Kynntu:
Á sviði efnisvísinda,Títaníoxíð(TiO2) hefur komið fram sem heillandi efnasamband með fjölmörgum forritum. Þetta efnasamband hefur framúrskarandi efnafræðilega og eðlisfræðilega eiginleika, sem gerir það ómetanlegt í nokkrum iðnaðargeirum. Til þess að skilja að fullu einstaka eiginleika þess verður að rannsaka heillandi uppbyggingu títantvíoxíðs ítarlega. Í þessari bloggfærslu munum við kanna uppbyggingu títantvíoxíðs og varpa ljósi á grundvallarástæðurnar á bak við sérstaka eiginleika þess.
1. kristalbygging:
Títaníoxíð hefur kristalbyggingu, fyrst og fremst ákvörðuð af einstöku fyrirkomulagi atómanna. ÞóTiO2Er með þrjá kristallaða áfanga (Anatase, Rutile og Brookite), við munum einbeita okkur að tveimur algengustu formunum: Rutile og Anatase.
A. Rutile uppbygging:
Rutile fasinn er þekktur fyrir tetragonal kristalbyggingu, þar sem hvert títanatóm er umkringt sex súrefnisatómum og myndar brenglað octahedron. Þetta fyrirkomulag myndar þétt atómlag með lokaðri súrefnisfyrirkomulagi. Þessi uppbygging gefur Rutile óvenjulegan stöðugleika og endingu, sem gerir það hentugt fyrir margvísleg forrit, þar á meðal málningu, keramik og jafnvel sólarvörn.
B. Anatase uppbygging:
Þegar um er að ræða anatasa eru títanatómin tengd við fimm súrefnisatóm og mynda octahedrons sem deila brúnum. Þess vegna leiðir þetta fyrirkomulag til opnari uppbyggingar með færri atómum á rúmmál einingarinnar samanborið við rutil. Þrátt fyrir lítinn þéttleika sýnir anatasi framúrskarandi ljósritunareiginleika, sem gerir það að mikilvægum þætti í sólarfrumum, lofthreinsunarkerfi og sjálfhreinsandi húðun.
2.
Orkusveitin er annað mikilvægt einkenni TiO2 og stuðlar að einstökum eiginleikum þess. Þetta bil ákvarðar rafleiðni efnisins og næmi þess fyrir ljós frásog.
A. Rutile hljómsveit uppbygging:
Rutile TiO2Er með tiltölulega þröngt bandbil um það bil 3,0 eV, sem gerir það að takmörkuðum rafleiðara. Samt sem áður getur uppbygging hljómsveitarinnar tekið upp útfjólubláa (UV) ljós, sem gerir það tilvalið til notkunar í UV verndarefnum eins og sólarvörn.
B. Uppbygging anatasa hljómsveitar:
Anatase sýnir aftur á móti breiðara bandbil um það bil 3,2 eV. Þetta einkenni gefur Anatase TiO2 framúrskarandi ljósritunarvirkni. Þegar þær eru útsettar fyrir ljósi eru rafeindir í gildisbandinu spenntir og hoppa í leiðslubandið og valda ýmsum oxunar- og minnkunarviðbrögðum. Þessir eiginleikar opna hurðina að forritum eins og vatnshreinsun og loftmengun.
3. gallar og breytingar:
TheUppbygging TiO2er ekki án galla. Þessir gallar og breytingar hafa veruleg áhrif á eðlisfræðilega og efnafræðilega eiginleika þeirra.
A. Súrefnisstörf:
Gallar í formi súrefnisstiga innan TiO2 grindurnar kynna styrk óparaðra rafeinda, sem leiðir til aukinnar hvatavirkni og myndunar litamiðstöðva.
B. Yfirborðsbreyting:
Stýrðar yfirborðsbreytingar, svo sem lyfjamisnotkun með öðrum umbreytingarmálmjónum eða virkni með lífrænum efnasamböndum, geta aukið ákveðna eiginleika TiO2. Til dæmis getur lyfjamisnotkun með málma eins og platínu bætt hvata afköst þess, meðan lífrænir virkir hópar geta aukið stöðugleika efnisins og ljósmyndavirkni.
Í niðurstöðu:
Að skilja óvenjulega uppbyggingu TiO2 er mikilvægt til að skilja merkilega eiginleika þess og breitt svið notkunar. Hvert kristallað form TiO2 hefur einstaka eiginleika, frá tetragonal rutile uppbyggingu til opins, ljósritunarvirks anatasa fasa. Með því að kanna eyður og galla í orkubandinu innan efna geta vísindamenn hagrætt eiginleikum sínum fyrir forrit, allt frá hreinsunartækni til orkuuppskeru. Þegar við höldum áfram að afhjúpa leyndardóma títantvíoxíðs eru möguleikar þess í iðnbyltingunni áfram efnilegir.
Post Time: Okt-30-2023