Viimase paari aastakümne jooksul on TiO2 pälvinud palju tähelepanu. Paljude muude kasulike rakenduste kõrval võimaldab TiO2 luua näiteks nn. isepuhastuvaid aknaklaase. Seejuures „isepuhastumise“ protsess toimub kaheastmelisena: esimeses astmes päikesevalguse mõjul lagundatakse mustus (nn. fotokatalüütiline protsess) ja teises astmes vihmavesi peseb laguproduktid maha. Kuna aknaklaas on valguse mõjul muutunud superhüdrofiilseks (s.t. veetilkasid ei moodustu, vaid vesi katab akna ühtlase õhukese kihina), siis vihmavesi peseb järgi jäänud laguproduktid väga hästi ära. Seesugused isepuhastuvad aknaklaasid on juba ka müügil, kuid nende efektiivsus vajab veel parandamist.
TiO2 suurimaks puuduseks põhjamaise kliima korral rakenduslikus mõttes on suhteliselt väike päiksevalguse neeldumine. Sõltuvalt TiO2 kristallstruktuurist neeldub titaandioksiidis valgus, mille lainepikkus on väiksem kui 387 nm (anataas) või 410 nm (rutiil). Üheks võimaluseks parandada päikesevalguse neeldumist TiO2-s (ja seega ka suurendada tema kasulikke omadusi) on lisada sobivalt valitud lisandit (nn. dopeerida). Artiklis “Effect of cobalt doping and annealing on properties of titania thin films prepared by sol-gel process” [Allikas] uuritakse koobalti lisandi mõju TiO2-le.
Joonis 1. Elektronmikroskoobi pildid (kogupilt) ja mõõdetud koobalti röntgenfluoressents (paremal all nurgas olev ala, mõõdetud kastiga märgitud piirkonnast) koobaltiga dopeeritud TiO2 kiledelt, mis on kuumutatud 550 (a) ja 950 °C (c) juures.
Sool-geel protsess, mille käigus antud objektid on valmistatud, sisaldab lähteainete kuumutamist. Joonisel 1 on näidatud erinevatel temperatuuridel kuumutatud kiledelt mõõdetud elektronmikroskoobi pildid (kogupilt) ja teatud piirkonnast (märgitud musta kastiga) mõõdetud koobalti röntgenfluoressentskiirgus (Co L23), mis näitab, kuidas koobalt objektil jaotub. Uurimise tulemusena selgus, et koobalt ei jagune kiles ühtlaselt, vaid hakkab teatud tõenäosusega kogunema koobalti rikasteks „saarekesteks“ kile pinnal. Sellised „saarekesed“ muutusid suuremaks kuumutustemperatuuri tõstmisel.
Kui täpsemalt uurida, kuidas koobalti lisand TiO2-s „lahustub“, selgub, et ta moodustab muu hulgas ka koobalttitanaati, mis on eraldiseisev kristallfaas. Antud töös selgus, et koobaltiga dopeeritud TiO2 neelab rohkem nähtavat valgust, kui ilma lisandita TiO2. Samas siiski ei parandanud koobaltiga dopeerimine TiO2 superhüdrofiilseid (s.t. tilkade moodustumise vastaseid) omadusi.
Leave a Reply