اکسید تالیوم : خواص، سنتز، تبخیر در ابر رساناها

 

اکسید تالیوم (III) که به آن اکسید تالیک نیز گفته می شود، یک ترکیب شیمیایی از تالیوم و اکسیژن است که در طبیعت به عنوان ماده معدنی کمیاب آوی سینیت یافت می شود.  ساختار آن همانند Mn۲O۳ است که دارای ساختاری مانند بیگزیت می باشد.

 

تالیوم تری اکسید ماده ای با رسانایی بالا می باشد که یک نیمه هادی نوع n از هم گسسته است که می تواند در سلول های خورشیدی استفاده بالقوه داشته باشد. این ماده در اثر واکنش تالیوم با اکسیژن یا پراکسید هیدروژن در محلول قلیایی تالیوم (I) تولید می شود.همچنین می تواند با اکسیداسیون نیترات تالیوم (I) توسط کلر در محلول آبی هیدروکسید پتاسیم ایجاد شود.

 

برای هرگونه استفاده عملی از اکسید تالیم (III) لازم است که همیشه سمی بودن تالیم در نظر گرفته شود و تماس این ماده با رطوبت و اسیدها ممکن است موجب تولید ترکیبات سمی تالیوم گردد.

 

 

خواص و مشخصات شناسایی اکسید تالیوم

 

خواص  مشخصات
شکل فیزیکی                                                  جامد قهوه ای تیره فرمول شیمیایی                                                                     Tl۲O۳
دانسیته                                                                (g/cm۳)۱۰.۱۹ وزن مولکولی                                                         (g/mol)456.76
نقطه ذوب                                                                  (۰C) 717 شماره (CAS No)                                                         ۱۳۱۴-۳۲-۵
حلالیت در آب                                                                نامحلول ساختار کریستالی                                               مکعبی (cI80)

 

سنتز تالیوم اکسید

 

سنتز تالیوم اکسید

 

در سال ۲۰۱۵ مقاله ای با عنوان، روش های مختلف برای سنتز اکسید تالیم (III) و نانو ذرات آن منتشر گردیده است. تالیوم (III) اکسید، یک نیمه هادی نوع n گسسته، و یک منبع تالیوم گرمایی پایدار بسیار نامحلول است که برای کاربردهای در صنعت شیشه، نوری و سرامیک مناسب است.

 

اگرچه اکسید تالیم یک اکسید فلزی مهم است، اما سنتز آن فقط به صورت پراکنده مورد مطالعه قرار گرفته است. در این بررسی مروری بر کلیه مسیرهای مصنوعی برای تهیه اکسید تالیوم (III) بالک و نانو ساختار انجام شده است. این روش ها شامل، الکتروشیمیایی، روش حرارتی، رسوب بخار شیمیایی (CVD)، تابش مایکروویو، روش سل ژل و یک مسیر شیمیایی با استفاده از سوپراکسید پتاسیم می باشد.

 

در روش های الکتروشیمیایی، می توان اکسید تالیوم (III) را به صورت بالک و نانوساختار تهیه کرد و مقدار مواد رسوب شده، ضخامت لایه یا طول سیم ها به ساختار ماتریس زمان رسوب بستگی دارد. روش های حرارتی تکنیک های ساده و موثری هستند که شامل تجزیه حرارتی و کلسیمی پیش سازهای مختلف هستند.

 

با تابش CVD و مایکروویو می توانیم به ترتیب ساختارهای بزرگ و نانو اکسید تالیوم (III) را سنتز کنیم. سنتز محلول یک مرحله ای، دمای اتاق، نانوذرات  تالیم اکسید با اندازه حدود ۱۰ نانومتر با استفاده از سوپراکسید پتاسیم نیز در این کار گزارش شده است.

 

تبخیر در ابررساناها

 

تبخیر در ابررساناها

 

تبخیر اکسید تالیوم (III) و تالیوم فعال در ابررساناهای تالیوم، عنوان مطالعه ای است که در سال ۱۹۹۸ منتشر شده است. واکنش های تبخیر برای هر دو نمونه جامد Tl۲O۳ و یک نمونه ابررسانای Tl تعیین گردیده است.

 

گونه های بخار توسط طیف سنجی جرمی فیوژن Knudsen در محدوده دمایی ۶۵۷ تا ۷۷۳ درجه کلوین برای نمونه های Tl۲O۳ (ها) و ۶۷۲ تا ۸۳۶ کلوین برای Tl ‐ ۲۲۲۳ مورد بررسی قرار گرفته است و همچنین آزمایشات اضافی با تجهیزات تجزیه و تحلیل حرارتی (TGA) نیز انجام شده است.

 

در هر دو مورد تبخیر Tl۲O۳ و Tl-2223، نتیجه گیری شد که گونه های بخار Tl۲O (g) و O۲ (g) هستند و در هر دو فشار بخار و میزان فعالیت شان اندازه گیری شده است. در مقاله ای دیگر، رشد و خصوصیات لایه های نازک اکسید تالیوم (III) توسط رسوب شیمیایی ارگانومتالیک بررسی شده است.