TiO2 טיטניום דו חמצני ננו-צינורית(HW-T680) הוא ננו-חומר בעל מבנים ייחודיים ותכונות אופטיות מצוינות. שטח הפנים הספציפי הגבוה שלו ומבנה התעלה החד-ממדי הופכים אותו לשימוש נרחב בתחום של photoreaction. מאמר זה יציג את שיטות ההכנה של ננו-טיטניום דו חמצני ויישומים בפוטוקטליזה, פוטוקטליזה וחומרים רגישים לאור.

שיטת הכנה

ישנן שיטות רבות להכנהננו-צינורות טיטניום דו חמצני, כולל שיטת סול-ג'ל, שיטה אלקטרוכימית ושיטה הידרותרמית. שיטת הסול-ג'ל יוצרת את מבנה הננו-צינור דרך המבשר בסול בתנאי של תבנית או ללא תבנית. שיטה אלקטרוכימית משתמשת באלקטרודות האנודה והקתודה ובאלקטרודות העזר באלקטרוליט כדי ליצור ננו-צינורות טיטניום דו-חמצני על פני האלקטרודה תחת גירוי מתח. העיקרון ההידרותרמי מנצל את מאפייני צמיחת הגבישים של טיטניום דו חמצני ליצירת מבני ננו-צינור בתנאים הידרותרמיים בטמפרטורה גבוהה ובלחץ גבוה.

יישומים פוטוקטליטיים

ננו-צינורות טיטניום דו חמצניהראו ביצועים יוצאי דופן בתחום הפוטוקטליזה. המבנה הייחודי שלו יכול לספק מספר רב של משטחים פעילים ולשפר את יעילות ספיגת האור. בתנאי אור, ננו-צינורות TiO2 יכולים להשתמש בזוגות חורים אלקטרוניים שנוצרו בצילום לתגובות קטליטיות, כגון פיצול מים, פירוק אורגני וטיהור אוויר. ניתן להשתמש בצינורות טיטניום דו חמצני גם בתחומים כמו פירוק פוטו-קטליטי של מזהמים סביבתיים והמרה פוטו-וולטאית סולארית.

Pהוטאלקטרוקטליזה יישומים

ננו-צינורות טיטניום דו חמצני נמצאים בשימוש נרחב גם בתחום הפוטוקטליזה. מבנה הערוץ החד-ממדי וביצועי העברת האלקטרונים המצוינים שלו הופכים אותו לפוטו-קטליזטור יעיל. ניתן להשתמש בצינורות טיטניום דו חמצני כחומרי פוטואנודה בתאי פוטו, הממירים אנרגיית אור לאנרגיה חשמלית. בנוסף, ננו-צינורות TiO2 יכולים לשמש גם בהתקנים אופטו-אלקטרוניים, התקני אחסון אופטיים והתקנים אלקטרוניים גמישים.

יישום חומרים רגישים לאור

צינורות טיטניום דו חמצני יכולים לשמש גם כחומרים רגישים לאור, עם יישומים פוטנציאליים בחיישת אור, בקרת אור והדפסת אור. לננו-צינורות טיטניום דו חמצני יש טווח ספיגה רחב וניתן להשתמש בהם להכנת חומרים אופטיים רגישים לאור נראה. לדוגמה, בחיישנים אופטיים, ננו-צינורות טיטניום דו-חמצני יכולים להמיר אותות אור לאותות חשמליים, ולהשיג זיהוי רגיש של עוצמת האור, איכות הצבע ואורך הגל.

לננו-צינורות טיטניום דו-חמצני, כחומר ננו בעל מבנה ייחודי וביצועים מצוינים, יש פוטנציאל רחב ביישומי photoreaction. באמצעות יישומים כגון פוטו-קטליזה, פוטו-קטליזה וחומרים רגישים לאור, ננו-צינורות טיטניום דו-חמצני יכולים למלא תפקידים חשובים בממשל סביבתי, המרת אנרגיה והתקנים אופטו-אלקטרוניים. בעתיד, מחקר ושיפורים טכנולוגיים נוספים יקדמו את הפיתוח של ננו-טיטניום דו חמצני ביישומי photoreaction.