[SHEIKH ĐHT]

Các dạng cấu trúc và tính chất vật lý
Titandioxide TiO2 là một loại vật liệu rất phổ biến trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Chúng được sử dụng nhiều trong việc pha chế tạo màu sơn, màu men, mỹ phẩm và cả trong thực phẩm. Ngày nay lượng TiO2 được tiêu thụ hàng năm lên tới hơn 3 triệu tấn. Ngày nay TiO2 còn được biết đến trong vai trò của một chất xúc tác quang hóa.
Tinh thể Titandioxide- TiO2 có nhiều dạng thù hình trong đó có 2 dạng thù hình chính là:


Cấu trúc của dạng tinh thể anatase và rutile thuộc hệ tinh thể tetragonal Cả 2 dạng tinh thể trên đều được tạo nên từ các đa diện phối trí TiO6 cấu trúc theo kiểu bát diện (hình vẽ), các đa diện phối trí này sắp xếp khác nhau trong không gian. Tuy nhiên trong tinh thể Anatase các đa diện phối trí 8 mặt bị biến dạng mạnh hơn so với Rutile, khoảng cách Ti-Ti ngắn hơn và khoảng cách Ti-O dài hơn. Điều này ảnh hưởng đến cấu trúc điện tử của hai dạng tinh thể, kéo theo sự khác nhau về các tính chất vật lý và hóa học.
Trong tự nhiên dạng tinh thể Anatase và Rutile thường phổ biến hơn các dạng khác.
Đa diện phối trí của TiO2:


Ngay trong hệ tetragonal, do sự gắn kết khác nhau của các đa diện phối trí mà tính chất của Anatase và Rutile cũng có sự khác nhau, bảng dưới đây cho ta các thông số vật lý của hai dạng thù hình này.

Thông số vật lý của Anatase và Rutile


Anatase có cấu trúc tinh thể thuộc hệ tetragonal, tại khoảng nhiệt độ 915 độC thì anatase bắt đầu chuyển sang pha rutile. Vì vậy dạng rutile là phổ biến nhất trong 2 dạng thù hình trên của TiO2 , dạng anatase rất hiếm gặp trong tự nhiên. Tinh thể anatase thường có màu nâu sẫm, đôi khi có thể có màu vàng hoặc xanh, có độ sáng bóng như tinh thể kim loại, tuy nhiên lại rất dễ bị rỗ bề mặt, các vết xước có màu trắng. TiO2 không tồn tại riêng biệt, anatase được tìm thấy trong các khoáng cùng với rutile, brookite, quarzt, feldspars, apatite, hematite, chlorite, micas, calcite...
Tuy nhiên trong cả 2 dạng thù hình trên của TiO2 thì chỉ có dạng Anatase thể hiện tính hoạt động nhất dưới sự có mặt của ánh sáng mặt trời. Đó là do sự khác biệt về cấu trúc vùng năng lượng của Anatase so với Rutile, dẫn đến một số tính chất đặc biệt của Anatase.

Sheikh