Titanyum dioksit içerikli ürün geliştirme

Titanyum dioksit içerikli ürün geliştirme

Tiyanyum dioksit (TiO2) maddesi malzeme üzerine birçok alanda örneğin, boya, hava kirliliği, süperkapasitör, biyosensör ve korozyon gibi çok olumlu etkiler sağlar.

Titanyum dioksit (TiO2) maddesi boyaya aşağıdaki özellikleri kazandırır.

1) Koku giderme

2) Buğulanmayı engelleme

3) Foto-kataliz özelliği nedeni ile kendi kendini temizleme özelliği

4) Çevre dostu (daha az su ve deterjan kullanımı)

TiO2 beyaz ve inorganik bir pigmenttir. Beyaz olmasından dolayı kapatıcı, beyazlaştırıcı, ışığı yansıtıcı özellikler taşır. TiO2 içeren nano-malzemelerde kaplanmış maddeler güneş ışığına karşı direnç ve mikropları barındırmama gibi özellikler gösterir. Ayrıca UV ışınlardan da koruma sağlar.

TiO2 boyanın optik özelliklerini iyileştirir. UV ışınları ile foto-katalizör olarak çalışılarak organik ve inorganik kirlilikleri parçalar, yanma dayanımını arttırır, foto-voltaik hücrelerde UV ışınları ile birlikte iletken hale gelerek, enerji üretilmesini sağlar. En iyi foto-katalizörlerden biri TiO2’dir.

Bu yüzden boyalarda foto-katalitik kaplama da TiO2 nano-malzemesi kullanılır. Yani UV ışınlardan koruyan bir kaplama olarak, foto-katalitik kaplamayı açıklayabiliriz. Aynı zamanda, TiO2 katkı maddesi boyalara katıldığında boyalara yanmazlık özelliği de kazandırmaktadır.

Hava kirliliği uygulamalarında yapılan nano-teknoloji çalışmalarında, genellikle TiO2 ve SiO2 nano-malzemeler kullanılır. Yapılan çalışmalarda Pt/SiO2 ve Pt/TiO2 ortamda kurşunun büyük kısmını, NO’in ise %20-25 oranında ortamdan azaltmıştır.

Grubumuzda yaklaşık 3 yıldır fonksiyonel monomer sentezi, bu organik moleküllerin elektropolimerizasyonları ve karbon nanotüp, fulleren, altın, gümüş veya TiO2 gibi nanopartiküllerle kompozit malzeme yapımı ve bunların süper-kapasitör elektrot malzemesi, korozyon önleyici performansları veya biyosensör gibi alanlarda uygulamaları yapılmaktadır.

In-situ polimerizasyonla sentezlenmiş nano-TiO2 partiküller ile polianilinden hazırlanan kaplamalar polianiline göre daha üstün korozyon direnç gösterir. Ağırlıkça % 4.18 TiO2 içeren polianilin korozyon direnci bakımından polianilinden 100 kattan daha fazla koruma etkinliği gösterir.

Literatürde, PANI/TiO2-SiO2 kompozitleri PANI/TiO2 veya PANI/SiO2’e göre daha yüksek iletkenlik gösterirler. Polianilin/TiO2/SiO2 nanokompozitleri kimyasal oksitlenme polimerizasyon yaklaşımıyla TiO2-SiO2 hibrid malzemelerinden sentezlenir. TiO2’nin foto-katalitik degradasyon etkinliğini

arttırmaya yönelik birçok çalışma metal, ametaller ve uy işlemleri ile gerçekleştirilebilmektedir. Bunun yanı sıra, Koh ve arkadaşları tarafından polianilin nanokompozitin hekzanoik asit ile doplanması in-situ kimyasal polimerizasyonu elde edilmiştir.

PEDOT/TiO2 nanokompozit filmi kloroform-asetonitril çift çözücü kullanımı ile 2 anyonik ve

katyonik sürfaktant bulundurması ile (sodyum dodesilbenzen sülfonat (SDBS) ve tetradesiltrimetil

amonyumbromit kullanımı ile çalışılmıştır. Polianilin / TiO2 nanokompoziti alfa-dekstros kullanımı ve

surfaktant olarak amonyum persülfat yükseltgeyicisi ile elde edilmiştir. Sonuçlar gösteriyor ki, LPG

için maksimum sensing cevabı %90 ağırlıkça %30 PANI/TiO2 nanokompozitinde 400 ppm de halbuki

benzen ve toluen siklohekzan sensing cevabı için farklı ağırlıkça yüzdeler için %30 civarında < =%20

dir. Polianilin ve polipirol fosfomobilik asit (PMA) ve TiO2 doplaması ile nanoboyutta platinyum

ağırlıkça %5 için hibrit nanokompozitlerde çalışılmıştır. Tersinir redoks geçişleri 0.5 M H2SO4 içinde

elde edilmiştir. PANI/TiO2 nanokompozit filmleri anilinin in-situ enzimatik polimerizasyonu ile

sulfonlanmış polistiren ve TiO2 ortamında elde edimiştir. İki farklı morfolojideki polipirol aluminyum

yaprakçık kompozitleri, PPy/Al kompozit ve tel PPy/Al yaprakçık kompozitleri kimyasal oksidatif

polimerizasyon ile sentezlenmiştir. Tel PPy/Al yaprakçık kompozit filmi küresel PPy/Al yaprakçık

kompozit filminden daha iyi anti-korozyon performans sergiler. AA 2024-T3 substrata büyük defectler

halinde koruma sağlar.

Literatürde, Poli[2-metoksi-5-[20-etilendioksi]-p-fenilenvinilen], [6,6]-fenil-C61-butrik asit

metil esteri ve titanyum dioksit nanopartikülü (n-tipi) indiyum kalay oksit substratı üzerine spin

kaplama fiziksel metodu ile kaplanmıştır. Boya sentezlenmiş solar hücreler için TiO2 elektrodu

üretmek için screen-printing pasta kimyasal tekniği ticari P-25 tozundan elde edilmiştir. Diğer bir

çalışmada, 316LN paslanmaz çeliği üzerine PANI/TiO2 nano-kompoziti korozyon önleme çalışması

ağırlıkça oran 0.05 için PANI ve PANI/TiO2 kaplamasından korozyon önleme etkinliğinin daha iyi

olduğu bulunmuştur. Polianilin / TiO2 hibriti elektrikçe iletken pamuk üzerine kaplanmıştır. Elektrik

iletkenliği elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EES) kullanımı ile incelenmiştir. TiO2 oranının

10-4 ten 10-2 S/cm değişimine bağlı olarak iletkenlik değeri değişir. Karbon nanotube (KNT), grafen

veya iletken polimer ile uygun silikon waferlar solar hücre uygulamalarına olanak sağlamaktadır. Çok

duvarlı karbon nanotüp (ÇDKNT) TiO2 partikülleri ile Ni üzerine kimyasal buhar biriktirme tekniği

kullanılarak elde edilmiştir. Elektrokimyasal metotlar 0.1 M tetrabutilamonyum perklorat ve asetonitril

çözeltisi içinde kapasitans değeri 146 F g-1 e kadar yüksek değerde elde edilmiştir. Enerji yoğunluğu

ve güç yoğunluğu 21 Whkg-1 ve 10 kWkg-1 olarak sırasıyla elde edilmiştir. Anilinin in-situ

polimerizasyonu ile p-NiO/n-TiO2-polianilin kompoziti sentezlenmiştir. Polianilinin elektrokimyasal

reaktivitisi p-NiO/n-TiO2 partikülleri tarafından elektron hole çiftlerinin etkisinden dolayı

etkilenmiştir. %55 TiO2 içeren nano-kompozit oksijen sensitivitisi %600-700, PANI’den %20-25 daha

yüksek elde edilmiştir. Polipirol ile TiO2’nin nanokompoziti veya poli(3,4-etilendioksitiyofen)

(PEDOT) elektrokimyasal yolla hazırlanmıştır. Polipirol pürüzlü yüzey üzerine yerdeğiştirme özelliği

ile biriktirildi. TiO2 tabakası etkinliği oksidin içinde lityum iyon etkinliğine indirek etkiye sahiptir.

2

Poli(3-hekziltiyofen) (P3HT) polimeri ZnO-TiO2 core-shell nano-rods ışınları temelinde

organik-inorganik solar cell içinde kaplanmaktadır. Greene ve arkadaşları core-shell hücrelerini %0.05

den daha yüksek etkinlikte tekrar üretebilmektedirler. Hücreler havada 1 ay süresince %0.29 etkinlikle

depolanabilmektedirler. Polianilin TiO2 çalışması elektrokimyasal polimerizasyon sırasında colloidal

TiO2 katılımını inceler. Colloidal TiO2 kullanımı ile polianilin matriks içine TiO2 %80.6 miktarında

katılabilmektedir. TiO2 parçacıkları içeren polianilin filminin foto-indirgeme davranışı metanol

çözeltisinde kuvarz kristal mikrobalans tekniği (QCM) kullanılarak çalışılmıştır.

Sonuç olarak, iletken polimerler ve nano-malzemeler materyalleri özellikle TiO2

malzeme içerenler, elektrik, korozif ve mekanik özellikleri bakımından malzemeye

iyileştirmeler sağlar ve literatürde birçok makalede çalışılmıştır.

 

Detaylı Bilgi için: www.titanyumdioksit.com