টাইটানিয়াম ফয়েল পৃষ্ঠে টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড ন্যানোটিউবগুলির নিয়ন্ত্রিত প্রস্তুতি

অ্যানিয়াম ডাই অক্সাইড ন্যানোটিউবগুলি টাইটানিয়াম ধাতব ফয়েলের পৃষ্ঠে ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল অ্যানোডিক অক্সিডেশনের মাধ্যমে উত্পাদিত হয়েছিল, এবং ন্যানোটিউবগুলির টিউব ব্যাস এবং প্রাচীরের আকার অ্যানোডিক অক্সিডেশন ভোল্টেজ এবং সময় সামঞ্জস্য করে নিয়ন্ত্রিত হয়েছিল এবং TiO2 ন্যানোটিউব অ্যারেগুলির মাইক্রোস্কোপিক আকারবিদ্যা বিভিন্ন অধীনে প্রাপ্ত হয়েছিল। ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি (SEM) স্ক্যান করে প্রস্তুতির অবস্থা পর্যবেক্ষণ করা হয়েছিল, এবং ন্যানোটিউবগুলির TiO2 ন্যানোটিউব অ্যারেগুলির আকারবিদ্যায় অক্সিডেশন ভোল্টেজ এবং সময়ের প্রভাবগুলি পরীক্ষা করা হয়েছিল; টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড ন্যানোটিউবগুলির স্ফটিক আকৃতি একটি তাপ চিকিত্সা প্রক্রিয়া ব্যবহার করে সামঞ্জস্য করা হয়েছিল, এবং নমুনা স্ফটিক আকৃতিটি এক্স-রে ডিফ্র্যাকশন (এক্সআরডি) দ্বারা চিহ্নিত করা হয়েছিল। TiO2 ন্যানোটিউবের স্ফটিক আকৃতি সামঞ্জস্য করা হয়েছিল, এবং নমুনা স্ফটিক আকৃতিটি এক্স-রে ডিফ্র্যাক্টোমিটার (XRD) দ্বারা চিহ্নিত করা হয়েছিল। ফলাফলগুলি দেখায় যে TiO2 ন্যানোটিউবগুলি সুন্দরভাবে সাজানো হয়েছিল যখন জলীয় ইথিলিন গ্লাইকোল দ্রবণে 0.5% অ্যামোনিয়াম ফ্লোরাইডের সাথে 40 V তে 30 মিনিটের জন্য ইলেক্ট্রোলাইট হিসাবে অক্সিডাইজ করা হয়েছিল; 2 ঘন্টার জন্য 450 ডিগ্রীতে তাপ চিকিত্সার পরে, TiO2 ন্যানোটিউবগুলির স্ফটিক আকৃতি নিরাকার অবস্থা থেকে অ্যানাটেস-টাইপ TiO2 তে রূপান্তরিত হয়েছিল এবং ন্যানোটিউবগুলির একটি ছোট অংশ ভেঙে পড়েছিল বলে মনে হয়েছিল।

TiO,ন্যানোটিউব হল এক ধরণের অর্ধপরিবাহী উপাদান যার বৈশিষ্ট্যগুলি অ-বিষাক্ত, রাসায়নিকভাবে স্থিতিশীল, জৈব-সঙ্গতিপূর্ণ, সহজে প্রস্তুত করা এবং ভাল ফটোক্যাটালিটিক ইত্যাদি, যা বায়োমেডিসিন, বর্জ্য জল চিকিত্সা, সৌর কোষ এবং ক্ষেত্রগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। তাদের চমৎকার বৈশিষ্ট্যের কারণে জাতীয় প্রতিরক্ষা"-। এখন পর্যন্ত, চীনে টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড ন্যানোটিউব নিয়ে আরও গবেষণা হয়েছে, এবং প্রধান গবেষণার ক্ষেত্রগুলি ইমপ্লান্টের পৃষ্ঠের পরিবর্তন, রঞ্জক সংবেদনশীল সৌর কোষে ফটোক্যাটালিটিক হাইড্রোজেন উৎপাদন এবং মূল্যবান ধাতু অনুঘটক বাহক, ইত্যাদি, কিন্তু স্বয়ংচালিত অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ধাতব অনুঘটক বাহকের উপর কম গবেষণা আছে। লিন জিয়াওক্সিয়া এট আল. ন্যানোটিউব অ্যারে এবং ফটোভোলটাইক বৈশিষ্ট্যের উপর ইলেক্ট্রোলাইট তাপমাত্রার প্রভাবের উপর একটি গবেষণা পরিচালনা করেছেন। ন্যানোটিউবগুলির অভ্যন্তরীণ ব্যাস, প্রাচীর এবং স্ফটিক আকৃতি এবং ন্যানোটিউব অ্যারেগুলির ফটোভোলটাইক বৈশিষ্ট্যগুলি বিভিন্ন তাপমাত্রায় গঠিত হয়। Xiao Tongxin টাইটানিয়াম ফয়েলের পৃষ্ঠে ঝরঝরে এবং সুশৃঙ্খল টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড ন্যানোটিউব অ্যারে প্রস্তুত করতে একটি পরিবর্তিত সেকেন্ডারি অ্যানোডিক অক্সিডেশন ব্যবহার করেছিলেন এবং প্রচলিত প্রাথমিক অ্যানোডিক অক্সিডেশনের তুলনায় পরিবর্তিত ন্যানোটিউবগুলির মিথাইল কমলার জন্য আরও ভাল অবক্ষয় দক্ষতা ছিল। নিং চেঙ্গিউন IV এবং অন্যান্য। টাইটানিয়াম অক্সাইড ন্যানোটিউব অ্যারেগুলির আকার এবং রূপবিদ্যার উপর ইলেক্ট্রোলাইট ঘনত্ব, অ্যানোডিক অক্সিডেশন ভোল্টেজ এবং অ্যানোডিক অক্সিডেশন সময়ের প্রভাবগুলি তদন্ত করেছে। এটি দেখানো হয়েছিল যে 20V এর অ্যানোডিক অক্সিডেশন ভোল্টেজ এবং 0.5% HF ইলেক্ট্রোলাইট ঘনত্বের শর্তে ঝরঝরে এবং সুশৃঙ্খল ন্যানোটিউব অ্যারে তৈরি করা যেতে পারে।

1। পরিচিতি

টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড ন্যানো-অ্যারে টাইটানিয়াম ফ্লেক্সের অ্যানোডিক অক্সিডেশন দ্বারা প্রস্তুত করা হয় প্রধানত চিকিৎসা ক্ষেত্রে, ফটোভোলটাইক হাইড্রোজেন উৎপাদন এবং রঞ্জক সংবেদনশীল সৌর কোষে। রোমান ইওন এট আল। কাঁচামাল হিসাবে ইথিলিন গ্লাইকোল এবং গ্লিসারল ব্যবহার করে বিভিন্ন সাবস্ট্রেটে (টাইটানিয়াম, Ti6A14V এবং Ti6AI7Nb অ্যালোয়) টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড ন্যানোটিউবগুলির অ্যানোডিক অক্সিডেশনের মাধ্যমে টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড ন্যানোটিউবগুলি প্রস্তুত করা হয়েছে এবং প্রয়োগযোগ্য সম্ভাবনার প্রভাব বিশ্লেষণ করেছে এবং ডায়ামিটারের দৈর্ঘ্য এবং প্রক্রিয়াকরণের সময়। ন্যানোটিউব মোহামেক আহমেদ এলরুবি এবং অন্যান্য। বিভিন্ন সান্দ্র ইলেক্ট্রোলাইট যেমন গ্লিসারল এবং ইথিলিন গ্লাইকোলে অ্যানোডিক অক্সিডেশনের মাধ্যমে টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড ন্যানোটিউব তৈরি করে এবং অ্যানোডিক জারণ ভোল্টেজ, অক্সিডেশন সময়, ইলেক্ট্রোলাইটের রাসায়নিক গঠন এবং অ্যানোডিক অক্সিডেশনের উপর pH এর প্রভাবগুলি তদন্ত করে। এটি দেখানো হয়েছে যে গ্লিসারল ইলেক্ট্রোলাইটে 5% বা উচ্চতর জলের উপাদান ন্যানোটিউব তৈরির মূল চাবিকাঠি: 6-এর H মান 9 পর্যন্ত দৈর্ঘ্য সহ অত্যন্ত ক্রমাগত ন্যানোটিউব অ্যারে তৈরির জন্য অনুকূল। } nm. XiaoPeng এবং অন্যান্য বিভিন্ন ইলেক্ট্রোলাইটে লোহার ফয়েলের অ্যানোডিক অক্সিডেশনের মাধ্যমে টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড ন্যানোটিউব (টিএনটি) অ্যারে তৈরি করে এবং ক্যালসিনেশনের আগে এবং পরে ন্যানোটিউব অ্যারেগুলির পরিবাহিতা অধ্যয়নের জন্য বিভিন্ন তাপমাত্রায় কিলোড্রাইং অ্যামোনিয়া দিয়ে পুড়িয়ে দেয়। ক্যালসিনেশনের আগে এবং পরে ন্যানোটিউব অ্যারেগুলির পরিবাহিতা এবং ক্যাপাসিট্যান্স তদন্ত করা হয়েছিল। সাধারণভাবে বলতে গেলে, অ্যানোডিক অক্সিডেশন দ্বারা উত্পাদিত TiO ন্যানোটিউবগুলি নিরাকার অবস্থায় থাকে এবং তাপ চিকিত্সার মাধ্যমে অ্যানাটেস বা রুটাইলে রূপান্তরিত হতে পারে। যাইহোক, তাপ চিকিত্সা তাপমাত্রা খুব বেশি হলে, Ti0 ন্যানোটিউবগুলি ভেঙে পড়বে। যাইহোক, এমন অনেক সম্ভাব্য অ্যাপ্লিকেশন রয়েছে যেগুলির জন্য একটি নির্দিষ্ট ব্যাসের টিও ন্যানোটিউবগুলির প্রয়োজন হয় তাদের অঙ্গসংস্থানবিদ্যা অক্ষত, সেইসাথে একটি নির্দিষ্ট স্ফটিক আকৃতি বজায় রাখতে। আজ অবধি, টাইটানিয়াম ফয়েলের পৃষ্ঠে TiO ন্যানোক্রিস্টালাইটস এবং অঙ্গসংস্থানবিদ্যা নিয়ন্ত্রণের উপর কয়েকটি পদ্ধতিগত গবেষণা রয়েছে। এছাড়াও, Ti0, ন্যানোটিউব-এর উপর বেশিরভাগ গবেষণা এখনও পরীক্ষাগারে প্রাথমিক গবেষণা পর্যায়ে রয়েছে, এবং তাদের মধ্যে কয়েকটি ব্যবহারিক উৎপাদনের বিস্তৃত পরিসরে প্রয়োগ করা হয়েছে, প্রধানত ন্যানোটিউবগুলির কঠিন লোডিংয়ের সমস্যা এবং পরবর্তীতে পণ্য ছাঁচনির্মাণ ভালভাবে সমাধান করা হয়নি. তাই, লেখক টাইটানিয়াম ফয়েলের উপরিভাগে নিয়ন্ত্রণযোগ্য রূপবিদ্যা এবং স্ফটিক আকৃতি সহ TiO ন্যানোটিউব প্রস্তুত করতে চান, যা প্রক্রিয়া করা এবং আকৃতি করা খুব সহজ, অ্যানোডিক অক্সিডেশন পদ্ধতি এবং গ্যাসিফিকেশন ভোল্টেজ, সময় এবং তাপ চিকিত্সা প্রক্রিয়া পরিবর্তন করে, যাতে পরবর্তী পর্যায়ে এর আবেদনের জন্য সংশ্লিষ্ট রেফারেন্স প্রদান করতে।

2. পরীক্ষা

টাইটানিয়াম ফয়েল ({{0}}৷{15}}99.9% বিশুদ্ধতা সহ 5mmx10mmx15 mm) পৃষ্ঠের দাগ অপসারণের জন্য 10 মিনিটের জন্য অ্যাসিটোন, অ্যানহাইড্রাস ইথানল এবং ডিওনাইজড জল দিয়ে ধুয়ে ফেলা হয়েছিল৷ পরিষ্কার করার পরে, টাইটানিয়াম শীটগুলি শুকিয়ে একপাশে রাখা হয়েছিল। ইলেক্ট্রোলাইসিসটি WYK-6005K DC পাওয়ার সাপ্লাই ব্যবহার করে সম্পাদিত হয়েছিল, যার মধ্যে অ্যানোড হিসাবে টাইটানিয়াম এবং ক্যাথোড হিসাবে স্টোন চিপস ছিল, যার ব্যবধান প্রায় 30 মিমি, এবং ইলেক্ট্রোলাইট ছিল একটি জলীয় ইথিলিন গ্লাইকোল দ্রবণ যার মধ্যে 0.5% অ্যামোনিয়াম ফ্লোরাইড। অ্যানোডাইজিং ভোল্টেজগুলি ছিল 20, 30, 40 এবং 50 V এবং অক্সিডেশনের সময়গুলি ছিল 0.5, 1, 2 এবং 4 ঘন্টা। প্রতিক্রিয়ার পরে, নমুনাগুলি অবিলম্বে বের করা হয়, প্রচুর পরিমাণে ডিওনাইজড জল দিয়ে ধুয়ে ফেলা হয় এবং প্রাকৃতিকভাবে শুকানো হয় এবং তারপর ব্যবহার করার জন্য রেখে দেওয়া হয়। অ্যানোডাইজড নমুনাগুলি 450 ডিগ্রীতে 2 ঘন্টার জন্য একটি মাফল ফার্নেসে উত্তপ্ত করা হয়েছিল, স্বাভাবিকভাবে ঘরের তাপমাত্রায় শীতল করা হয়েছিল, এবং তারপরে ব্যবহারের জন্য নিয়ে যাওয়া হয়েছিল।

নমুনাগুলির পৃষ্ঠটি রূপবিদ্যা এবং মাত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলির জন্য জেমিনি ফিল্ড নির্গমন ইলেক্ট্রন স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ (BRUKER, জার্মানি) দ্বারা বিশ্লেষণ করা হয়েছিল এবং নমুনাগুলিকে ডি8-অ্যাডভান্স এক্স-রে ডিফ্র্যাক্টোমিটার (BRUKER, জার্মানি) দ্বারা চিহ্নিত করা হয়েছিল৷ পর্যায়.

পরীক্ষার ফলাফল এবং আলোচনা

TiO ন্যানোটিউবের পৃষ্ঠের রূপবিদ্যায় অক্সিডেশন ভোল্টেজের প্রভাব

বিভিন্ন অক্সিডেশনে 4 ঘন্টার জন্য {{0}}.5% অ্যামোনিয়াম ফ্লোরাইড (4:1, v/v) ধারণকারী ইথিলিন গ্লাইকোলের জলীয় দ্রবণে TiO ন্যানোটিউবগুলির অ্যানোডিক অক্সিডেশন দ্বারা প্রস্তুত TiO ন্যানোটিউবের মাইক্রোস্কোপিক রূপবিদ্যা। ভোল্টেজ (20, 30, 40, 50 V)। এটি দেখা যায় যে টাইটানিয়াম ফয়েলের পৃষ্ঠটি বিভিন্ন ভোল্টেজে 4 ঘন্টার জন্য অক্সিডাইজড হয়ে অভিন্ন এবং নিয়মিত ন্যানোটিউবের একটি স্তর তৈরি করে, যা টাইটানিয়াম সাবস্ট্রেটে উল্লম্বভাবে বিতরণ করা হয়। 20V এর অক্সিডেশন ভোল্টেজের অধীনে টাইটানিয়াম সাবস্ট্রেটে উত্পন্ন ন্যানোটিউবগুলির ব্যাস সবচেয়ে ছোট। প্রায় 40 ~ 70 এনএম, পৃষ্ঠটি অনেকগুলি ভাঙা ন্যানোটিউব দ্বারা আচ্ছাদিত, সম্ভবত কারণ ইলেক্ট্রোলাইসিস সময় খুব দীর্ঘ, গর্তগুলির দ্রবীভূত হওয়ার সময় বৃদ্ধি পায়, ন্যানোটিউবগুলির দৈর্ঘ্য বৃদ্ধি পায় এবং ন্যানোটিউবগুলির কারণে ন্যানোটিউবগুলি পক্ষপাতদুষ্ট বা এমনকি ভেঙে যায়। ন্যানোটিউবগুলির একটি নির্দিষ্ট দৈর্ঘ্যকে সমর্থন করার জন্য প্রাচীরটি খুব পাতলা। টিউবের মুখে একটি রিং আছে, যা গ্লাইকোল অর্গানিক ইলেক্ট্রোলাইটে F-এর উচ্চ ঘনত্ব এবং ধীর প্রসারণের কারণে হতে পারে, যাতে ন্যানোটিউব মাইক্রোপোরাস F ডিফিউশন যথেষ্ট নয়, দ্রবীভূত হওয়ার হার সামঞ্জস্যপূর্ণ নয়, ফলে মুখ Ti0, দ্রবীভূত হতে শুরু করে, একটি রিং গঠন গঠন করে। অর্থাৎ, এই সিস্টেমে অক্সিডেশন ভোল্টেজ 20, 30, 40V, অক্সিডেশন সময় 4h ন্যানোটিউব তৈরি হয়, ভোল্টেজ বৃদ্ধির সাথে ন্যানোটিউবের ব্যাস বৃদ্ধি পায়, গঠনটি ঝরঝরে এবং সুশৃঙ্খল হয়। যখন ভোল্টেজ 50V-এ পৌঁছায়, তখন কোনো ন্যানোটিউব গঠন লক্ষ্য করা যায় না, কারণ উচ্চ ভোল্টেজের কারণে ন্যানোটিউবগুলি ভেঙে পড়ে, একটি স্পঞ্জের মতো ছিদ্রযুক্ত কাঠামো তৈরি করে। এটি দেখায় যে জলীয় ইথিলিন গ্লাইকোল দ্রবণে 0.5% অ্যামোনিয়াম ফ্লোরাইডের ইলেক্ট্রোলাইটে (4:1, v/v), অক্সিডেশন ভোল্টেজের মাত্রা সরাসরি TiO ন্যানোটিউব কাঠামোর গঠনকে প্রভাবিত করে। ভোল্টেজ খুব বেশি হলে দ্রবীভূত হওয়ার হার ত্বরান্বিত হয় এবং স্পঞ্জের মতো গঠন তৈরি হয়।

3 উপসংহার

অ্যানোডিক অক্সিডেশন পদ্ধতি, তাপ চিকিত্সার সাথে মিলিত, টিও ন্যানোটিউব আকারবিদ্যা এবং স্ফটিক আকৃতির একটি নিয়ন্ত্রিত প্রস্তুতি অর্জন করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। অ্যানোডিক অক্সিডেশন ভোল্টেজ, অক্সিডেশন সময় এবং তাপ চিকিত্সা প্রক্রিয়া টিও ন্যানোটিউবের আকারবিদ্যা এবং স্ফটিক আকৃতিতে একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রভাব ফেলে। একই জারণ সময়ের অধীনে, ভোল্টেজ বৃদ্ধির সাথে ন্যানোটিউবগুলির ব্যাস বৃদ্ধি পায়, এবং ভোল্টেজ বৃদ্ধির সাথে ন্যানোটিউবের প্রাচীর হ্রাস পায়: একই অক্সিডেশন ভোল্টেজের অধীনে, অক্সিডেশন সময় বৃদ্ধির সাথে ন্যানোটিউবের প্রাচীর হ্রাস পায় এবং ব্যাস ন্যানোটিউব মূলত অপরিবর্তিত। যখন অক্সিডেশন ভোল্টেজ 20V হয় এবং জারণ সময় হয় 0.5h, তখন ন্যানোটিউব ব্যাস সবচেয়ে ছোট হয়; যখন অক্সিডেশন ভোল্টেজ 40V হয় এবং জারণ সময় 0.5h হয়, তখন ন্যানোটিউব ব্যাস সবচেয়ে বড় হয়। তাপ চিকিত্সার পরে ন্যানোটিউবগুলি আংশিকভাবে ভেঙে পড়েছিল এবং তাপ চিকিত্সা মূলত ন্যানোটিউবগুলির গঠনকে প্রভাবিত করেছিল এবং অ্যানাটেস-টাইপ টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড 450 ডিগ্রিতে প্রাপ্ত হয়েছিল।