Prensip Sifas Superhydrophilic TiO2
Nòmalman, sifas ki kouvwi TiO2 a gen yon ang kontak lajè ak dlo, men ang kontak dlo a redwi a mwens pase 5 degre apre UV iradyasyon, e li ka menm rive nan 0 degre (sa vle di ti gout dlo yo konplètman difize sou la). Tio2 sifas), ki montre yon idrofilisite trè pwisan. Apre sispansyon ekspoze limyè, superhydrophilicity sifas la konsève pou kèk èdtan a yon semèn, ak Lè sa a, tou dousman retounen nan eta a idrofob anvan iradyasyon. Pli lwen iradyasyon ak limyè iltravyolèt ka superhydrophilic, ak tanzantan iradyasyon limyè iltravyolèt ka fè sifas la toujou kenbe eta a superhydrophilic.
Li se orijinèlman te panse ke superhydrophilicity nan sifas TiO2 a soti nan dekonpozisyon fotokatalitik nan molekil òganik adsorbed sou sifas la: pandan y ap sifas la nan TiO2 tèt li se idrofil akòz chemisorption nan dlo, adsorption nan matyè òganik nan lè a fè sifas la. idrofob. Lè iradyasyon pa limyè UV, sifas la jenere gwo oksidasyon gwoup idroksil aktif, ak matyè òganik idrofob la soksid ak dekonpoze pa gwoup yo idroksil pozitif atravè reyaksyon an dekonpozisyon fotokatalitik, konsa fè sifas la konpòte nan yon eta idrofil; lè limyè a sispann, matyè òganik la pral piti piti adsorbed sou sifas TiO2 epi retounen nan yon eta idrofob. Men, li te montre ke superhydrophilicity nan sifas TiO2 diferan de oksidasyon fotokatalitik ak dekonpozisyon TiO2, olye li se yon lòt kalite reyaksyon pwovoke pa limyè sou sifas TiO2 tèt li. Pou rezon sa yo: ① Superhydrophilicity sifas TiO2 a pa gen rapò ak efikasite fotodekonpozisyon matyè òganik yo. Li te obsève nan kèk TiO2 kristal sèl oswa polikristal ki pa gen okenn aktivite fotokatalitik oswa aktivite fotokatalitik ki ba anpil; ② Gen kèk iyon metal (egzanp kwiv) dopaj ka amelyore reyaksyon oksidasyon fotokatalitik TiO2, pandan y ap diminye pwopriyete superhydrophilic nan sifas TiO2; ③ Diferan de sifas ki mouye TiO2 la ak pi gwo zòn reyaksyon posib ki nesesè pou reyaksyon oksidasyon fotokatalitik, yon sifas ki lis ak dans pi fezab nan pwopriyete superhydrophilic li yo. Nan kondisyon nòmal, kò lwil tankou ethylene glycol hexadecane ak glyceryl trioleate gen yon gwo ang kontak ak sifas TiO2 la. Sepandan, apre UV iradyasyon, likid sa yo pral tou konplètman enfiltre nan sifas la kouch vè, se sa ki, apre UV iradyasyon sifas TiO2 ak aktivite amphiphilic dlo-lwil oliv.
Yo kwè ke super-idrofilisite nan sifas TiO2 nan kondisyon limyè solidifye pa chanjman li yo nan estrikti sifas yo: anba kondisyon iradyasyon UV, elektwon TiO2 valans band yo eksite nan gwoup la kondiksyon, elektwon ak twou imigre nan sifas la TiO2, jenere elektwon. -twou pè sou sifas la, elektwon reyaji ak Ti4 plis, twou reyaji ak iyon oksijèn sifas yo, ki fòme iyon pozitif trivalent Titàn ak pòs vid oksijèn respektivman. Nan ka sa a, dlo ki nan lè a dissociated ak adsorbed nan vid la oksijèn, fòme yon sifas kimisorbed (gwoup hydroxyl sifas). Sifas chemisorption sa a ka plis adsorbe dlo nan lè a epi fòme yon kouch adsorption fizik, sa vle di yon zòn anblèm trè idrofil fòme alantou Ti3 plis defo a, tandiske zòn ki rete a nan sifas la rete idrofob, konsa konstitye yon nano-gwosè separe inifòm. zòn anblèm idrofil ak oleofil sou sifas TiO2, menm jan ak yon fenomèn kapilè ki genyen de dimansyon. Depi gwosè dlo oswa ti gout lwil oliv se pi gwo pase zòn idrofil oswa oleofil, sifas makroskopik TiO2 montre pwopriyete idrofil ak oleofil. Ti gout dlo oswa lwil oliv yo adsorbe pa mikwo-rejyon idrofil oswa rejyon anblematik lipofil la respektivman, konsa enfiltre sifas la. Lè iradyasyon limyè UV sispann, gwoup hydroxyl chemisorbed yo ranplase pa oksijèn nan lè a epi retounen nan eta idrofob la.
