পরিচয়:
উপকরণ বিজ্ঞানের ক্ষেত্রে,টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড(টিআইও 2) বিস্তৃত অ্যাপ্লিকেশনগুলির সাথে একটি আকর্ষণীয় যৌগ হিসাবে আবির্ভূত হয়েছে। এই যৌগটিতে দুর্দান্ত রাসায়নিক এবং শারীরিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে, এটি বেশ কয়েকটি শিল্প খাতে অমূল্য করে তোলে। এর অনন্য গুণাবলী পুরোপুরি বুঝতে, টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইডের আকর্ষণীয় কাঠামো অবশ্যই গভীরভাবে অধ্যয়ন করতে হবে। এই ব্লগ পোস্টে, আমরা টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইডের কাঠামোটি অন্বেষণ করব এবং এর বিশেষ বৈশিষ্ট্যগুলির পিছনে মৌলিক কারণগুলি সম্পর্কে আলোকপাত করব।
1। স্ফটিক কাঠামো:
টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইডের একটি স্ফটিক কাঠামো রয়েছে যা মূলত এর পরমাণুর অনন্য বিন্যাস দ্বারা নির্ধারিত হয়। যদিওTio2তিনটি স্ফটিক পর্যায় রয়েছে (অ্যানাটেস, রুটাইল এবং ব্রুকাইট), আমরা দুটি সাধারণ ফর্মের দিকে মনোনিবেশ করব: রুটাইল এবং অ্যানাটেজ।
উ: রুটাইল কাঠামো:
রুটাইল পর্বটি তার টেট্রাগোনাল স্ফটিক কাঠামোর জন্য পরিচিত, যেখানে প্রতিটি টাইটানিয়াম পরমাণু ছয়টি অক্সিজেন পরমাণু দ্বারা বেষ্টিত থাকে, একটি বাঁকানো অক্টাহেড্রন গঠন করে। এই ব্যবস্থাটি একটি ঘনিষ্ঠ-প্যাকড অক্সিজেন বিন্যাস সহ একটি ঘন পারমাণবিক স্তর গঠন করে। এই কাঠামোটি রুটাইল ব্যতিক্রমী স্থিতিশীলতা এবং স্থায়িত্ব দেয়, এটি পেইন্ট, সিরামিক এবং এমনকি সানস্ক্রিন সহ বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য উপযুক্ত করে তোলে।
বি। অ্যানাটেজ কাঠামো:
অ্যানাটেজের ক্ষেত্রে, টাইটানিয়াম পরমাণুগুলি পাঁচটি অক্সিজেন পরমাণুর সাথে বন্ধনযুক্ত হয়, যা অষ্টাহেড্রন গঠন করে যা প্রান্তগুলি ভাগ করে দেয়। অতএব, এই ব্যবস্থাটির ফলে রুটাইলের তুলনায় ইউনিট ভলিউম প্রতি কম পরমাণু সহ আরও বেশি উন্মুক্ত কাঠামোর ফলাফল হয়। এর কম ঘনত্ব সত্ত্বেও, অ্যানাটেজ দুর্দান্ত ফোটোক্যাটালিটিক বৈশিষ্ট্যগুলি প্রদর্শন করে, এটি সৌর কোষ, বায়ু পরিশোধন সিস্টেম এবং স্ব-পরিচ্ছন্নতার আবরণগুলির একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান হিসাবে তৈরি করে।
2। শক্তি ব্যান্ডের ফাঁক:
এনার্জি ব্যান্ড গ্যাপ টিও 2 এর আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য এবং এর অনন্য বৈশিষ্ট্যগুলিতে অবদান রাখে। এই ফাঁকটি উপাদানটির বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা এবং হালকা শোষণের সংবেদনশীলতা নির্ধারণ করে।
উ: রুটাইল ব্যান্ড কাঠামো:
Rutile tio2প্রায় 3.0 ইভি এর তুলনামূলকভাবে সংকীর্ণ ব্যান্ডের ফাঁক রয়েছে, এটি এটি একটি সীমিত বৈদ্যুতিক কন্ডাক্টর হিসাবে তৈরি করে। যাইহোক, এর ব্যান্ড কাঠামোটি অতিবেগুনী (ইউভি) আলো শোষণ করতে পারে, এটি সানস্ক্রিনের মতো ইউভি প্রোটেক্টেন্টগুলিতে ব্যবহারের জন্য আদর্শ করে তোলে।
বি। অ্যানাটেজ ব্যান্ড কাঠামো:
অন্যদিকে, অ্যানাটেজ প্রায় 3.2 ইভি এর বিস্তৃত ব্যান্ডের ফাঁক প্রদর্শন করে। এই বৈশিষ্ট্যটি অ্যানাটেজ টিআইও 2 দুর্দান্ত ফোটোক্যাটালিটিক ক্রিয়াকলাপ দেয়। যখন আলোর সংস্পর্শে আসে, ভ্যালেন্স ব্যান্ডের ইলেক্ট্রনগুলি উত্তেজিত হয় এবং পরিবাহিতা ব্যান্ডে ঝাঁপিয়ে পড়ে, যার ফলে বিভিন্ন জারণ এবং হ্রাস প্রতিক্রিয়া দেখা দেয়। এই বৈশিষ্ট্যগুলি জল পরিশোধন এবং বায়ু দূষণ প্রশমন হিসাবে অ্যাপ্লিকেশনগুলির দরজা খোলে।
3। ত্রুটি এবং পরিবর্তন:
দ্যটিও 2 এর কাঠামোত্রুটি ছাড়াই নয়। এই ত্রুটিগুলি এবং পরিবর্তনগুলি তাদের শারীরিক এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করে।
উ: অক্সিজেন শূন্যপদ:
টিআইও 2 জালির মধ্যে অক্সিজেন শূন্যপদগুলির আকারে ত্রুটিগুলি অপ্রচলিত ইলেক্ট্রনগুলির ঘনত্বের পরিচয় দেয়, যার ফলে অনুঘটক ক্রিয়াকলাপ বৃদ্ধি এবং রঙ কেন্দ্রগুলির গঠনের দিকে পরিচালিত করে।
খ। পৃষ্ঠের পরিবর্তন:
নিয়ন্ত্রিত পৃষ্ঠের পরিবর্তনগুলি যেমন অন্যান্য ট্রানজিশন ধাতু আয়নগুলির সাথে ডোপিং বা জৈব যৌগগুলির সাথে কার্যকরীকরণ, টিআইও 2 এর কিছু নির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্যকে আরও বাড়িয়ে তুলতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, প্ল্যাটিনামের মতো ধাতবগুলির সাথে ডোপিং তার অনুঘটক কর্মক্ষমতা উন্নত করতে পারে, অন্যদিকে জৈব কার্যকরী গোষ্ঠীগুলি উপাদানের স্থায়িত্ব এবং ফটোঅ্যাক্টিভিটি বাড়িয়ে তুলতে পারে।
উপসংহারে:
টিআইও 2 এর অসাধারণ কাঠামো বোঝা এর উল্লেখযোগ্য বৈশিষ্ট্য এবং বিস্তৃত ব্যবহারের বোঝার জন্য গুরুত্বপূর্ণ। টিআইও 2 এর প্রতিটি স্ফটিক ফর্মের অনন্য বৈশিষ্ট্য রয়েছে, টেট্রাগোনাল রুটাইল কাঠামো থেকে খোলা, ফোটোক্যাটালিটিকালি সক্রিয় অ্যানাটেজ পর্যায় পর্যন্ত। উপকরণগুলির মধ্যে শক্তি ব্যান্ডের ফাঁক এবং ত্রুটিগুলি অন্বেষণ করে, বিজ্ঞানীরা পরিশোধন কৌশল থেকে শুরু করে শক্তি সংগ্রহের ক্ষেত্রে অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য তাদের বৈশিষ্ট্যগুলি আরও অনুকূল করতে পারেন। যেহেতু আমরা টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইডের রহস্যগুলি উন্মোচন করতে থাকি, শিল্প বিপ্লবে এর সম্ভাবনা আশাব্যঞ্জক রয়ে গেছে।
পোস্ট সময়: অক্টোবর -30-2023