কালো টাইটানিয়াম কি? কালো টাইটানিয়াম স্টেইনলেস স্টীল ছবি

কালো টাইটানিয়াম একটি অজৈব যৌগিক রঙ্গক যা উচ্চ কালোত্ব এবং ভাল শারীরিক ও রাসায়নিক স্থিতিশীলতা। এটি সাধারণত টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড হ্রাস করে প্রাপ্ত হয় এবং সোডিয়াম ক্লোরাইড কিউবিক ক্রিস্টাল এবং রুটাইল টেট্রাগোনাল ক্রিস্টালের মিশ্র পাউডার গঠন রয়েছে। কালো টাইটানিয়ামের উচ্চ তাপ প্রতিরোধের, অ্যাসিড এবং ক্ষার প্রতিরোধের, উচ্চ লুকানোর ক্ষমতা এবং ভাল বিচ্ছুরণযোগ্যতা রয়েছে এবং এটি একটি পরিবেশ বান্ধব এবং অ-বিষাক্ত উপাদান।

I. কালো টাইটানিয়াম একটি টাইটানিয়াম সংকর ধাতু নয়
কালো টাইটানিয়াম একটি স্টেইনলেস স্টীল উপাদান। স্টেইনলেস স্টিলের পৃষ্ঠকে কালো দেখাতে এটি একটি বিশেষ পৃষ্ঠ চিকিত্সা প্রক্রিয়া যেমন ইলেক্ট্রোপ্লেটিং বা ওয়াটার প্লেটিং ব্যবহার করে। এই চিকিত্সা পদ্ধতিটি শুধুমাত্র স্টেইনলেস স্টিলের আলংকারিক প্রভাব বাড়ায় না, তবে এর জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা, পরিধান প্রতিরোধ এবং অতিবেগুনী বিকিরণের প্রতিরোধকেও উন্নত করে।

 

কালো টাইটানিয়াম স্টেইনলেস স্টিল প্লেটের উপাদানে সাধারণত বিভিন্ন ধরনের স্টেইনলেস স্টিল থাকে যেমন 201, 304, 316, ইত্যাদি, যার পুরুত্ব 0.28mm থেকে 5mm পর্যন্ত হয়। ভৌত বৈশিষ্ট্যের ক্ষেত্রে, কালো টাইটানিয়াম স্টেইনলেস স্টিলের ঘনত্ব প্রায় 7.92 g/cm³, ইলাস্টিক মডুলাস 200 GPa, প্রসার্য শক্তি 520 MPa, প্রসারণ 40%, এবং কঠোরতা 207HBW। রাসায়নিক গঠনের দিক থেকে, এতে কার্বন, সিলিকন, ম্যাঙ্গানিজ, ফসফরাস, সালফার, ক্রোমিয়াম, নিকেল এবং মলিবডেনামের মতো উপাদানগুলির একটি নির্দিষ্ট অনুপাত রয়েছে।

 

কালো টাইটানিয়াম স্টেইনলেস স্টিলের প্রকারের মধ্যে রয়েছে কালো টাইটানিয়াম ব্রাশ করা, কালো টাইটানিয়াম ফ্রস্টেড এবং কালো টাইটানিয়াম মিরর, ইত্যাদি। এই ধরনের মিরর পলিশিং, ব্রাশ করা স্যান্ডব্লাস্টিং বা এচিং এর মতো প্রক্রিয়াকরণের সময় বিভিন্ন পৃষ্ঠ চিকিত্সা প্রক্রিয়া ব্যবহার করতে পারে। তাদের মধ্যে, কালো টাইটানিয়াম আয়না স্টেইনলেস স্টীল প্লেটটি সাধারণ স্টেইনলেস স্টিলের প্লেটে গ্রাইন্ডিং এবং পলিশিং দ্বারা তৈরি করা হয় এবং তারপরে টাইটানিয়াম প্লেটিং এর পৃষ্ঠে একটি জারা-প্রতিরোধী কালো টাইটানিয়াম স্তর তৈরি করে।

 

কালো টাইটানিয়াম স্টেইনলেস স্টিলের উৎপাদন প্রক্রিয়ায় প্রধানত ইলেক্ট্রোপ্লেটিং এবং ওয়াটার প্লেটিং অন্তর্ভুক্ত থাকে। ইলেক্ট্রোপ্লেটিং-এর রঙ ধূসর, যখন জলের প্রলেপের রঙ তুলনামূলকভাবে কালো। যদি 304 বা 316 স্টেইনলেস স্টীল প্লেট কালো টাইটানিয়ামের জলের প্রলেপের জন্য ব্যবহার করা হয় তবে গ্রাহকের প্রয়োজনীয়তা অনুসারে রঙটি কালো বা নীলে সামঞ্জস্য করা যেতে পারে। কালো টাইটানিয়াম স্টেইনলেস স্টীল প্লেট প্রক্রিয়াকরণ প্রক্রিয়ায় তুলনামূলকভাবে সহজ, রঙ স্থিতিশীল, এবং খুব কমই গুরুতর রঙ পার্থক্য সমস্যা আছে। এটি শক্তিশালী আলংকারিক বৈশিষ্ট্য আছে। একটি বহুমুখী রঙ হিসাবে, কালো একটি উচ্চ-শেষ এবং বায়ুমণ্ডলীয় আলংকারিক প্রভাব তৈরি করতে বিভিন্ন দৃশ্যে প্রয়োগ করা যেতে পারে।

 

২. কালো টাইটানিয়াম আছে?
1. টাইটানিয়াম সাবক্সাইড
টাইটানিয়াম সাবক্সাইড একটি অত্যন্ত সক্রিয়, বিশুদ্ধ কালো অজৈব নতুন শক্তি কার্যকরী উপাদান, এবং এর রঙ কালো।

রাসায়নিক গঠনের ক্ষেত্রে, এটি টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড (TiO2) এবং ধাতব টাইটানিয়ামের মধ্যে রয়েছে। পলিক্রিস্টালাইন এবং স্ফটিক ফর্ম সহ এটির বিভিন্ন ধরণের রয়েছে, যার মধ্যে সবচেয়ে সাধারণ হল অ্যানাটেস এবং রুটাইল। অ্যানাটেস-টাইপ টাইটানিয়াম সাবঅক্সাইডের গঠন একটি টেট্রাগোনাল সিস্টেম, এবং রুটাইল-টাইপ টাইটানিয়াম সাবঅক্সাইডের গঠন একটি ষড়ভুজাকার সিস্টেম।

 

টাইটানিয়াম সাবঅক্সাইড একটি পরিবেশ বান্ধব এবং অ-বিষাক্ত উপাদান যা খাদ্য-গ্রেড নিরাপত্তা মান পূরণ করে এবং কম কার্বন অর্থনীতির উন্নয়নের চাহিদা পূরণ করে ত্বকের ক্ষতি করে না। টাইটানিয়াম সাবঅক্সাইডের ভালো বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা রয়েছে, বিশেষ করে Ti4O7 ফেজ, যার একক স্ফটিক পরিবাহিতা 1500S/cm³ পর্যন্ত। উপরন্তু, টাইটানিয়াম সাবঅক্সাইডের উচ্চ তাপীয় স্থিতিশীলতা এবং ভাল বিচ্ছুরণযোগ্যতা রয়েছে এবং সমানভাবে জল এবং রজনে ছড়িয়ে দেওয়া যেতে পারে।

 

টাইটানিয়াম সাবঅক্সাইডের কালো বৈশিষ্ট্যগুলি এটিকে ফটোক্যাটালিস্ট, ব্যাটারি ইলেক্ট্রোড উপকরণ, এলইডি ব্ল্যাক ম্যাট্রিক্স উপকরণ এবং অন্যান্য ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত করে তোলে। এর অনন্য ভৌত এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যের কারণে, টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইডকে ব্যাটারি ক্ষেত্রে গ্রাফাইট প্রতিস্থাপনের জন্য ক্যাথোড হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে যাতে চার্জ এবং ডিসচার্জ চক্রের কারণে ক্যাপ্যাসিট্যান্স অ্যাটেন্যুয়েশন কম হয়। একই সময়ে, এটি রাসায়নিক শিল্প, ইলেক্ট্রোমেটালার্জি, ইলেক্ট্রোপ্লেটিং, পরিবেশ সুরক্ষা শিল্প এবং জল চিকিত্সার ক্ষেত্রেও ভাল কার্যকারিতা দেখায়।

1>টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড বৈশিষ্ট্য
① ভৌত বৈশিষ্ট্য: ঘরের তাপমাত্রায় এর ভালো বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা রয়েছে, বিশেষ করে Ti4O7, যার একক স্ফটিক পরিবাহিতা 1500Scm-1। আয়তনের ঘনত্ব হল 3.15 g/cm³―3.18g/cm³।
② রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য: এটি উচ্চ রাসায়নিক স্থিতিশীলতা এবং জারা প্রতিরোধের আছে. 50 ডিগ্রী এবং 42% ঘনত্ব H2SO4, স্থির ক্ষয়ের হার মাত্র 0.019g/m²/দিন। এটির ভাল ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল বৈশিষ্ট্য রয়েছে। ঘরের তাপমাত্রায়, কার্যকারী কারেন্ট 5-20mA/cm² এ নিয়ন্ত্রিত হয়। উপাদান হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেন বিবর্তন প্রতিক্রিয়ার জন্য ইতিবাচক এবং নেতিবাচক উভয় ইলেক্ট্রোড হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে, এবং হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেন বিবর্তনের অত্যধিক সম্ভাবনা খুব বেশি।
③ তাপীয় স্থিতিশীলতা: অক্সিডাইজিং বায়ুমণ্ডলে টাইটানিয়াম অক্সাইডের তাপমাত্রা রোধ 600 ডিগ্রির কম, এবং পাউডার কণার আকার 1.0μm এর থেকে কম বা সমান।
④ পরিবেশগত সুরক্ষা এবং অ-বিষাক্ততা: এটি খাদ্য-গ্রেড নিরাপত্তা মান পূরণ করে, ত্বকের ক্ষতি করবে না এবং কম কার্বন অর্থনীতির উন্নয়ন চাহিদা পূরণ করে।

 

2>টাইটানিয়াম অক্সাইডের প্রয়োগ ক্ষেত্র
① ব্যাটারি ক্ষেত্র: গ্রাফাইটের ক্যাথোড বিকল্প হিসাবে, এটি চার্জ এবং স্রাব চক্রের কারণে ক্যাপাসিট্যান্স ক্ষয় কমাতে পারে; এটি জ্বালানী কোষ, দস্তা-বায়ু ব্যাটারি এবং প্রবাহ ব্যাটারির জন্য ইলেক্ট্রোড এবং বাইপোলার উপকরণ হিসাবে ব্যবহৃত হয়।
② রাসায়নিক শিল্প: এর চমৎকার রাসায়নিক স্থিতিশীলতা এবং পরিবাহিতার কারণে, এটি ক্লোর-ক্ষার শিল্প, ক্লোরেট উত্পাদন, ডাইক্রোমিক অ্যাসিড প্রস্তুতি এবং জৈব ইলেক্ট্রোসিন্থেসিসে ব্যবহার করা যেতে পারে।
③ ইলেক্ট্রোমেটালার্জি ক্ষেত্র: ইলেক্ট্রোলাইটিক জিঙ্ক জমা, ধাতু পুনরুদ্ধার, ইলেক্ট্রোলাইটিক ম্যাঙ্গানিজ অক্সাইড, ধাতু ফয়েল উত্পাদন এবং মুদ্রিত সার্কিট বোর্ড এচিং সমাধানের পুনর্ব্যবহার করার জন্য একটি ইলেক্ট্রোড হিসাবে।
④ ইলেক্ট্রোপ্লেটিং ক্ষেত্র: যেহেতু ইলেক্ট্রোলাইটে ফ্লোরাইড আয়নগুলির মতো অত্যন্ত ক্ষয়কারী পদার্থ রয়েছে, তাই টাইটানিয়াম অক্সাইড ইলেক্ট্রোডে উচ্চ অক্সিজেন বিবর্তন ওভারসম্ভাব্য, শক্তিশালী ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা, পরিধান প্রতিরোধের এবং স্থিতিশীল ইলেক্ট্রোডের আকার রয়েছে।
⑤ পরিবেশ সুরক্ষা শিল্প এবং জল চিকিত্সা ক্ষেত্র: জৈব দূষণকারী এবং ল্যান্ডফিল লিচেটের ইলেক্ট্রোক্যাটালিটিক অবক্ষয়, ফেনল বর্জ্য জলের ইলেক্ট্রোক্যাটালিটিক চিকিত্সা, মুদ্রণ এবং রঞ্জক বর্জ্য জলের চিকিত্সা, তেলক্ষেত্রের বর্জ্য জল চিকিত্সা, হাসপাতালের পয়ঃনিষ্কাশন চিকিত্সা, সামুদ্রিক জলের জলের ইলেক্ট্রোলাইসিস, ডিহাইড্রোজেন উৎপাদনের জন্য ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। , জল নির্বীজন এবং ওজোন উত্পাদন ইলেক্ট্রোলাইসিস.
⑥ ক্যাথোডিক সুরক্ষা ক্ষেত্র: তেল স্টোরেজ ট্যাঙ্ক, জাহাজ, ডক, সেতু এবং চাঙ্গা কংক্রিটের জারা সুরক্ষা এবং মাটির ক্যাথোডিক সুরক্ষার জন্য ব্যবহৃত হয়।
সোল-জেল পদ্ধতি, হাইড্রোথার্মাল পদ্ধতি, উচ্চ-তাপমাত্রা জারণ পদ্ধতি ইত্যাদি সহ টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড প্রস্তুত করার জন্য বিভিন্ন পদ্ধতি রয়েছে।

 

2. কালো টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড
প্রথাগত টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড হল একটি সাদা রঙ্গক যা লেপ, প্লাস্টিক, কাগজ তৈরি এবং অন্যান্য শিল্পে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। যাইহোক, হাইড্রোজেনেশন, রাসায়নিক হ্রাস, অ্যানোডাইজিং-অ্যানিলিং এবং অন্যান্য পদ্ধতির মতো বিশেষ রাসায়নিক চিকিত্সার মাধ্যমে টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইডকে কালো করা যেতে পারে।

ঐতিহ্যগত সাদা টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইডের সাথে তুলনা করে, এই কালো টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড উল্লেখযোগ্যভাবে বর্ধিত আলো শোষণ এবং ইলেক্ট্রন পরিবহন ক্ষমতা প্রদর্শন করে, অপটিক্যাল শোষণের বৈশিষ্ট্য উন্নত করেছে এবং সৌর বর্ণালীর অতিবেগুনী থেকে অবলোহিত অঞ্চলে আলো শোষণ করতে পারে। এটি প্রধানত এর বিশেষ কোর-শেল গঠনের কারণে, যার বাইরের শেলটি একটি অক্সিজেন-স্বল্পতাপূর্ণ নিরাকার স্তর এবং ভিতরের কোরটি মূল স্ফটিক পর্যায়।

এই কাঠামোর সাথে টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড ফটোক্যাটালিটিক কর্মক্ষমতাতে উচ্চতর কার্যকলাপ প্রদর্শন করে, বিশেষ করে দৃশ্যমান আলো এবং কাছাকাছি-ইনফ্রারেড আলো অঞ্চলের শোষণ ক্ষমতাতে, যা সৌর শক্তির ব্যবহার দক্ষতা উন্নত করার জন্য অত্যন্ত তাৎপর্যপূর্ণ। এটি ফটোক্যাটালাইসিস, সৌর কোষ, সৌর তাপ সংগ্রহ ইত্যাদি ক্ষেত্রে সম্ভাব্য প্রয়োগের মান তৈরি করে এবং শক্তি ক্ষেত্রে টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইডের প্রয়োগের সম্ভাবনার জন্য একটি নতুন গবেষণা দিক প্রদান করে।
① ফটোহাইড্রোজেন উত্পাদন: দৃশ্যমান আলো এবং এমনকি কাছাকাছি-ইনফ্রারেড আলো শোষণ করার ক্ষমতার কারণে হাইড্রোজেন তৈরি করতে ফটোক্যাটালিটিক জলের পচনের জন্য কালো TiO2 ব্যাপকভাবে অধ্যয়ন করা হয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, হাইড্রোজেনেশন দ্বারা উত্পাদিত Ti3+ আয়ন এবং অক্সিজেন শূন্যস্থানগুলি দৃশ্যমান আলোর শোষণ, চার্জ ক্যারিয়ার ক্যাপচার ক্ষমতা এবং চার্জ পৃথকীকরণ ক্ষমতাকে উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করতে পারে, যার ফলে ফটোক্যাটালিটিক হাইড্রোজেন উৎপাদনের দক্ষতা উন্নত হয়।
② ফটোইলেক্ট্রোকেমিক্যাল হাইড্রোজেন উৎপাদন: ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল রিডাকশন পদ্ধতি দ্বারা তৈরি কালো TiO2 ন্যানোটিউব অ্যারে বর্ধিত ফটোইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ওয়াটার স্প্লিটিং কর্মক্ষমতা দেখায়, যা কার্যকরভাবে ফটোইলেক্ট্রোকেমিক্যাল হাইড্রোজেন উৎপাদনের দক্ষতা উন্নত করতে পারে।
③ জৈব পদার্থের ফটোডিগ্রেডেশন: কালো TiO2 এর বিভিন্ন ধরনের জৈব দূষণকারী যেমন ফেনল, সক্রিয় কালো 5, রোডামাইন বি, মিথিলিন ব্লু, ইত্যাদির জন্য অত্যন্ত উচ্চ ফটোডিগ্রেডেশন দক্ষতা রয়েছে এবং এটি পরিবেশ দূষণকারী অপসারণ করতে ব্যবহৃত হয়।
④ ফটোকেমিক্যাল সেন্সর: কালো TiO2 এর চমৎকার আলো শোষণ কর্মক্ষমতার কারণে ফটোকেমিক্যাল সেন্সর তৈরিতেও ব্যবহার করা হয়, যা পরিবেশে জৈব দূষণকারী সনাক্ত করতে ব্যবহৃত হয়।
⑤ ক্যান্সার ফটোথার্মাল থেরাপি: পলিথিন গ্লাইকোল-কোটেড হাইড্রোজেনেটেড কালো TiO2 ক্যান্সার নির্ণয় এবং চিকিত্সার জন্য অধ্যয়ন করা হয়েছে, ভাল ফটোথার্মাল থেরাপির প্রভাব দেখায়।
⑥ অন্যান্য শক্তি এবং পরিবেশগত প্রয়োগ: কালো TiO2 অন্যান্য শক্তি রূপান্তর এবং পরিবেশগত প্রতিকারের ক্ষেত্রেও অধ্যয়ন করা হয়েছে, যেমন ফটোক্যাটালিটিক CO2 হ্রাস, ব্যাকটেরিয়ারোধী জীবাণুমুক্তকরণ ইত্যাদি।

 

কালো টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইডের উপর গবেষণার অগ্রগতি দেখায় যে এর আলো শোষণের কার্যকারিতা এবং ফটোক্যাটালিটিক কার্যকলাপ বিভিন্ন সংশ্লেষণ পদ্ধতি এবং ত্রুটি প্রকৌশলের মাধ্যমে নিয়ন্ত্রিত করা যেতে পারে, যার ফলে ফটোক্যাটালাইসিসের ক্ষেত্রে অ্যাপ্লিকেশনের একটি বিস্তৃত পরিসর অর্জন করা যায়। যদিও কিছু গবেষণার অগ্রগতি হয়েছে, কালো TiO2 এর কার্যকারিতা এখনও প্রকৃত উত্পাদন প্রয়োজনীয়তা থেকে অনেক দূরে এবং কিছু মূল ফটোক্যাটালিটিক প্রক্রিয়া এখনও অস্পষ্ট। এর ফটোক্যাটালিটিক দক্ষতা এবং ফটোকোয়ান্টাম দক্ষতা উন্নত করার জন্য আরও গবেষণা প্রয়োজন।