டைட்டானியம் டை ஆக்சைடு (TIO2) இன் சக்திவாய்ந்த அமைப்பு: அதன் கண்கவர் பண்புகளை வெளிப்படுத்துகிறது

அறிமுகம்:

பொருட்கள் அறிவியல் துறையில்,டைட்டானியம் டை ஆக்சைடு(TiO2) பரந்த அளவிலான பயன்பாடுகளைக் கொண்ட ஒரு கண்கவர் கலவையாக உருவெடுத்துள்ளது. இந்த கலவை சிறந்த வேதியியல் மற்றும் இயற்பியல் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது, இது பல தொழில்துறை துறைகளில் விலைமதிப்பற்றதாக அமைகிறது. அதன் தனித்துவமான குணங்களை முழுமையாக புரிந்து கொள்ள, டைட்டானியம் டை ஆக்சைடின் கவர்ச்சிகரமான கட்டமைப்பை ஆழமாக ஆய்வு செய்ய வேண்டும். இந்த வலைப்பதிவு இடுகையில், டைட்டானியம் டை ஆக்சைட்டின் கட்டமைப்பை ஆராய்ந்து அதன் சிறப்பு பண்புகளுக்குப் பின்னால் உள்ள அடிப்படை காரணங்கள் குறித்து வெளிச்சம் போடுவோம்.

1. படிக அமைப்பு:

டைட்டானியம் டை ஆக்சைடு ஒரு படிக கட்டமைப்பைக் கொண்டுள்ளது, இது முதன்மையாக அணுக்களின் தனித்துவமான ஏற்பாட்டால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. இருப்பினும்TiO2மூன்று படிக கட்டங்களைக் கொண்டுள்ளது (அனாடேஸ், ரூட்டில் மற்றும் புரூக்கிட்), நாங்கள் மிகவும் பொதுவான இரண்டு வடிவங்களில் கவனம் செலுத்துவோம்: ரூட்டில் மற்றும் அனடேஸ்.

A. ரூட்டில் அமைப்பு:

ரூட்டில் கட்டம் அதன் டெட்ராகோனல் படிக கட்டமைப்பிற்கு அறியப்படுகிறது, இதில் ஒவ்வொரு டைட்டானியம் அணுவும் ஆறு ஆக்ஸிஜன் அணுக்களால் சூழப்பட்டு, முறுக்கப்பட்ட ஆக்டோஹெட்ரான் உருவாகிறது. இந்த ஏற்பாடு ஒரு அடர்த்தியான அணு அடுக்கை நெருக்கமாக நிரம்பிய ஆக்ஸிஜன் ஏற்பாட்டுடன் உருவாக்குகிறது. இந்த அமைப்பு முரட்டுத்தனமான விதிவிலக்கான ஸ்திரத்தன்மை மற்றும் ஆயுள் அளிக்கிறது, இது வண்ணப்பூச்சு, மட்பாண்டங்கள் மற்றும் சன்ஸ்கிரீன் உள்ளிட்ட பல்வேறு பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்றதாக அமைகிறது.

பி. அனடேஸ் அமைப்பு:

அனாடேஸைப் பொறுத்தவரை, டைட்டானியம் அணுக்கள் ஐந்து ஆக்ஸிஜன் அணுக்களுடன் பிணைக்கப்பட்டு, விளிம்புகளைப் பகிர்ந்து கொள்ளும் ஆக்டோஹெட்ரான்களை உருவாக்குகின்றன. ஆகையால், இந்த ஏற்பாடு ரூட்டிலுடன் ஒப்பிடும்போது ஒரு யூனிட் தொகுதிக்கு குறைவான அணுக்கள் கொண்ட திறந்த கட்டமைப்பில் விளைகிறது. குறைந்த அடர்த்தி இருந்தபோதிலும், அனடேஸ் சிறந்த ஒளிச்சேர்க்கை பண்புகளை வெளிப்படுத்துகிறது, இது சூரிய மின்கலங்கள், காற்று சுத்திகரிப்பு அமைப்புகள் மற்றும் சுய சுத்தம் பூச்சுகளில் ஒரு முக்கிய அங்கமாக அமைகிறது.

2. எனர்ஜி பேண்ட் இடைவெளி:

எனர்ஜி பேண்ட் இடைவெளி TIO2 இன் மற்றொரு முக்கியமான பண்பு மற்றும் அதன் தனித்துவமான பண்புகளுக்கு பங்களிக்கிறது. இந்த இடைவெளி பொருளின் மின் கடத்துத்திறன் மற்றும் ஒளி உறிஞ்சுதலுக்கான அதன் உணர்திறன் ஆகியவற்றை தீர்மானிக்கிறது.

A. ரூட்டில் பேண்ட் அமைப்பு:

Rutile tio2ஏறக்குறைய 3.0 ஈ.வி. இருப்பினும், அதன் இசைக்குழு அமைப்பு புற ஊதா (புற ஊதா) ஒளியை உறிஞ்சும், இது சன்ஸ்கிரீன் போன்ற புற ஊதா பாதுகாப்பாளர்களில் பயன்படுத்த ஏற்றதாக இருக்கும்.

பி. அனடேஸ் பேண்ட் அமைப்பு:

அனாடேஸ், மறுபுறம், சுமார் 3.2 ஈ.வி.யின் பரந்த இசைக்குழு இடைவெளியை வெளிப்படுத்துகிறது. இந்த பண்பு அனடேஸ் TIO2 சிறந்த ஒளிச்சேர்க்கை செயல்பாட்டை வழங்குகிறது. வெளிச்சத்திற்கு வெளிப்படும் போது, ​​வேலன்ஸ் பேண்டில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் உற்சாகமாக உள்ளன மற்றும் கடத்தல் இசைக்குழுவில் குதித்து, பல்வேறு ஆக்சிஜனேற்றம் மற்றும் குறைப்பு எதிர்வினைகள் ஏற்படுகின்றன. இந்த பண்புகள் நீர் சுத்திகரிப்பு மற்றும் காற்று மாசுபாட்டைக் குறைத்தல் போன்ற பயன்பாடுகளுக்கு கதவைத் திறக்கின்றன.

3. குறைபாடுகள் மற்றும் மாற்றங்கள்:

திTiO2 இன் அமைப்புகுறைபாடுகள் இல்லாமல் இல்லை. இந்த குறைபாடுகள் மற்றும் மாற்றங்கள் அவற்றின் உடல் மற்றும் வேதியியல் பண்புகளை கணிசமாக பாதிக்கின்றன.

A. ஆக்ஸிஜன் காலியிடங்கள்:

TiO2 லட்டுக்குள் உள்ள ஆக்ஸிஜன் காலியிடங்களின் வடிவத்தில் உள்ள குறைபாடுகள் இணைக்கப்படாத எலக்ட்ரான்களின் செறிவை அறிமுகப்படுத்துகின்றன, இது வினையூக்க செயல்பாடு மற்றும் வண்ண மையங்களை உருவாக்குவதற்கு வழிவகுக்கிறது.

பி. மேற்பரப்பு மாற்றம்:

கட்டுப்படுத்தப்பட்ட மேற்பரப்பு மாற்றங்கள், பிற மாற்றம் உலோக அயனிகளுடன் ஊக்கமருந்து அல்லது கரிம சேர்மங்களுடன் செயல்பாடு செய்வது போன்றவை TiO2 இன் சில பண்புகளை மேலும் மேம்படுத்தலாம். எடுத்துக்காட்டாக, பிளாட்டினம் போன்ற உலோகங்களுடன் ஊக்கமருந்து அதன் வினையூக்க செயல்திறனை மேம்படுத்த முடியும், அதே நேரத்தில் கரிம செயல்பாட்டுக் குழுக்கள் பொருளின் ஸ்திரத்தன்மை மற்றும் ஒளிமின்னழுத்தத்தை மேம்படுத்த முடியும்.

முடிவில்:

TIO2 இன் அசாதாரண கட்டமைப்பைப் புரிந்துகொள்வது அதன் குறிப்பிடத்தக்க பண்புகள் மற்றும் பரந்த அளவிலான பயன்பாடுகளைப் புரிந்துகொள்வதற்கு முக்கியமானது. TiO2 இன் ஒவ்வொரு படிக வடிவமும் தனித்துவமான பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது, டெட்ராகோனல் ரூட்டில் கட்டமைப்பிலிருந்து திறந்த, ஒளிச்சேர்க்கை ரீதியாக செயலில் உள்ள அனாடேஸ் கட்டம் வரை. பொருட்களுக்குள் எரிசக்தி இசைக்குழு இடைவெளிகள் மற்றும் குறைபாடுகளை ஆராய்வதன் மூலம், விஞ்ஞானிகள் சுத்திகரிப்பு நுட்பங்கள் முதல் ஆற்றல் அறுவடை வரையிலான பயன்பாடுகளுக்கான அவற்றின் பண்புகளை மேலும் மேம்படுத்த முடியும். டைட்டானியம் டை ஆக்சைடின் மர்மங்களை நாம் தொடர்ந்து அவிழ்த்து விடுகையில், தொழில்துறை புரட்சியில் அதன் திறன் நம்பிக்கைக்குரியதாகவே உள்ளது.