اینیم ڈائی آکسائیڈ نانوٹوبس ٹائٹینیم میٹل فوائل کی سطح پر الیکٹرو کیمیکل انوڈک آکسیڈیشن کے ذریعے تیار کیے گئے تھے، اور نانوٹوبس کے ٹیوب قطر اور دیوار کے سائز کو انوڈک آکسیڈیشن وولٹیج اور وقت کو ایڈجسٹ کرکے کنٹرول کیا گیا تھا، اور TiO2 نانوٹیوب اریوں کی خوردبینی شکل مختلف کے تحت حاصل کی گئی تھی۔ الیکٹران مائیکروسکوپی (SEM) کو اسکین کرکے تیاری کے حالات کا مشاہدہ کیا گیا، اور نینو ٹیوبز کے TiO2 nanotube arrays کی مورفولوجی پر آکسیڈیشن وولٹیج اور وقت کے اثرات کی جانچ کی گئی۔ ٹائٹینیم ڈائی آکسائیڈ نانوٹوبس کی کرسٹل شکل کو گرمی کے علاج کے عمل کا استعمال کرتے ہوئے ایڈجسٹ کیا گیا تھا، اور نمونہ کرسٹل کی شکل ایکس رے کے پھیلاؤ (XRD) کی طرف سے خصوصیات تھی. TiO2 نانوٹوبس کی کرسٹل شکل کو ایڈجسٹ کیا گیا تھا، اور نمونہ کرسٹل کی شکل ایکس رے ڈفریکٹومیٹر (XRD) کی طرف سے خصوصیات تھی. نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ TiO2 نانوٹوبس کو 30 منٹ کے لیے 40 V پر الیکٹرولائٹ کے طور پر آبی ایتھیلین گلائکول محلول میں 0.5% امونیم فلورائیڈ کے ساتھ آکسائڈائز کرنے پر صفائی کے ساتھ ترتیب دیا گیا تھا۔ 2 گھنٹے کے لیے 450 ڈگری پر ہیٹ ٹریٹمنٹ کے بعد، TiO2 نانوٹوبس کی کرسٹل شکل بے ساختہ حالت سے اناٹیس قسم کی TiO2 میں تبدیل ہوگئی، اور نینو ٹیوبز کا ایک چھوٹا سا حصہ ٹوٹا ہوا دکھائی دیا۔
TiO، nanotubes ایک قسم کا سیمی کنڈکٹر مواد ہے جس میں غیر زہریلا، کیمیائی طور پر مستحکم، بایو کمپیٹیبل، تیار کرنے میں آسان، اور اچھی فوٹوکاٹیلیٹک وغیرہ کی خصوصیات ہیں، جو بڑے پیمانے پر بائیو میڈیسن، گندے پانی کی صفائی، شمسی خلیوں اور دیگر شعبوں میں استعمال ہوتے ہیں۔ ان کی بہترین خصوصیات کی وجہ سے قومی دفاع"-۔ اب تک، چین میں ٹائٹینیم ڈائی آکسائیڈ نانوٹوبس پر مزید مطالعات ہو چکی ہیں، اور اہم تحقیقی شعبے امپلانٹس کی سطح میں تبدیلی، ڈائی سنسیٹائزڈ سولر سیلز میں فوٹوکاٹیلیٹک ہائیڈروجن کی پیداوار، اور قیمتی تحقیق سے متعلق ہیں۔ دھاتی اتپریرک کیریئرز وغیرہ، لیکن آٹوموٹیو ایپلی کیشنز کے لیے دھاتی کیٹیلیسٹ کیریئرز کے بارے میں بہت کم مطالعات ہیں۔ Lin Xiaoxia et al. نے nanotube arrays اور photovoltaic خصوصیات پر الیکٹرولائٹ درجہ حرارت کے اثرات پر ایک مطالعہ کیا۔ نانوٹوبس کے اندرونی قطر، دیوار اور کرسٹل کی شکل پر، اور مختلف درجہ حرارت پر بننے والی نانوٹوب صفوں کی فوٹوولٹک خصوصیات۔ Xiao Tongxin نے ٹائٹینیم فوائل کی سطح پر صاف اور منظم ٹائٹینیم ڈائی آکسائیڈ نانوٹوب اریوں کو تیار کرنے کے لیے ایک ترمیم شدہ ثانوی انوڈک آکسیڈیشن کا استعمال کیا، اور ترمیم شدہ نانوٹوبس میں روایتی پرائمری انوڈک آکسیڈیشن کے مقابلے میتھائل اورنج کے لیے بہتر انحطاط کی کارکردگی تھی۔ ننگ چنگیون چہارم وغیرہ۔ ٹائٹینیم آکسائڈ نینو ٹیوب اریوں کے سائز اور شکل پر الیکٹرولائٹ ارتکاز، انوڈک آکسیڈیشن وولٹیج اور انوڈک آکسیڈیشن ٹائم کے اثرات کی چھان بین کی۔ یہ دکھایا گیا تھا کہ صاف اور منظم نینو ٹیوب صفوں کو 20V اور HF الیکٹرولائٹ 0.5% کے anodic آکسیڈیشن وولٹیج کی حالت میں تیار کیا جا سکتا ہے۔
1. تعارف
ٹائٹینیم فلیکس کے اینوڈک آکسیڈیشن کے ذریعے تیار کردہ ٹائٹینیم ڈائی آکسائیڈ نینو ارے بنیادی طور پر طبی میدان، فوٹو وولٹک ہائیڈروجن کی پیداوار اور ڈائی سنسیٹائزڈ سولر سیلز میں استعمال ہوتے ہیں۔ رومن آئیون ایٹ ال۔ ایتھیلین گلائکول اور گلیسرول کو خام مال کے طور پر استعمال کرتے ہوئے مختلف ذیلی جگہوں (ٹائٹینیم، Ti6A14V اور Ti6AI7Nb مرکبات) پر ٹائٹینیم ڈائی آکسائیڈ نانوٹوبس کے اینوڈک آکسیڈیشن کے ذریعے ٹائٹینیم ڈائی آکسائیڈ نانوٹوبس کو تیار کیا، اور لاگو پوٹینشل کے اثرات کا تجزیہ کیا اور ڈائی میٹر کی لمبائی اور پروسیسنگ کے وقت کا تجزیہ کیا۔ nanotubes محمد احمد الروبی وغیرہ۔ مختلف چپچپا الیکٹرولائٹس جیسے گلیسرول اور ایتھیلین گلائکول میں اینوڈک آکسیڈیشن کے ذریعے ٹائٹینیم ڈائی آکسائیڈ نانوٹوبس تیار کیں، اور اینوڈک آکسیڈیشن وولٹیج، آکسیڈیشن ٹائم، الیکٹرولائٹ کی کیمیائی ساخت اور انوڈک آکسیڈیشن پر پی ایچ کے اثرات کی چھان بین کی۔ یہ دکھایا گیا ہے کہ گلیسرول الیکٹرولائٹ میں 5% یا اس سے زیادہ پانی کا مواد نانوٹوبس کی تیاری کی کلید ہے: 6 کی H قدر 9 تک کی لمبائی کے ساتھ انتہائی ترتیب شدہ اور مسلسل نینو ٹیوب اریوں کی تیاری کے لیے سازگار ہے۔ } nm XiaoPeng et al. مختلف الیکٹرولائٹس میں لوہے کے ورقوں کے انوڈک آکسیڈیشن کے ذریعے ٹائٹینیم ڈائی آکسائیڈ نینو ٹیوب (TNT) کی صفیں تیار کیں، اور کیلکنیشن سے پہلے اور بعد میں نینو ٹیوب صفوں کی چالکتا کا مطالعہ کرنے کے لیے انہیں مختلف درجہ حرارت پر کلوڈرائینگ امونیا کے ساتھ جلا دیا۔ کیلکیشن سے پہلے اور بعد میں نانوٹوب صفوں کی چالکتا اور اہلیت کی چھان بین کی گئی۔ عام طور پر، انوڈک آکسیڈیشن کے ذریعہ تیار کردہ TiO نانوٹوبس بے ساختہ حالت میں ہوتے ہیں اور گرمی کے علاج کے ذریعہ اناٹیس یا روٹائل میں تبدیل ہوسکتے ہیں۔ تاہم، اگر گرمی کے علاج کا درجہ حرارت بہت زیادہ ہے، تو Ti0 نانوٹوبس گر جائیں گے۔ تاہم، بہت سے ممکنہ ایپلی کیشنز ہیں جن کے لیے ایک مخصوص قطر کے TiO نانوٹوبس کی ضرورت ہوتی ہے تاکہ وہ اپنی مورفولوجی کو برقرار رکھیں، ساتھ ہی ساتھ ایک مخصوص کرسٹل شکل بھی۔ آج تک، ٹائٹینیم فوائلز کی سطح پر TiO نانو کرسٹلائٹس اور مورفولوجی کے کنٹرول پر کچھ منظم مطالعہ موجود ہیں۔ مزید برآں، Ti0،nanotubes پر زیادہ تر مطالعات ابھی بھی لیبارٹری میں بنیادی تحقیقی مرحلے میں ہیں، اور ان میں سے کچھ کو عملی پیداوار کی ایک وسیع رینج میں لاگو کیا گیا ہے، جس کی بنیادی وجہ نانوٹوبس کی ٹھوس لوڈنگ کے مسائل اور بعد میں مصنوعات کی مولڈنگ اچھی طرح سے حل نہیں کیا گیا ہے. لہذا، مصنف ٹائٹینیم فوائل کی سطح پر قابل کنٹرول مورفولوجی اور کرسٹل شکل کے ساتھ TiO نانوٹوبس تیار کرنے کا ارادہ رکھتا ہے، جو انوڈک آکسیڈیشن کے طریقہ کار کے ذریعے اور گیسیفیکیشن وولٹیج، وقت اور حرارت کے علاج کے عمل کو تبدیل کرکے، پروسیسنگ اور شکل دینا بہت آسان ہے۔ بعد کے مرحلے میں اس کی درخواست کے لیے متعلقہ حوالہ فراہم کرنے کے لیے۔
2. ٹیسٹ
ٹائٹینیم فوائل ({{0}}۔{15}}5mmx10mmx15mm) 99.9% پاکیزگی کے ساتھ ایسٹون، اینہائیڈروس ایتھنول اور ڈیونائزڈ پانی سے 10 منٹ تک سطح کے داغ مٹانے کے لیے دھویا گیا۔ صفائی کے بعد ٹائٹینیم کی چادریں خشک کر کے ایک طرف رکھ دی گئیں۔ الیکٹرولائسز WYK-6005K DC پاور سپلائی کا استعمال کرتے ہوئے کیا گیا تھا، جس میں ٹائٹینیم اینوڈ کے طور پر اور پتھر کے چپس کیتھوڈ کے طور پر، تقریباً 30 ملی میٹر کے وقفے کے ساتھ، اور الیکٹرولائٹ ایک آبی ایتھیلین گلائکول محلول تھا جس میں 0.5% تھا۔ امونیم فلورائیڈ انوڈائزنگ وولٹیجز 20، 30، 40 اور 50 V تھے، اور آکسیکرن کے اوقات 0.5، 1، 2 اور 4 h تھے۔ ردعمل کے بعد، نمونے فوری طور پر نکالے گئے، بڑی مقدار میں ڈیونائزڈ پانی سے دھو کر قدرتی طور پر خشک کیا گیا، اور پھر استعمال کے لیے چھوڑ دیا گیا۔ اینوڈائزڈ نمونوں کو 450 ڈگری پر ایک مفل فرنس میں 2 گھنٹے تک گرم کیا گیا، قدرتی طور پر کمرے کے درجہ حرارت پر ٹھنڈا کیا گیا، اور پھر استعمال کے لیے باہر لے جایا گیا۔
نمونوں کی سطح کا تجزیہ جیمنی فیلڈ ایمیشن الیکٹران اسکیننگ الیکٹران مائیکروسکوپ (BRUKER، جرمنی) کے ذریعے شکلیات اور جہتی خصوصیات کے لیے کیا گیا تھا، اور نمونوں کی خصوصیات D8-ایڈوانس ایکس رے ڈفریکٹومیٹر (BRUKER، جرمنی) کے ذریعے کی گئی تھی۔ مرحلہ
ٹیسٹ کے نتائج اور بحث
TiO nanotubes کی سطحی شکل پر آکسیکرن وولٹیج کا اثر
مختلف آکسیڈیشن پر 4 گھنٹے کے لیے ایتھیلین گلائکول کے ایک آبی محلول میں TiO نانوٹوبس کے انوڈک آکسیڈیشن کے ذریعے تیار کردہ TiO نانوٹوبس کی خوردبینی شکل۔ وولٹیجز (20، 30، 40، 50 V)۔ یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ ٹائٹینیم فوائل کی سطح مختلف وولٹیجز پر 4 گھنٹے کے لیے آکسائڈائز ہونے سے یکساں اور باقاعدہ نانوٹوبس کی ایک تہہ بنتی ہے، جو ٹائٹینیم سبسٹریٹ پر عمودی طور پر تقسیم ہوتی ہے۔ 20V کے آکسیڈیشن وولٹیج کے تحت ٹائٹینیم سبسٹریٹ پر پیدا ہونے والے نانوٹوبس کا قطر سب سے چھوٹا ہوتا ہے۔ تقریباً 40 ~ 70 nm، سطح بہت سے ٹوٹے ہوئے نانوٹوبس سے ڈھکی ہوئی ہے، شاید اس لیے کہ الیکٹرولائسز کا وقت بہت لمبا ہے، گڑھوں کی تحلیل کا وقت بڑھ جاتا ہے، نانوٹوبس کی لمبائی بڑھ جاتی ہے، اور نینو ٹیوب کی وجہ سے نانوٹوبس متعصب یا ٹوٹ جاتے ہیں۔ دیوار نانوٹوبس کی ایک مخصوص لمبائی کو سہارا دینے کے لیے بہت پتلی ہے۔ ٹیوب کے منہ میں ایک انگوٹھی ہے، جس کی وجہ F کی زیادہ ارتکاز اور گلائکول آرگینک الیکٹرولائٹ میں سست پھیلاؤ کی وجہ سے ہو سکتا ہے، تاکہ نانوٹوب مائکروپورس F بازی کافی نہ ہو، تحلیل کی شرح مستقل نہ ہو، جس کے نتیجے میں منہ Ti0، ایک انگوٹی کی ساخت کی تشکیل، تحلیل کرنے کے لئے شروع کر دیا. یعنی، اس سسٹم میں آکسیڈیشن وولٹیج 20، 30، 40V، آکسیڈیشن ٹائم 4h میں نینو ٹیوبز تیار ہوتے ہیں، وولٹیج میں اضافے کے ساتھ، نینو ٹیوب کا قطر بڑھ جاتا ہے، ساخت صاف اور منظم ہو جاتی ہے۔ جب وولٹیج 50V تک پہنچ جاتا ہے، تو کوئی نینو ٹیوب ڈھانچہ نہیں دیکھا جا سکتا، جس کی وجہ یہ ہے کہ ہائی وولٹیج کی وجہ سے نینو ٹیوبز گر جاتے ہیں، جس سے سپنج کی طرح غیر محفوظ ڈھانچہ بنتا ہے۔ اس سے پتہ چلتا ہے کہ 0.5% امونیم فلورائیڈ کے الیکٹرولائٹ میں آبی ایتھیلین گلائکول محلول (4:1, v/v) میں، آکسیڈیشن وولٹیج کی شدت TiO nanotube ڈھانچے کی تشکیل کو براہ راست متاثر کرتی ہے۔ اگر وولٹیج بہت زیادہ ہو تو تحلیل کی شرح تیز ہو جاتی ہے اور اسفنج جیسا ڈھانچہ بنتا ہے۔
3 نتیجہ
انوڈک آکسیکرن طریقہ، گرمی کے علاج کے ساتھ مل کر، TiO نانوٹوب مورفولوجی اور کرسٹل شکل کی کنٹرول شدہ تیاری حاصل کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ انوڈک آکسیڈیشن وولٹیج، آکسیکرن وقت اور گرمی کے علاج کے عمل کا TiO نانوٹوبس کی مورفولوجی اور کرسٹل لائن کی شکل پر اہم اثر پڑتا ہے۔ اسی آکسیکرن وقت کے تحت، نانوٹوبس کا قطر وولٹیج کے بڑھنے کے ساتھ بڑھتا ہے، اور وولٹیج کے بڑھنے کے ساتھ نانوٹوبس کی دیوار کم ہوتی ہے: اسی آکسیڈیشن وولٹیج کے تحت، نینو ٹیوبز کی دیوار آکسیکرن وقت کے بڑھنے کے ساتھ کم ہوتی ہے، اور قطر nanotubes کی بنیادی طور پر کوئی تبدیلی نہیں ہے. جب آکسیڈیشن وولٹیج 20V ہے اور آکسیڈیشن کا وقت 0.5h ہے، نینو ٹیوب قطر سب سے چھوٹا ہے؛ جب آکسیڈیشن وولٹیج 40V ہے اور آکسیڈیشن کا وقت 0.5h ہے، نینو ٹیوب قطر سب سے بڑا ہے۔ ہیٹ ٹریٹمنٹ کے بعد نانوٹوبس جزوی طور پر منہدم ہو گئے تھے، اور ہیٹ ٹریٹمنٹ نے بنیادی طور پر نانوٹوبس کی ساخت کو متاثر کیا تھا، اور اناٹیس قسم کا ٹائٹینیم ڈائی آکسائیڈ 450 ڈگری پر حاصل کیا گیا تھا۔
