د تیتانیم ډای اکسایډ ځواکمن جوړښت (TiO2): د دې زړه راښکونکي ملکیتونه څرګندوي

معرفي کول:

د موادو ساینس په برخه کې،ټایټانیوم ډای اکسایډ(TiO2) د پراخه غوښتنلیکونو سره د زړه راښکونکي مرکب په توګه راڅرګند شوی. دا مرکب خورا ښه کیمیاوي او فزیکي ځانګړتیاوې لري، دا په ډیری صنعتي سکتورونو کې ارزښتناکه کوي. د دې لپاره چې د دې ځانګړي ځانګړتیاو په بشپړه توګه پوه شي، د ټایټانیوم ډای اکسایډ په زړه پورې جوړښت باید په ژوره توګه مطالعه شي. په دې بلاګ پوسټ کې، موږ به د ټایټانیوم ډای اکسایډ جوړښت وپلټئ او د دې ځانګړي ملکیتونو اصلي لاملونو باندې رڼا واچوو.

1. کرسټال جوړښت:

د تیتانیم ډای اکسایډ یو کرسټال جوړښت لري، چې په ابتدايي توګه د اتومونو د ځانګړي ترتیب لخوا ټاکل کیږي. که څه همTiO2درې کرسټال مرحلې لري (اناتس، روټیل، او بروکیټ)، موږ به په دوو خورا عام ډولونو تمرکز وکړو: روټیل او اناتس.

الف. د روټیل جوړښت:

د روټیل مرحله د هغې د تیتراګونل کرسټال جوړښت لپاره پیژندل کیږي، په کوم کې چې هر ټایټانیوم اتوم د شپږو اکسیجن اتومونو لخوا محاصره شوی، یو متوجه octahedron جوړوي. دا ترتیب د نږدې بسته شوي اکسیجن ترتیب سره یو کثافت اټومي پرت جوړوي. دا جوړښت روټیل استثنایی ثبات او پایښت ورکوي، دا د مختلفو غوښتنلیکونو لپاره مناسب کوي، پشمول د رنګ، سیرامیک، او حتی سنسکرین.

ب. د اناتس جوړښت:

د اناتس په حالت کې، د ټایټانیوم اتومونه د پنځو اکسیجن اتومونو سره تړلي دي، اوکټایډرونونه جوړوي چې څنډې شریکوي. له همدې امله، دا ترتیب د روټیل په پرتله د هر واحد حجم لږ اتومونو سره ډیر خلاص جوړښت پایله کوي. د دې د ټیټ کثافت سره سره ، اناتاس عالي فوټوکاټیلیټیک ملکیتونه ښیې ، دا د لمریز حجرو ، د هوا پاکولو سیسټمونو او د ځان پاکولو کوټینګونو کې مهم جز جوړوي.

2. د انرژی بانډ خلا:

د انرژي بانډ تشه د TiO2 بل مهم ځانګړتیا ده او د دې ځانګړي ملکیتونو کې مرسته کوي. دا تشه د موادو بریښنایی چال چلن او د رڼا جذبولو حساسیت ټاکي.

الف. د روټیل بانډ جوړښت:

Rutile TiO2د نږدې 3.0 eV نسبتا تنګ بانډ خلا لري، دا یو محدود بریښنایی کنډکټر جوړوي. په هرصورت، د دې بانډ جوړښت کولی شي د الټرا وایلیټ (UV) رڼا جذب کړي، دا د UV محافظینو لکه سنسکرین کې د کارولو لپاره مثالی کوي.

ب. د اناتس بند جوړښت:

له بلې خوا، اناتس د نږدې 3.2 eV پراخه بینډ تشه نندارې ته وړاندې کوي. دا ځانګړتیا د اناتس TiO2 عالي فوټوکاټلیټیک فعالیت ورکوي. کله چې د رڼا سره مخ کیږي، په والینس بانډ کې الکترون په زړه پورې کیږي او د کنډکشن بانډ ته ځي، چې د مختلف اکسیډریشن او کمولو عکس العمل رامینځته کوي. دا ملکیتونه غوښتنلیکونو ته دروازه پرانیزي لکه د اوبو پاکول او د هوا ککړتیا کمول.

3. نیمګړتیاوې او بدلونونه:

دد Tio2 جوړښتبې عیب نه دی. دا نیمګړتیاوې او تعدیلات د پام وړ د دوی فزیکي او کیمیاوي ملکیت اغیزه کوي.

الف. د اکسیجن خالي ځایونه:

د TiO2 جال کې د اکسیجن د خالي ځایونو په شکل کې نیمګړتیاوې د غیر جوړ شوي الکترون غلظت معرفي کوي، چې د کتلیتیک فعالیت زیاتوالي او د رنګ مرکزونو رامینځته کیدو لامل کیږي.

ب. د سطحې تعدیل:

د سطحې کنټرول شوي تعدیلات، لکه د نورو انتقالي فلزي ایونونو سره ډوپینګ یا د عضوي مرکباتو سره فعال کول، کولی شي د TiO2 ځینې ځانګړتیاوې نور هم لوړ کړي. د مثال په توګه، د فلزاتو سره ډوپینګ لکه پلاټینیم کولی شي خپل کتلاټیک فعالیت ښه کړي، پداسې حال کې چې عضوي فعالې ډلې کولی شي د موادو ثبات او عکس العمل لوړ کړي.

په پایله کې:

د Tio2 غیر معمولي جوړښت پوهیدل د دې د پام وړ ملکیتونو او د کارولو پراخه لړۍ پوهیدو لپاره خورا مهم دي. د TiO2 هر کریسټالین شکل ځانګړي ځانګړتیاوې لري، د ټیټراګونال روټیل جوړښت څخه خلاص، فوتوکاټلیټیک فعال اناتاس پړاو پورې. په موادو کې د انرژي بانډ تشې او نیمګړتیاو په سپړلو سره، ساینس پوهان کولی شي د پاکولو تخنیکونو څخه د انرژي راټولولو پورې د غوښتنلیکونو لپاره خپل ملکیتونه نور هم ښه کړي. لکه څنګه چې موږ د ټایټانیوم ډای اکسایډ اسرار افشا کولو ته دوام ورکوو، په صنعتي انقلاب کې د دې وړتیا ژمنه پاتې ده.