմանավորվածությունը ձեւավորում է խիտ ատոմային շերտ, որը գտնվում է թթվածնի սերտ փաթեթավորված պայմանավորվածությամբ: Այս կառույցը տալիս է ռուտիլային բացառիկ կայունություն եւ ամրություն, այն հարմար դարձնելով տարբեր ծրագրերի, ներառյալ ներկերի, կերամիկայի եւ նույնիսկ արեւապաշտպանիչ:
B. Անատազի կառուցվածքը.
Անատազի դեպքում Titanium ատոմները կապված են թթվածնի հինգ ատոմների հետ, կազմելով օկտահեդրոններ, որոնք կիսում են եզրերը: Հետեւաբար, այս պայմանավորվածությունը հանգեցնում է ավելի բաց կառույցի ավելի քիչ ատոմներով `մեկ միավորի ծավալը, համեմատած ռուտիլի հետ: Չնայած իր ցածր խտությանը, Anatase- ն ցուցադրում է հիանալի լուսապատկերային հատկություններ, այն դարձնելով կարեւոր բաղադրիչ արեւային բջիջներում, օդային մաքրման համակարգերում եւ ինքնամաքրող ծածկույթներով:
2-ը: Էներգետիկ նվագախմբի բացը.
Էներգետիկ նվագախմբի բացը Tio2- ի եւս մեկ կարեւոր բնութագիր է եւ նպաստում է դրա յուրահատուկ հատկություններին: Այս բացը որոշում է նյութի էլեկտրական հաղորդունակությունը եւ դրա զգայունությունը թեթեւ կլանման համար:
A. Rutile Band կառուցվածքը.
Rutile tio2Ունի համեմատաբար նեղ ժապավենի բացը մոտավորապես 3.0 ev, այն դարձնելով սահմանափակ էլեկտրական դիրիժոր: Այնուամենայնիվ, դրա խմբի կառուցվածքը կարող է կլանել ուլտրամանուշակագույն լույսը (ուլտրամանուշակագույն) լույսը, այն իդեալական դարձնելով ուլտրամանուշակագույն պաշտպանիչ նյութերում, ինչպիսիք են արեւապաշտպանիչը:
B. Anatase Band կառուցվածքը.
Անատազը, մյուս կողմից, ցուցադրում է ավելի լայն ժապավենի բացը մոտավորապես 3.2 eV: Այս բնութագիրը հնարավորություն է տալիս ANATASE TIO2- ի գերազանց լուսապատկերային գործունեություն: Լույսի ենթարկվելիս, Վալանսի խմբում էլեկտրոնները ոգեւորված են եւ ցատկում են անցկացման ժապավենի մեջ, առաջացնելով տարբեր օքսիդացում եւ առաջացման ռեակցիաներ: Այս հատկությունները բացվում են դիմումների դուռը, ինչպիսիք են ջրի մաքրումը եւ օդի աղտոտման մեղմացումը:
3. Թերությունները եւ փոփոխությունները.
ԷTio2- ի կառուցվածքըառանց թերությունների չէ: Այս թերությունները եւ փոփոխությունները զգալիորեն ազդում են իրենց ֆիզիկական եւ քիմիական հատկությունների վրա:
A. Թթվածնի թափուր աշխատատեղեր.
Tio2 վանդակավորության ընթացքում թթվածնի թափուր աշխատատեղերի տեսքով թերությունները ներկայացնում են չպատրաստված էլեկտրոնների կոնցենտրացիան, ինչը հանգեցնում է կատալիտիկ գործունեության բարձրացման եւ գունային կենտրոնների ձեւավորմանը:
B. Մակերեւույթի փոփոխություն.
Վերահսկվող մակերեւույթի փոփոխություններ, ինչպիսիք են այլ անցումային մետաղական իոնների կամ օրգանական միացություններով ֆունկցիոնալացման հետ դոպինգը, կարող են հետագայում բարելավել tio2- ի որոշակի հատկությունները: Օրինակ, պլատինի նման մետաղների հետ դոպինգը կարող է բարելավել իր կատալիտիկական ներկայացումը, մինչդեռ օրգանական ֆունկցիոնալ խմբերը կարող են բարելավել նյութի կայունությունը եւ ֆոտոակատարությունը:
Եզրափակելով.
Tio2- ի արտառոց կառուցվածքը հասկանալը շատ կարեւոր է հասկանալու իր ուշագրավ հատկությունները եւ օգտագործման լայն տեսականի: Tio2- ի յուրաքանչյուր բյուրեղային ձեւ ունի եզակի հատկություններ, տետրագինալ ռուտիլային կառուցվածքից մինչեւ բաց, լուսապատկերային ակտիվ Անատազի փուլ: Գիտնականները ուսումնասիրելով էներգիայի խմբի բացերը եւ թերությունները, գիտնականները կարող են հետագայում օպտիմալացնել իրենց հատկությունները ծրագրերի համար `սկսած էներգիայի բերքահավաքի մաքրման տեխնիկայից: Երբ մենք շարունակում ենք բացահայտել տիտանի երկօքսիդի առեղծվածները, արդյունաբերական հեղափոխության մեջ դրա ներուժը շարունակում է մնալ խոստումնալից:
Փոստի ժամանակը, Հոկտ-30-2023