Tambulisha:
Katika uwanja wa sayansi ya vifaa,Dioxide ya titani(TiO2) imeibuka kama kiwanja cha kuvutia na matumizi anuwai. Kiwanja hiki kina mali bora ya kemikali na ya mwili, na kuifanya iwe muhimu sana katika sekta kadhaa za viwandani. Ili kuelewa kikamilifu sifa zake za kipekee, muundo wa kuvutia wa Titanium Dioxide lazima usomewe kwa kina. Katika chapisho hili la blogi, tutachunguza muundo wa dioksidi ya titani na kutoa mwanga juu ya sababu za msingi nyuma ya mali yake maalum.
1. Muundo wa Crystal:
Dioxide ya Titanium ina muundo wa kioo, iliyodhamiriwa kimsingi na mpangilio wake wa kipekee wa atomi. IngawaTiO2Inayo awamu tatu za fuwele (anatase, rutile, na Brookite), tutazingatia aina mbili za kawaida: rutile na anatase.
A. muundo wa rutile:
Awamu ya rutile inajulikana kwa muundo wake wa glasi ya tetragonal, ambayo kila chembe ya titani imezungukwa na atomi sita za oksijeni, na kutengeneza octahedron iliyopotoka. Mpangilio huu huunda safu mnene wa atomiki na mpangilio wa oksijeni ulio karibu. Muundo huu unatoa utulivu wa kipekee na uimara, na kuifanya ifanane kwa matumizi anuwai, pamoja na rangi, kauri, na hata jua.
B. muundo wa anatase:
Kwa upande wa anatase, atomi za titanium zimefungwa na atomi tano za oksijeni, na kutengeneza octahedrons zinazoshiriki kingo. Kwa hivyo, mpangilio huu husababisha muundo wazi zaidi na atomi chache kwa kiasi cha kitengo ikilinganishwa na rutile. Licha ya wiani wake wa chini, anatase inaonyesha mali bora ya upigaji picha, na kuifanya kuwa sehemu muhimu katika seli za jua, mifumo ya utakaso wa hewa na mipako ya kujisafisha.
2. Pengo la bendi ya nishati:
Pengo la bendi ya nishati ni tabia nyingine muhimu ya TiO2 na inachangia mali yake ya kipekee. Pengo hili huamua ubora wa umeme wa nyenzo na unyeti wake kwa kunyonya kwa taa.
A. muundo wa bendi ya rutile:
Rutile tio2ina pengo nyembamba la bendi ya takriban 3.0 eV, na kuifanya kuwa conductor ya umeme mdogo. Walakini, muundo wa bendi yake unaweza kunyonya mwanga wa ultraviolet (UV), na kuifanya kuwa bora kwa matumizi katika kinga za UV kama vile jua.
B. muundo wa bendi ya anatase:
Anatase, kwa upande mwingine, inaonyesha pengo pana la bendi ya takriban 3.2 eV. Tabia hii inatoa shughuli bora za picha za anatase TiO2. Inapofunuliwa na mwanga, elektroni kwenye bendi ya valence zinafurahi na kuruka ndani ya bendi ya uzalishaji, na kusababisha oksidi kadhaa na athari za kupunguza kutokea. Sifa hizi hufungua mlango wa matumizi kama vile utakaso wa maji na kupunguza uchafuzi wa hewa.
3. Upungufu na marekebisho:
Muundo wa TiO2sio bila dosari. Kasoro hizi na marekebisho huathiri vibaya mali zao za mwili na kemikali.
A. Nafasi za oksijeni:
Kasoro katika mfumo wa nafasi za oksijeni ndani ya kimiani ya TiO2 huanzisha mkusanyiko wa elektroni ambazo hazina malipo, na kusababisha kuongezeka kwa shughuli za kichocheo na malezi ya vituo vya rangi.
B. Marekebisho ya uso:
Marekebisho ya uso yaliyodhibitiwa, kama vile doping na ioni zingine za mpito au utendaji na misombo ya kikaboni, inaweza kuongeza zaidi mali fulani ya TiO2. Kwa mfano, doping na metali kama vile platinamu inaweza kuboresha utendaji wake wa kichocheo, wakati vikundi vya kazi vya kikaboni vinaweza kuongeza utulivu wa nyenzo na picha.
Kwa kumalizia:
Kuelewa muundo wa ajabu wa TiO2 ni muhimu kuelewa mali zake za kushangaza na matumizi anuwai. Kila fomu ya fuwele ya TiO2 ina mali ya kipekee, kutoka kwa muundo wa rutile ya tetragonal hadi sehemu ya wazi ya kazi ya anatase. Kwa kuchunguza mapungufu ya bendi ya nishati na kasoro ndani ya vifaa, wanasayansi wanaweza kuongeza zaidi mali zao kwa matumizi kutoka kwa mbinu za utakaso hadi uvunaji wa nishati. Tunapoendelea kufunua siri za dioksidi ya titani, uwezo wake katika Mapinduzi ya Viwanda unabaki kuahidi.
Wakati wa chapisho: Oct-30-2023