تكنولوجيا تعديل طلاء ثاني أكسيد التيتانيوم غير العضوي والعضوي
ثاني أكسيد التيتانيوم الروتيل هو عبارة عن شبه موصل بعرض فجوة نطاق يبلغ حوالي 3.0 eV. له نشاط تحفيزي ضوئي قوي دون تعديل السطح ، بحيث يمكنه إنتاج جذور خالية من الأكسجين عالية النشاط تحت إشعاع الأشعة فوق البنفسجية الشمسية. ، يمكن لهذا الجذور الحرة للأكسجين أن تمارس قدرة أكسدة قوية ، والتي ستلحق الضرر بالوسط المحيط بثاني أكسيد التيتانيوم وتؤثر على عمر خدمة المنتج. لذلك ، يعد تعديل السطح مهمة بالغة الأهمية في إنتاج ومعالجة ثاني أكسيد التيتانيوم.
تعديل السطح هو استخدام مواد مضافة معدلة للتفاعل مع سطح ثاني أكسيد التيتانيوم ، وبالتالي تغيير خصائص السطح وتحسين أداء المنتج. في الوقت الحالي ، ينقسم تعديل سطح ثاني أكسيد التيتانيوم تقريبًا إلى طريقتين: الطلاء غير العضوي والطلاء العضوي.
1. طلاء غير عضوي بثاني أكسيد التيتانيوم
الطلاء غير العضوي هو طلاء سطح جزيئات ثاني أكسيد التيتانيوم بطبقة رقيقة غير عضوية أحادية الطبقة أو متعددة الطبقات عن طريق تفاعل الترسيب ، وتشكيل حاجز بين الجزيئات والوسط ، وذلك لتحسين أداء ثاني أكسيد التيتانيوم. يتم إجراء تعديل السطح غير العضوي لثاني أكسيد التيتانيوم عمومًا عن طريق طلاء الألمنيوم وطلاء السيليكون وطلاء الزركونيوم وطرق الطلاء المختلطة المتعددة.
بالنسبة لطلاء السيليكون ، يكون الفيلم المتشكل في ظروف محايدة وحمضية قليلاً “رقيقًا” نسبيًا ، بينما يكون الفيلم المتشكل في ظروف قلوية كثيفًا نسبيًا ، بشكل عام من خلال التحلل المائي لسيليكات الصوديوم لتوليد السيليكون ، ثم يتم تثبيت المذيلات على سطح التيتانيوم ثاني أكسيد من خلال روابط Ti-O-Si ، وفي نفس الوقت ، يمكن أيضًا استخدام تكوين روابط Si-O-Si لضمان أن الفيلم مستمر وموحد.
بالنسبة لطلاء الألومنيوم ، تتشكل رابطة Ti-O-Al من خلال تفاعل OH-Al ومجموعة -OH على سطح ثاني أكسيد التيتانيوم. الزيادة في عدد الكتل تسهل الطلاء. في الوقت نفسه ، في ظل ظروف الأس الهيدروجيني العالية ، يحتل معدل النمو الاتجاهي لـ OH-Al موقعًا مهيمنًا بالنسبة إلى معدل الترسيب عند رفع درجة الحرارة ، ويتغير شكل الفيلم من طبقات شبيهة بالصفائح المنتظمة والمستمرة إلى كتل فضفاضة نسبيًا .
ينقسم الطلاء غير العضوي على وجه التحديد إلى طريقتين: الطلاء الجاف والطلاء الرطب وفقًا لطرق المعالجة المختلفة.
(1) طلاء جاف بثاني أكسيد التيتانيوم
في الطلاء الجاف ، يتم ربط هاليدات المعدن بشكل عام بسطح ثاني أكسيد التيتانيوم عن طريق رش الهواء ، وبعد التحميص والأكسدة ، يتم إدخال البخار الساخن لتعزيز التحلل المائي لتشكيل طبقة رقيقة من الطلاء على سطح الجسيمات.
(2) طلاء مبلل بثاني أكسيد التيتانيوم
يتم تنفيذ الطلاء الرطب بشكل أساسي في وسط مائي ، والذي ينقسم أيضًا إلى ثلاثة أنواع: طريقة الغليان وطريقة التحييد وطريقة الكربنة.
2. طلاء عضوي بثاني أكسيد التيتانيوم
إن تاريخ تطور الطلاء العضوي أقصر من ذلك الخاص بالطلاء غير العضوي ، ولكنه يتطور بسرعة كبيرة بسبب خصائص الجرعة الصغيرة (عادة فقط 0.1٪ إلى 1٪ من وزن الصبغة) والتأثير الكبير. هناك ثلاث طرق رئيسية للطلاء العضوي في المختبر ، وهي الطريقة الرطبة عالية السرعة للتشتت ، وطريقة تشتت الاهتزاز وطريقة سحق آلة مسحوق الغاز. في عملية التجربة اليومية ، نعتمد بشكل أساسي طريقة المعالجة الرطبة عالية السرعة للتشتت.
بشكل عام ، في عملية الطلاء العضوي ، يتم توصيل جزء من عامل المعالجة العضوية بسطح ثاني أكسيد التيتانيوم عن طريق الامتزاز الفيزيائي ، ويتفاعل الجزء الآخر مع مجموعات الهيدروكسيل الموجودة على سطح الجزيئات ثم يتحد بشكل وثيق مع سطح ثاني أكسيد التيتانيوم. يتم استخدام المشتتات وعوامل التوصيل والمواد الخافضة للتوتر السطحي وما إلى ذلك.
3. طلاء مركب مع ثاني أكسيد التيتانيوم
منذ الطلاء غير العضوي والطلاء العضوي لهما تركيزهما الخاص. بشكل عام ، الغرض الرئيسي من الطلاء غير العضوي هو تقليل نشاط التحفيز الضوئي لثاني أكسيد التيتانيوم ، وتحسين مقاومته للطقس ، وبالتالي زيادة عمر خدمة المنتج ، في حين أن الغرض الرئيسي من الطلاء العضوي هو تحسين قدرة تشتت المنتج في استقرار الوسائط المختلفة والتشتت.
لا يمكن أن تحل الطريقتان محل بعضهما البعض ، لذلك في عمليات التطبيق العملي ، يتم استخدام وضع التشغيل للطلاء غير العضوي الأول ثم التعديل العضوي في الغالب لتعديل سطح جزيئات ثاني أكسيد التيتانيوم لتحقيق الغرض ، أي استخدام السيليكون ، القابل للذوبان غير العضوي تكمل مصادر مثل الألومنيوم والزركونيوم (مثل ثاني أكسيد السيليكون وأكسيد الألومنيوم وما إلى ذلك) طبقة واحدة أو حتى طبقات متعددة من الطلاءات غير العضوية تحت درجات الحرارة المناسبة وظروف الأس الهيدروجيني لتعزيز مقاومتها للعوامل الجوية. ثم حدد بنية تجسير مناسبة لربط الأحماض الدهنية أو مجموعات الأحماض العطرية مع ماء قوي لتعزيز تشتت المياه واستقرار التشتت.