Уведите:
У области науке о материјалима,Титанијум диоксид(ТИО2) појавио се као фасцинантно једињење са широким спектром апликација. Ово једињење има одлична хемијска и физичка својства, што га чини непроцењивим у неколико индустријских сектора. Да би у потпуности разумели своје јединствене квалитете, фасцинантна структура титанијум диоксида мора се проучавати у дубини. У овом блогу објавит ћемо структуру титанијум диоксида и пролили осветљење на основне разлоге иза његових посебних својстава.
1. Кристална структура:
Титанијум диоксид има кристалну структуру, одређује првенствено свог јединственог распореда атома. ИакоТио2Има три кристалне фазе (анатасе, рутиле и броокит), фокусираћемо се на два најчешћа облика: рутиле и анатазу.
А. Рутилна структура:
Позната је ретилна фаза по својој тетрагоналној кристалној структури, у којој је сваки атом титанијума окружен шест атома кисеоника, формирајући искривљену Оцтахедрон. Овај аранжман формира густ атомски слој са домени кисеоника у близини. Ова структура даје рутилну изузетну стабилност и издржљивост, чинећи га погодним за различите апликације, укључујући и боју, керамику, па чак и крему за сунчање.
Б. Структура анатазе:
У случају анатазе, атоми титанијума су повезани на пет атома кисеоника, формирајући Оцтахедроне које дијеле ивице. Стога овај аранжман резултира отвореније структуром са мање атома по количини јединице у поређењу са Рутиле. Упркос својој ниској густини, анатаза показује одлична фотокаталичка својства, што је чини важном компонентом у соларним ћелијама, системима за пречишћавање ваздуха и самочишћења.
2 ГАП ЕНЕРГИ БАНД:
ГАП ЕНЕРГЕТСКЕ БАНДЕ је још једна важна карактеристика ТИО2 и доприноси њеним јединственим својствима. Овај јаз одређује електричну проводљивост материјала и њену осетљивост на апсорпцију светлости.
А. Структура рутилног опсега:
Рутиле тио2Има релативно уски опсег опсега од приближно 3,0 ЕВ, што га чини ограниченим електричним проводником. Међутим, његова структура опсега може да апсорбује ултраљубичасто (УВ) светлост, што га чини идеалним за употребу у УВ заштитним материјалима као што су крема за сунчање.
Б. Структура опсега анатазе:
С друге стране, анатаза показује шири јаз од отприлике 3,2 ЕВ. Ова карактеристика даје одличну фотокаталичку активност Анатасе ТИО2. Када су изложени светлости, електрони у валенци бенд су узбуђени и ускочи у опсег проводљивости, узрокујући да се догоде разне оксидационе и смањење реакције. Ова својства отварају врата апликацијама као што су пречишћавање воде и ублажавање загађења ваздуха.
3. Дефекти и модификације:
ТхеСтруктура ТИО2није без мане. Ове оштећења и модификације значајно утичу на њихова физичка и хемијска својства.
А. Слободна радна места за кисеоник:
Дефекти у облику слободних радних места у оквиру ТИО2 решетке уводе концентрацију непарисаних електрона, што доводи до повећане каталитичке активности и формирање центара у боји.
Б. Модификација површине:
Модификације под контролом површине, као што су допинг са другим транзицијским металним јонима или функционализација са органским једињењима, могу даље побољшати одређена својства ТиО2. На пример, допинг са металима попут платина може побољшати своје каталитичке перформансе, док органске функционалне групе могу побољшати стабилност и фотоактивност материјала.
Закључно:
Разумевање изванредне структуре ТиО2 је пресудно за разумевање својих изузетних својстава и широког спектра употребе. Сваки кристални облик тио2 има јединствена својства, са тетрагоналне структуре рутиле до отворене, фотокаталички активне фазе анатазе. Истраживањем недостатака енергетских опсега и оштећења унутар материјала, научници могу даље оптимизирати своја својства за апликације у распону од техника пречишћавања до бербе енергије. Док настављамо да откријемо мистерије титанијум диоксида, његов потенцијал у индустријској револуцији и даље је обећавајући.
Вријеме поште: ОКТ-30-2023