metallidioksidit

Metallidioksidit ovat yhdisteitä, joiden yleinen koostumus on MO2. Useimmat MO2-yhdisteet sisältävät metalleja, joiden oksidiaste on +4, ja niillä on laaja sovellusalue sekä tutkimuksessa että teollisuudessa.

Rakenne ja polymorfia: Monet metallidioksidit muodostavat rutile- tai cassiterite-tyyppisiä kideverkkoja. TiO2 esiintyy useina polymorfioina (rutile, anatase, brookite). SnO2 vastaa cassiteritea, joka on rutile-tyyppinen rakenne. Joillakin MO2-yhdisteillä voi olla pieniä epästoikiometrioita, mikä vaikuttaa johtavuuteen ja muihin ominaisuuksiin.

Ominaisuudet: MO2-yhdisteiden sähköiset ja optiset ominaisuudet vaihtelevat suuresti. Monet ovat eristeitä tai puolijohteita, kuten TiO2, jolla on laaja band gap (noin 3,0–3,2 eV). Toiset, kuten RuO2 ja IrO2, ovat johtavia ja toimivat elektrodi- tai katalyyttimateriaalina. TiO2:n korkea refraktiivisuus ja sen värivaihtelu tekevät siitä tärkeän pigmentin sekä fotokatalyyttisenä materiaalina.

Käyttö ja valmistus: TiO2 on maailmanlaajuisesti käytetty valkoinen pigmentti, ja sen fotokatalyyttisiä ominaisuuksia hyödynnetään veden puhdistuksessa sekä orgaanisten yhdisteiden hajottamisessa valossa. SnO2 ja muut MO2:t ovat tärkeitä sensorimateriaaleja ja elektrodeja. Valmistusmenetelmät sisältävät korkean lämpötilan reaktioita, hydrotermalista kasvua, sol-gel-tekniikkaa sekä kemiallista höyrystystä (CVD); dopingin avulla voidaan muuttaa johtavuutta, band gapia tai pintakerrosten ominaisuuksia.

Luonnon esiintyminen: Metallidioksideja esiintyy luonnossa mineraaleina, kuten rutile TiO2 ja cassiterite SnO2.