Journal of the Korean Industrial and Engineering Chemistry, Vol.14, No.2, 224-229, April, 2003
반응매개체로 사용한 염산과 반응시간이 TiO2 분말제조에 미치는 영향
Effect of HCl Used as Reaction Medium and Reaction Time on the Synthesis of Titanium Dioxide Powder
E-mail:
초록
다양한 농도의 염산으로 제조한 TiOCl2 수용액으로부터 반응시간에 따라 침전반응으로 TiO2를 제조하였다. 1.0 M과 4.0 M 염산을 사용하여 얻은 분말의 결정구조는 순수한 루틸상이고, 2.0 M ~ 3.5 M에서는 브루카이트상과 루틸상의 혼합상이 생성되었다. 브루카이트상이 지배적인 결정구조를 이루는 TiO2 제조를 위한 용액의 적정 Cl-1total: Ti+4의 비율이 존재하며, TiOCl2 수용액의 Ti+4농도가 증가할수록 브루카이트상이 생성되기 위한 Cl-1total: Ti+4의 비율이 감소하였다. 브루카이트상 TiO2는 반응시간의 증가에 따라 루틸상으로 직접 상변화가 진행되었다. 또한, 염산농도가 증가할수록 Ti+4이 TiO2로 전환되는데 필요한 산소의 공급원인 H2O의 양이 상대적으로 작아서 침전반응이 느리게 진행되었으며, 생성효율의 증가를 위해서는 반응시간의 증가가 필요하였다.
TiO2 was synthesized by precipitation from aqueous TiOCl2 solution, which was prepared by using HCl at various concentrations and reaction time. Pure rutile type TiO2 was obtained when the concentration of HCl solution was 1.0 M and 4.0 M, while a mixture of rutile and brookite was obtained at 2.0 ~ 3.5 M HCl. There was optimum ratio of Cl-1total: Ti+4 in obtaining brookite-type TiO2, and the ratio decreased with increased Ti+4 concentration. The bookite transformed directly to rutile phase with increase of the reaction time only. The precipitation was delayed with increase of HCl concentration because the amount of H2O, which in necessary for the conversion of Ti+4 to TiO2, was relatively reduced. Therefore, in order to increase the productive efficiency it was required longer reaction time.
- Zheng Y, Shi E, Chen Z, Li W, Hu X, J. Mater. Chem., 11, 1547 (2001)
- Pottier A, Chaneac C, Tronc E, Mazerolles L, Jolivet J, J. Mater. Chem., 11, 1116 (2001)
- Kim SJ, Park SD, Jeong YH, J. Am. Ceram. Soc., 82(4), 927 (1999)
- Gao L, Zhang Q, Mater. Trans., 42(8), 1676 (2001)
- Wang CC, Ying JY, Chem. Mater., 11(11), 3113 (1999)
- Nam HD, Lee BH, Kim SJ, Jung CH, Lee JH, Park SD, Jpn. J. Appl. Phys., 37, 4603 (1998)
- Park SD, Cho YH, Kim WW, Kim SJ, J. Solid State Chem., 146, 230 (1999)
- Zhang Q, Gao L, Guo J, J. Eur. Ceram. Soc., 20, 2153 (2000)
- Yang J, Mei S, Ferreira JM, J. Am. Ceram. Soc., 83(6), 1361 (2000)
- Ye X, Sha J, Jiao Z, Zhang L, Nanostructure Mater., 8(7), 919 (1997)
- Kominami H, Kohno M, Kera Y, J. Mater. Chem., 10, 1151 (2000)
- Tompsett GA, Bowmaker GA, Cooney RP, Metson JB, Rodgers KA, SEakins JM, J. Raman Spectroscopy., 26, 50 (1995)
- Zheng YQ, Erwei S, Cui SX, Li WJ, Hu XF, J. Mater. Sci. Lett., 19(16), 1445 (2000)
- Cheng H, Ma J, Zhao Z, Qi L, Chem. Mater., 7, 663 (1995)