ટાઇટેનિયમ ડાયોક્સાઇડની શક્તિશાળી રચના (ટીઆઈઓ 2): તેની રસપ્રદ ગુણધર્મો પ્રગટ કરે છે

રજૂઆત:

સામગ્રી વિજ્ .ાનના ક્ષેત્રમાં,ટાઇટેનિયમ ડાયરોક્સાઇડ(ટીઆઈઓ 2) વિશાળ શ્રેણીના કાર્યક્રમો સાથે એક આકર્ષક સંયોજન તરીકે ઉભરી આવ્યું છે. આ સંયોજનમાં ઉત્તમ રાસાયણિક અને શારીરિક ગુણધર્મો છે, જે તેને ઘણા industrial દ્યોગિક ક્ષેત્રોમાં અમૂલ્ય બનાવે છે. તેના અનન્ય ગુણોને સંપૂર્ણ રીતે સમજવા માટે, ટાઇટેનિયમ ડાયોક્સાઇડની આકર્ષક રચનાનો depth ંડાણપૂર્વક અભ્યાસ કરવો આવશ્યક છે. આ બ્લોગ પોસ્ટમાં, અમે ટાઇટેનિયમ ડાયોક્સાઇડની રચનાનું અન્વેષણ કરીશું અને તેના વિશેષ ગુણધર્મો પાછળના મૂળભૂત કારણો પર પ્રકાશ પાડશે.

1. ક્રિસ્ટલ સ્ટ્રક્ચર:

ટાઇટેનિયમ ડાયોક્સાઇડમાં એક સ્ફટિક રચના છે, જે મુખ્યત્વે અણુઓની તેની અનન્ય ગોઠવણી દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. જોકેટિઓ 2ત્રણ સ્ફટિકીય તબક્કાઓ (એનાટાઝ, રૂટાઇલ અને બ્રુકાઇટ) છે, અમે બે સૌથી સામાન્ય સ્વરૂપો પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરીશું: રૂટાઇલ અને એનાટાઝ.

A. રૂટાઇલ સ્ટ્રક્ચર:

રુટાઇલ તબક્કો તેના ટેટ્રાગોનલ ક્રિસ્ટલ સ્ટ્રક્ચર માટે જાણીતો છે, જેમાં દરેક ટાઇટેનિયમ અણુ છ ઓક્સિજન અણુઓથી ઘેરાયેલું છે, જે એક વિકૃત ઓક્ટાહેડ્રોન બનાવે છે. આ ગોઠવણી નજીકથી ભરેલી ઓક્સિજનની ગોઠવણી સાથે ગા ense અણુ સ્તર બનાવે છે. આ માળખું રૂટાઇલ અપવાદરૂપ સ્થિરતા અને ટકાઉપણું આપે છે, તેને પેઇન્ટ, સિરામિક્સ અને સનસ્ક્રીન સહિત વિવિધ કાર્યક્રમો માટે યોગ્ય બનાવે છે.

બી એનાટાસ સ્ટ્રક્ચર:

એનાટાઝના કિસ્સામાં, ટાઇટેનિયમ અણુઓ પાંચ ઓક્સિજન અણુઓ સાથે બંધાયેલા છે, જે ઓક્ટાહેડ્રોન બનાવે છે જે ધારને વહેંચે છે. તેથી, આ ગોઠવણી રૂટાઇલની તુલનામાં યુનિટ વોલ્યુમ દીઠ ઓછા અણુઓ સાથે વધુ ખુલ્લી રચનામાં પરિણમે છે. તેની ઓછી ઘનતા હોવા છતાં, એનાટાઝ ઉત્તમ ફોટોકાટેલેટીક ગુણધર્મો દર્શાવે છે, જે તેને સૌર કોષો, હવા શુદ્ધિકરણ પ્રણાલીઓ અને સ્વ-સફાઇ કોટિંગ્સમાં એક મહત્વપૂર્ણ ઘટક બનાવે છે.

2. એનર્જી બેન્ડ ગેપ:

Energy ર્જા બેન્ડ ગેપ એ ટિઓ 2 ની બીજી મહત્વપૂર્ણ લાક્ષણિકતા છે અને તેની અનન્ય ગુણધર્મોમાં ફાળો આપે છે. આ અંતર સામગ્રીની વિદ્યુત વાહકતા અને પ્રકાશ શોષણ પ્રત્યેની તેની સંવેદનશીલતા નક્કી કરે છે.

એ રુટીલે બેન્ડ સ્ટ્રક્ચર:

રુટીલે ટિઓ 2આશરે 3.0 ઇવીનું પ્રમાણમાં સાંકડી બેન્ડ ગેપ છે, જે તેને મર્યાદિત ઇલેક્ટ્રિકલ કંડક્ટર બનાવે છે. જો કે, તેની બેન્ડ સ્ટ્રક્ચર અલ્ટ્રાવાયોલેટ (યુવી) પ્રકાશને શોષી શકે છે, જે તેને સનસ્ક્રીન જેવા યુવી સંરક્ષકમાં ઉપયોગ માટે આદર્શ બનાવે છે.

બી. એનાટાઝ બેન્ડ સ્ટ્રક્ચર:

બીજી બાજુ, એનાટસે લગભગ 3.2 ઇવીના વિશાળ બેન્ડ ગેપને દર્શાવે છે. આ લાક્ષણિકતા એનાટાઝ ટીઆઈઓ 2 ને ઉત્તમ ફોટોકાટાલેટીક પ્રવૃત્તિ આપે છે. જ્યારે પ્રકાશનો સંપર્ક કરવામાં આવે છે, ત્યારે વેલેન્સ બેન્ડમાં ઇલેક્ટ્રોન ઉત્સાહિત હોય છે અને વહન બેન્ડમાં કૂદી જાય છે, જેના કારણે વિવિધ ઓક્સિડેશન અને ઘટાડાની પ્રતિક્રિયાઓ થાય છે. આ ગુણધર્મો પાણી શુદ્ધિકરણ અને વાયુ પ્રદૂષણ ઘટાડવા જેવી અરજીઓનો દરવાજો ખોલે છે.

3. ખામી અને ફેરફારો:

તેટિઓ 2 ની રચનાભૂલો વિના નથી. આ ખામીઓ અને ફેરફારો તેમના શારીરિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મોને નોંધપાત્ર રીતે અસર કરે છે.

એ. ઓક્સિજન ખાલી જગ્યાઓ:

ટીઆઈઓ 2 જાળીની અંદર ઓક્સિજન ખાલી જગ્યાઓના સ્વરૂપમાં ખામીઓ અનપેયર્ડ ઇલેક્ટ્રોનની સાંદ્રતા રજૂ કરે છે, જેનાથી ઉત્પ્રેરક પ્રવૃત્તિમાં વધારો થાય છે અને રંગ કેન્દ્રોની રચના થાય છે.

બી. સપાટી ફેરફાર:

નિયંત્રિત સપાટીના ફેરફારો, જેમ કે અન્ય સંક્રમણ મેટલ આયનો સાથે ડોપિંગ અથવા કાર્બનિક સંયોજનો સાથે કાર્યકારીકરણ, ટીઆઈઓ 2 ની ચોક્કસ ગુણધર્મોને વધુ વધારી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, પ્લેટિનમ જેવા ધાતુઓ સાથે ડોપ કરવાથી તેના ઉત્પ્રેરક પ્રભાવમાં સુધારો થઈ શકે છે, જ્યારે કાર્બનિક કાર્યાત્મક જૂથો સામગ્રીની સ્થિરતા અને ફોટોએક્ટિવિટીમાં વધારો કરી શકે છે.

નિષ્કર્ષમાં:

ટીઆઈઓ 2 ની અસાધારણ રચનાને સમજવું તેની નોંધપાત્ર ગુણધર્મો અને ઉપયોગની વિશાળ શ્રેણીને સમજવા માટે મહત્વપૂર્ણ છે. ટિઓ 2 ના દરેક સ્ફટિકીય સ્વરૂપમાં ટેટ્રાગોનલ રૂટાઇલ સ્ટ્રક્ચરથી લઈને ખુલ્લા, ફોટોકાટ aly લેટિકલી સક્રિય એનાટેઝ તબક્કા સુધીના અનન્ય ગુણધર્મો હોય છે. સામગ્રીની અંદર energy ર્જા બેન્ડ ગાબડા અને ખામીઓની અન્વેષણ કરીને, વૈજ્ .ાનિકો શુદ્ધિકરણ તકનીકોથી માંડીને energy ર્જા લણણી સુધીની એપ્લિકેશનો માટે તેમની મિલકતોને વધુ ize પ્ટિમાઇઝ કરી શકે છે. જેમ જેમ આપણે ટાઇટેનિયમ ડાયોક્સાઇડના રહસ્યોને ઉકેલી નાખવાનું ચાલુ રાખીએ છીએ, તેમ તેમ industrial દ્યોગિક ક્રાંતિમાં તેની સંભાવના આશાસ્પદ રહે છે.