Cad é Tíotáiniam Dubh? Pictiúir Dubh Cruach Dhosmálta Tíotáiniam

Is lí neamhorgánach ilchodach é tíotáiniam dubh le dubhacht ard agus cobhsaíocht mhaith fisiceach agus ceimiceach. Déantar é a fháil de ghnáth trí dhé-ocsaíd tíotáiniam a laghdú agus tá struchtúr púdar measctha aige de chriostail ciúbach clóiríd sóidiam agus criostail tetragonal rutile. Tá friotaíocht teasa ard ag tíotáiniam dubh, friotaíocht aigéad agus alcaile, cumhacht folaithe ard agus scaiptheacht maith, agus is ábhar atá neamhdhíobhálach don chomhshaol agus neamh-tocsaineach é.

I. Ní cóimhiotal tíotáiniam é tíotáiniam dubh
Is ábhar cruach dhosmálta é tíotáiniam dubh. Úsáideann sé próiseas cóireála dromchla speisialta ar nós leictreaphlátála nó plating uisce chun an dromchla cruach dhosmálta a dhéanamh le feiceáil dubh. Ní hamháin go gcuireann an modh cóireála seo le héifeacht maisiúil cruach dhosmálta, ach feabhsaíonn sé freisin a fhriotaíocht creimeadh, friotaíocht caitheamh agus friotaíocht le radaíocht ultraivialait.

 

Cuimsíonn ábhar pláta cruach dhosmálta tíotáiniam dubh de ghnáth cineálacha éagsúla cruach dhosmálta, mar shampla 201, 304, 316, etc., le tiús idir 0.28mm agus 5mm. I dtéarmaí airíonna fisiceacha, tá dlús cruach dhosmálta tíotáiniam dubh thart ar 7.92 g/cm³, is é 200 GPa an modulus leaisteacha, is é 520 MPa an neart teanntachta, is é 40% an fadú, agus is é 207HBW an cruas. I dtéarmaí comhdhéanamh ceimiceach, tá cion áirithe d'eilimintí ann mar charbón, sileacan, mangainéis, fosfar, sulfair, cróimiam, nicil agus moluibdín.

 

I measc na gcineálacha cruach dhosmálta tíotáiniam dubh tá tíotáiniam brushed dubh, frosted tíotáiniam dubh agus scáthán tíotáiniam dubh, etc. Féadfaidh na cineálacha seo próisis cóireála dromchla éagsúla a úsáid le linn próiseála, mar shampla snasta scátháin, greanroiseadh brushed nó eitseáil. Ina measc, déantar an pláta cruach dhosmálta scáthán tíotáiniam dubh trí mheilt agus snasta a dhéanamh ar an ngnáthphláta cruach dhosmálta, agus ansin plating tíotáiniam chun ciseal dubh tíotáiniam atá resistant creimeadh a dhéanamh ar a dhromchla.

 

Áirítear go príomha le próiseas táirgthe cruach dhosmálta tíotáiniam dubh leictreaphlátála agus plating uisce. Tá dath an leictreaphlátála liath, agus tá dath an plating uisce sách dubh. Má úsáidtear 304 nó 316 pláta cruach dhosmálta le haghaidh plating uisce tíotáiniam dubh, is féidir an dath a choigeartú go dubh nó gorm de réir riachtanais an chustaiméara. Tá an pláta cruach dhosmálta tíotáiniam dubh sách simplí sa phróiseas próiseála, tá an dath cobhsaí, agus is annamh a bhíonn fadhbanna tromchúiseacha maidir le difríocht dath. Tá airíonna maisiúla láidir aige. Mar dhath ildánach, is féidir dubh a chur i bhfeidhm ar éagsúlacht radhairc chun éifeacht maisiúil ard-deireadh agus atmaisféarach a chruthú.

 

II. An bhfuil tíotáiniam dubh ann?
1. Fo-ocsaíd Tíotáiniam
Is ábhar feidhmiúil fuinnimh nua neamhorgánach dubh an-ghníomhach é Fo-ocsaíd Tíotáiniam, agus tá a dath dubh.

I dtéarmaí struchtúr ceimiceach, tá sé idir dé-ocsaíde tíotáiniam (TiO2) agus tíotáiniam miotalach. Tá éagsúlacht foirmeacha aige, lena n-áirítear foirmeacha polycrystalline agus criostalach, agus is iad anatase agus rutile an ceann is coitianta díobh. Is córas tetragonal é struchtúr fo-ocsaíde tíotáiniam anatase-cineál, agus is córas heicseagánach é struchtúr fo-ocsaíde tíotáiniam rutile-cineál.

 

Is ábhar atá neamhdhíobhálach don chomhshaol agus neamh-tocsaineach é fo-ocsaíd tíotáiniam a chomhlíonann caighdeáin sábháilteachta grád bia agus nach ndéanann sé damáiste don chraiceann, ag freastal ar riachtanais forbartha geilleagair ísealcharbóin. Tá seoltacht leictreach maith ag fo-ocsaíd tíotáiniam, go háirithe an chéim Ti4O7, a bhfuil a seoltacht criostail aonair chomh hard le 1500S / cm³. Ina theannta sin, tá cobhsaíocht teirmeach ard agus scaiptheacht maith ag fo-ocsaíd tíotáiniam, agus is féidir é a scaipeadh go cothrom in uisce agus roisín.

 

Mar gheall ar shaintréithe dubh fo-ocsaíde tíotáiniam, úsáidtear é go forleathan i bhfótacatalysts, ábhair leictreoid ceallraí, ábhair maitrís dubh faoi stiúir agus réimsí eile. Mar gheall ar a n-airíonna fisiceacha agus ceimiceacha uathúla, is féidir dé-ocsaíd tíotáiniam a úsáid mar chatóid chun graifít a athsholáthar i réimse na ceallraí chun an maolú toilleas de bharr an timthriall muirir agus urscaoilte a laghdú. Ag an am céanna, léiríonn sé freisin feidhmíocht mhaith sa tionscal ceimiceach, electrometallurgy, leictreaphlátála, cosaint an chomhshaoil ​​tionscal agus cóireáil uisce.

1>Saintréithe dé-ocsaíde tíotáiniam
① Airíonna fisiceacha: Tá seoltacht leictreach maith aige ag teocht an tseomra, go háirithe Ti4O7, a bhfuil seoltacht criostail aonair 1500Scm-1 aige. Is é an dlús toirte ná 3.15 g/cm³ ―3.18g/cm³.
② Airíonna ceimiceacha: Tá cobhsaíocht ard ceimiceach agus friotaíocht creimeadh aige. I 50 céim agus tiúchan 42% H2SO4, níl an ráta creimthe statach ach 0.019g/m²/lá. Tá dea-airíonna leictriceimiceacha aige. Ag teocht an tseomra, rialaítear an sruth oibre ag 5-20mA/cm². Is féidir an t-ábhar a úsáid mar na leictreoidí dearfacha agus diúltacha le haghaidh imoibrithe éabhlóid hidrigine agus ocsaigine, agus tá an t-overpotential éabhlóid hidrigine agus ocsaigine an-ard.
③ Cobhsaíocht theirmeach: Tá friotaíocht teocht ocsaíd tíotáiniam san atmaisféar ocsaídeach níos lú ná 600 céim, agus tá méid na gcáithníní púdar níos lú ná nó cothrom le 1.0μm.
④ Cosaint an chomhshaoil ​​agus neamh-tocsaineacht: Buaileann sé le caighdeáin sábháilteachta grád bia, ní dhéanfaidh sé damáiste don chraiceann, agus comhlíonann sé riachtanais forbartha geilleagair ísealcharbóin.

 

2>Réimsí iarratais ocsaíd tíotáiniam
① Réimse ceallraí: Mar ionadach catóide do graifít, is féidir leis an meath toilleas de bharr an timthriall muirir agus urscaoilte a laghdú; úsáidtear é mar leictreoidí agus ábhair dhépholacha le haghaidh cealla breosla, cadhnraí since-aer agus cadhnraí sreafa.
② Tionscal ceimiceach: Mar gheall ar a chobhsaíocht agus a seoltacht ceimiceach den scoth, is féidir é a úsáid sa tionscal clóir-alcaile, déantúsaíocht chloráit, ullmhú aigéad déchromic agus leictreashintéis orgánach.
③ Réimse electrometallurgy: Mar leictreoid do thaisceadh since leictrealaíoch, aisghabháil miotail, ocsaíd mangainéise leictrealaíoch, táirgeadh scragall miotail agus athchúrsáil réiteach eitseála boird chiorcaid phriontáilte.
④ Réimse leictreaphlátála: Toisc go bhfuil substaintí an-chreimneach ar nós iain fluairíd sa leictrilít, tá ró-fhéidearthacht éabhlóid ocsaigine ard ag an leictreoid ocsaíd tíotáiniam, friotaíocht láidir creimeadh, friotaíocht caitheamh, agus méid cobhsaí leictreoid.
⑤ Tionscal um chosaint an chomhshaoil ​​agus réimse cóireála uisce: a úsáidtear go forleathan i díghrádú electrocatalytic truailleán orgánacha agus láisteáit líonadh talún, cóireáil leictreastatach fuíolluisce feanóil, priontáil agus ruaimniú cóireáil fuíolluisce, cóireáil fuíolluisce oilfield, cóireáil séarachais ospidéil, leictrealú uisce farraige le haghaidh táirgeadh hidrigine, díshalannú uisce farraige , leictrealú díghalrúcháin uisce agus táirgeadh ózóin.
⑥ Réimse cosanta cathodach: a úsáidtear chun umair stórála ola, longa, duganna, droichid agus coincréit threisithe a chosaint ar chreimeadh, agus chun ithir a chosaint cathodach.
Tá modhanna éagsúla ann chun dé-ocsaíde tíotáiniam a ullmhú, lena n-áirítear modh sol-ghlóthach, modh hidrothermal, modh ocsaídiúcháin ardteochta, etc.

 

2. Dé-ocsaíd tíotáiniam dubh
Is lí bán é dé-ocsaíd tíotáiniam traidisiúnta a úsáidtear go forleathan i bratuithe, plaistigh, déanamh páipéir agus tionscail eile. Mar sin féin, is féidir dé-ocsaíd tíotáiniam a dhéanamh dubh trí chóireálacha ceimiceacha speisialta cosúil le hidriginiú, laghdú ceimiceach, anodizing-annealing agus modhanna eile.

I gcomparáid le dé-ocsaíd tíotáiniam bán traidisiúnta, taispeánann an dé-ocsaíd tíotáiniam dubh seo go mór ionsú solais agus cumais iompair leictreon, tá airíonna ionsú optúla feabhsaithe, agus féadann sé solas a ionsú ó na réigiúin ultraivialait go infridhearg den speictream gréine. Tá sé seo go príomha mar gheall ar a struchtúr croí-bhlaosc speisialta, ina bhfuil an bhlaosc seachtrach ciseal éagruthach easnamhach ocsaigine agus is é an croí istigh an chéim bhunaidh criostalach.

Léiríonn dé-ocsaíde tíotáiniam leis an struchtúr seo gníomhaíocht níos airde i bhfeidhmíocht fhótacatalytic, go háirithe i gcumas ionsú solais infheicthe agus réigiúin solais infridhearg, rud a bhfuil tábhacht mhór aige maidir le feabhas a chur ar éifeachtúlacht úsáide fuinnimh gréine. Fágann sé seo go bhfuil luach iarratais féideartha aige i réimsí an fhótacatalysis, cealla gréine, bailiú teirmeach gréine, etc., agus soláthraíonn sé treoir taighde nua maidir le cumas iarratais dé-ocsaíde tíotáiniam sa réimse fuinnimh.
① Táirgeadh fótahidrigine: Tá staidéar déanta go forleathan ar Black TiO2 maidir le dianscaoileadh uisce fótacatalytic chun hidrigin a tháirgeadh mar gheall ar a chumas solas infheicthe agus fiú solas infridhearg a ionsú. Mar shampla, is féidir le hiain Ti3+ agus folúntais ocsaigine a tháirgtear trí hidriginiú feabhas suntasach a chur ar ionsú solais infheicthe, cumas gabhála iompróra luchtaithe agus cumas deighilte muirir, rud a fheabhsóidh éifeachtúlacht táirgthe hidrigine fótacatalytic.
② Táirgeadh hidrigine fótaileictreamaiceimiceach: Léiríonn an t-eagar nanafeadáin dubh TiO2 a ullmhaítear trí mhodh laghdaithe leictriceimiceach feidhmíocht scoilteadh uisce fótaileictreiceimiceach feabhsaithe, rud a d'fhéadfadh feabhas a chur go héifeachtach ar éifeachtúlacht táirgthe hidrigine fótaileictreamaiceimiceach.
③ Photodegradation ábhar orgánach: Tá éifeachtacht photodegradation an-ard ag Black TiO2 d'éagsúlacht truailleán orgánacha mar feanól, gníomhach dubh 5, rhodamine B, gorm meitiléine, etc., agus úsáidtear é chun truailleáin chomhshaoil ​​a bhaint.
④ Braiteoirí fótacheimiceacha: Úsáidtear Black TiO2 freisin i bhforbairt braiteoirí fótacheimiceacha mar gheall ar a fheidhmíocht ionsú solais den scoth, a úsáidtear chun truailleáin orgánacha sa chomhshaol a bhrath.
⑤ Teiripe photothermal ailse: Tá staidéar déanta ar TiO2 dubh hidriginithe dubh hidriginithe poileitiléine glycol-brataithe le haghaidh diagnóis agus cóireáil ailse, ag taispeáint éifeachtaí teiripe fótateirmeach maith.
⑥ Feidhmchláir eile fuinnimh agus comhshaoil: Tá staidéar déanta freisin ar Black TiO2 le haghaidh comhshó fuinnimh eile agus réimsí feabhsúcháin comhshaoil, mar shampla laghdú CO2 fótacatalytic, díghalrú antibacterial, etc.

 

Léiríonn dul chun cinn taighde ar dhé-ocsaíd tíotáiniam dubh gur féidir a fheidhmíocht ionsú solais agus a ghníomhaíocht fótacatalytic a rialáil trí mhodhanna sintéise éagsúla agus innealtóireacht lochtanna, agus ar an gcaoi sin raon níos leithne d'iarratais a bhaint amach i réimse an fhótacatalysis. Cé go bhfuil dul chun cinn taighde áirithe déanta, tá feidhmíocht TiO2 dubh fós i bhfad ó na ceanglais táirgthe iarbhír, agus níl roinnt meicníochtaí fótacatalytic tábhachtacha fós soiléir. Tá gá le tuilleadh taighde chun a éifeachtúlacht fótacatalytach agus a éifeachtúlacht fótaquantum a fheabhsú.