تعارف:
مواد سائنس جي ميدان ۾،ٽائيٽيم ڊاءِ آڪسائيڊ(TiO2) ايپليڪيشنن جي وسيع رينج سان گڏ هڪ دلچسپ مرڪب طور سامهون آيو آهي. هي مرڪب شاندار ڪيميائي ۽ جسماني ملڪيت آهي، ان کي ڪيترن ئي صنعتي شعبن ۾ انمول بڻائي ٿو. ان جي منفرد خوبين کي مڪمل طور تي سمجهڻ لاءِ، ٽائيٽينيم ڊاءِ آڪسائيڊ جي دلچسپ ڍانچي جو اڀياس ڪرڻ ضروري آهي. هن بلاگ پوسٽ ۾، اسان ٽائيٽيم ڊاءِ آڪسائيڊ جي ساخت کي ڳولينداسين ۽ ان جي خاص ملڪيتن جي بنيادي سببن تي روشني وجهنداسين.
1. ڪرسٽل جي جوڙجڪ:
ٽائيٽينيم ڊاءِ آڪسائيڊ ۾ هڪ ڪرسٽل ڍانچي آهي، جيڪا بنيادي طور تي ايٽم جي منفرد ترتيب سان طئي ڪئي وئي آهي. جيتوڻيڪTiO2ٽي ڪرسٽل مرحلا آهن (اينٽيس، روٽائل، ۽ بروڪائٽ)، اسان ٻن عام شڪلن تي ڌيان ڏينداسين: روٽيل ۽ اناتس.
A. روٽيل ڍانچي:
روٽيل مرحلو ان جي ٽيٽراگونل ڪرسٽل ڍانچي لاءِ سڃاتو وڃي ٿو، جنهن ۾ هر ٽائيٽينيم ايٽم ڇهن آڪسيجن ايٽمن سان گهيريل آهي، جيڪو هڪ موڙيندڙ اوڪٽيڊرون ٺاهي ٿو. هي ترتيب هڪ ٿلهي ايٽمي پرت ٺاهيندو آهي جنهن سان ويجهي ڀريل آڪسيجن جي ترتيب سان. هي ڍانچي روٽيل غير معمولي استحڪام ۽ استحڪام ڏئي ٿو، ان کي مختلف قسم جي ايپليڪيشنن لاء مناسب بڻائي ٿو، جنهن ۾ رنگ، سيرامڪس، ۽ حتي سن اسڪرين شامل آهن.
B. اناتس ساخت:
اناتس جي صورت ۾، ٽائيٽينيم ايٽم پنجن آڪسيجن ايٽمن سان ڳنڍيل آهن، اوڪٽيڊرون ٺاهي رهيا آهن جيڪي ڪنارن کي حصيداري ڪندا آهن. تنهن ڪري، هن ترتيب جي نتيجي ۾ هڪ وڌيڪ کليل ڍانچي ۾ گهٽ ايٽم في يونٽ جي مقدار سان روٽائل جي مقابلي ۾. ان جي گھٽ کثافت جي باوجود، اناتاس شاندار فوٽوڪاتيليٽڪ ملڪيتن جي نمائش ڪري ٿو، ان کي شمسي سيلز، ايئر صاف ڪرڻ واري نظام ۽ خود صفائي جي ڪوٽنگن ۾ هڪ اهم جزو بڻائي ٿو.
2. انرجي بينڊ گيپ:
انرجي بينڊ گپ ٽي او 2 جي هڪ ٻي اهم خصوصيت آهي ۽ ان جي منفرد ملڪيتن ۾ حصو وٺندي آهي. هي خال مواد جي برقي چالکائي ۽ روشني جذب ڪرڻ جي حساسيت کي طئي ڪري ٿو.
A. Rutile بينڊ جي جوڙجڪ:
Rutile TiO2تقريبن 3.0 eV جو نسبتا تنگ بينڊ گيپ آهي، ان کي هڪ محدود برقي موصل بڻائي ٿو. بهرحال، ان جي بينڊ جي جوڙجڪ الٽرا وائلٽ (UV) روشني جذب ڪري سگهي ٿي، ان کي UV محافظن جهڙوڪ سن اسڪرين ۾ استعمال لاء مثالي بڻائي ٿي.
B. اناتس بينڊ جي جوڙجڪ:
اناتس، ٻئي طرف، تقريبن 3.2 eV جي وسيع بينڊ فرق ڏيکاري ٿو. هي خاصيت ڏئي ٿو anatase TiO2 شاندار photocatalytic سرگرمي. جڏهن روشنيءَ سان بي نقاب ٿئي ٿي، والنس بئنڊ ۾ اليڪٽران پرجوش ٿين ٿا ۽ ڪنڊڪشن بئنڊ ۾ ٽپو ڏين ٿا، جنهن ڪري مختلف آڪسائيڊشن ۽ رد عمل پيدا ٿين ٿا. اهي خاصيتون ايپليڪيشنن جا دروازا کوليندا آهن جهڙوڪ پاڻي صاف ڪرڻ ۽ هوا جي آلودگي جي خاتمي.
3. خرابيون ۽ تبديليون:
جيTio2 جي جوڙجڪعيب کان سواء نه آهي. اهي خرابيون ۽ تبديليون خاص طور تي انهن جي جسماني ۽ ڪيميائي ملڪيت کي متاثر ڪن ٿيون.
A. آڪسيجن جون خالي جايون:
TiO2 لٽيس اندر آڪسيجن جي خالن جي صورت ۾ خرابيون اڻ جڙيل اليڪٽرانن جي ڪنسنٽريشن کي متعارف ڪرايون ٿيون، جنهن جي ڪري ڪيٽيليٽڪ سرگرمي وڌي ٿي ۽ رنگن جا مرڪز بڻجن ٿا.
B. سطح جي تبديلي:
مٿاڇري تي ڪنٽرول ٿيل تبديليون، جهڙوڪ ٻين منتقلي ڌاتو آئن سان گڏ ڊوپنگ يا نامياتي مرکبات سان فنڪشنلائيزيشن، وڌيڪ بهتر ڪري سگهن ٿيون TiO2 جي ڪجهه خاصيتن کي. مثال طور، پلاٽينم وانگر دھاتن سان گڏ ڊاپنگ ان جي ڪيٽيليٽيڪ ڪارڪردگي کي بهتر بڻائي سگهي ٿو، جڏهن ته نامياتي فنڪشنل گروپ مواد جي استحڪام ۽ فوٽو ايڪٽيٽي کي وڌائي سگهن ٿا.
نتيجي ۾:
Tio2 جي غير معمولي ساخت کي سمجهڻ ان جي قابل ذڪر ملڪيتن ۽ استعمال جي وسيع رينج کي سمجهڻ لاء اهم آهي. TiO2 جي هر ڪرسٽل شڪل ۾ منفرد خاصيتون هونديون آهن، ٽيٽراگونل روٽيل ڍانچي کان وٺي کليل، ڦوٽو ڪيٽيلائيٽي طور تي فعال اناتس مرحلي تائين. مواد جي اندر اندر توانائي جي بينڊ جي خالن ۽ خرابين کي ڳولڻ سان، سائنسدان پنهنجي خاصيتن کي وڌيڪ بهتر ڪري سگهن ٿا ايپليڪيشنن لاءِ جيڪي صاف ڪرڻ واري ٽيڪنالاجي کان وٺي توانائي جي فصلن تائين. جيئن ته اسان ٽائيٽينيم ڊاءِ آڪسائيڊ جي اسرار کي ختم ڪرڻ جاري رکون ٿا، صنعتي انقلاب ۾ ان جي امڪاني اميد رکي ٿي.
پوسٽ جو وقت: آڪٽوبر-30-2023