تیتانیوم اتوکسید : خواص، سنتز، ترکیبات، واکنش پذیری و کاربرد!

 

تیتانیوم اتوکسید یک ترکیب شیمیایی به شکل مایعی بی رنگ است که در حلال های آلی محلول است اما به راحتی هیدرولیز می شود. این ماده به صورت تجاری به فروش می رسد. از آلکوکسیدهای تیتانیوم (IV) و زیرکونیوم (IV) در سنتز آلی و علوم مواد استفاده می شود.

 

آنها ساختارهای پیچیده تری را از آنچه در فرمول های تجربی پیشنهاد شده است اتخاذ می کنند. هر دو Ti(OEt)۴ عمدتا به عنوان تترمر با پیوندهای کئوردیناسیونی، هشت وجهی در اطراف مراکز فلزی وجود دارد.

 

دو نوع مرکز تیتانیوم وجود دارد که بستگی به تعداد لیگاندهای نهایی در مقابل اتصالات آلک اکسید دارد. Zr(OEt)۴ از نظر ساختاری مشابه این ماده است و تقارن مجازی ساختار هسته M۴O۱۶ برای ساختارهای تترامر این ترکیبات C۲h می باشد.

 

خواص و مشخصات شناسایی تیتانیوم اتوکسید

 

خواص  مشخصات
شکل فیزیکی                                                         مایع بی رنگ فرمول شیمیایی                                                         C۳۲H۸۰O۱۶Ti۴
دانسیته                                                                 (g/cm۳)۱.۰۸۸ وزن مولکولی                                                     (g/mol) 228.109
نقطه جوش (در ۱۰mmHg)                                        (۰C) 150-152 شماره (CAS No)                                                        ۳۰۸۷-۳۶-۳

 

روش سنتز

 

اتوکسید تیتانیوم از طریق تصفیه تتراکلرید تیتانیوم با اتانول در حضور یک آمین تهیه می شود:

 

TiCl۴ +۴ EtOH + 4Et۳N → Ti(OEt)۴ + ۴Et۳NHCl

 

خلوص اتوکسید تیتانیوم معمولاً توسط طیف سنجی NMR پروتون مورد سنجش قرار می گیرد.

 

ترکیبات مرتبط با تیتانیوم اتوکسید

 

ترکیبات مرتبط با تیتانیوم اتوکسید

 

متوکسید تیتانیوم

 

مانند اتوکسید، متوکسید تیتانیوم به عنوان یک تترامر وجود دارد که هر یک از مراکز فلزی TiIV دارای یک محیط کئوردیناسیونی هشت ضلعی هستند.

 

ایزوپروپاکسید تیتانیوم

 

تیتانیوم اتوکسید با گروه های آلکی بزرگ، Ti(OiPr)۴ به عنوان یک مونومر با محیط چهار ضلعی در اطراف مرکز Ti وجود دارد. این درجه هماهنگی پایین تر با مرکز فلزات به دلیل عمده بودن گروه استراتژیک iPr در مقابل گروه های n-alkyl می باشد، که این امر برای جلوگیری از فعل و انفعالات پل زدن بین مراکز فلزی است.

 

اکسید زیرکونیوم

 

اتو اکسید زیرکونیوم را می توان به روشی مشابه اما با ترکیب تیتانیوم یکسان تهیه کرد:

 

ZrCl۴ + ۵NaOEt + EtOH → NaH[Zr(OEt)۶] + ۴NaCl

 

NaH[Zr(OEt)۶] + HCl → Zr(OEt)۴ + NaCl + 2EtOH

 

سنتز رایج تر برای اکسید زیرکونیوم، تصفیه تتراکلرید زیرکونیوم با الکل و آمونیاک مورد نظر است:

 

ZrCl۴ + ۴ROH + 4NH۳ → Zr(OR)۴ + ۴NH۴Cl

 

اتوکسید زیرکونیوم را می توان با دی کلرید زیرکونوسن نیز تهیه کرد:

 

Cp۲ZrCl۲ + ۴EtOH + 2Et۳N → ۲CpH + 2Et۳NHCl + Zr(OEt)۴

 

واکنش پذیری تیتانیوم اتوکسید

 

واکنش پذیری تیتانیوم اتوکسید

 

از هر دو الکوکسید Ti و Zr می توان برای رسوب فیلم های ریز ساختار دی اکسید تیتانیوم یا ZrO۲ استفاده کرد:

 

M(OEt)۴ + ۲H۲O → MO۲ + ۴EtOH

 

این لایه های نازک از طریق هیدرولیز الکوکسید ایجاد می شوند. اکسیدهای حاصل از نظر شیمیایی مقاوم هستند. ساختار فیلم های اکسید فلز رشد یافته در این ماده تحت تأثیر وجود کاتالیزورهای باز یا اسید برای هیدرولیز می باشد.

 

به طور کلی اسید کاتالیز باعث تولید یک سل می شود که در آن زنجیره های پلیمری به طور تصادفی جهت دار و خطی هستند. در حالت پایه، خوشه های بوته ای یا شبکه های متصل به هم تولید می شوند، این ساختارها می توانند محصولات جانبی حلال و واکنش را به دام بیندازند و یک پوشش ژل مانند ایجاد کنند.

 

الکوکسیدهای TiIV و ZrIV همچنین مواد اولیه بالقوه ای برای کاتالیزورهای زیگلر-ناتا هستند که در پلیمریزاسیون آلکن استفاده می شوند. واسطه ها در هیدرولیز متبلور شده اند، آنها علاوه بر اتوکسید موجود در قسمت خارجی خوشه ها، از اکسیدهای داخلی نیز برخوردار هستند.

 

اثر حلال بر رسوب همگن تیتانیا

 

اثر حلال بر رسوب همگن تیتانیا

 

در سال ۱۹۸۸ میلادی، مقاله ای با موضوع اثر حلال بر رسوب همگن تیتانیا توسط هیدرولیز اتوکسید تیتانیوم منتشر شده است. بر اساس چکیده این مطالعه، در این کار، روشی برای مطالعه و کنترل رشد تیتانیا کلوئیدی توسط هیدرولیز اتوکسید تیتانیوم در الکل اتانول، ۱-بوتانول و ترت بوتیل ایجاد شده است.

 

رشد ذرات از پراکندگی نور لیزر متحرک از تقریباً ۰.۰۲ تا ۱.۰ میکرومتر دنبال شده است. ارزیابی سینتیک رشد ذرات نشان داده که رشد توسط پدیده های سطحی کنترل می شود و نوع رسوب تشکیل شده تحت تأثیر حلال است و این مطالعه یکی از نمونه کاربردهای تیتانیوم اتوکسید می باشد.