| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2018년 봄 (05/16 ~ 05/18, 삼척 쏠비치 호텔&리조트) |
| 권호 | 24권 1호 |
| 발표분야 | E. 환경/센서 재료 분과 |
| 제목 | Ti ion complex를 이용한 TiO2/TiO2 core/shell 구조의 메틸렌블루 광촉매 특성평가(Evaluation of methylene blue photocatalytic properties of TiO2/TiO2 core/shell structure using Ti ion complex) |
| 초록 | 광촉매 반응은 빛을 받은 표면에서 생성된 강한 산화력에 의해 광촉매 표면에 흡착된 물질을 분해하는 반응이다. 광촉매로 잘 알려진 이산화티타늄 (TiO2)은 환경 친화적 물질로 넓은 밴드갭(Band-gap)과 높은 굴절특성으로 인해 화장품, 태양전지 등 다양한 분야에 사용되는 반도체 재료이다. 하지만 TiO2 광촉매는 TiO2 의 물리 화학적인 성질 때문에 나노 입자의 응집이 쉽고, 열처리시 표면적의 감소와 넓은 밴드갭 (약 3.2eV)으로 인한 가시광선 광활성의 부족하다는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 개선하기 위해 다양한 방법으로 나노 입자의 TiO2와 core@shell 구조의 광촉매의 지지체로써 TiO2를 제조하는 연구가 진행되고 있다. 하지만 나노 입자의 TiO2를 제조하고, 코팅하기 위해선 TTIP, TiCl4, TiSO4 등 공기 중 반응성이 높은 전구체를 사용해야 하고, ALD와 CVD 등의 고가의 공정을 이용해야 한다는 문제점이 있다. 이러한 문제를 해결하고자 친환경적이고 저가의 공정으로 광촉매 특성을 증가시키는 연구가 필요하다. 본 연구에서는 저가의 티타늄 전구체를 이용하여 Ti ion complex를 형성한 뒤 간단한 방법으로 상용 이산화티타늄 (Degussa P25) 입자표면을 코팅하여 TiO2@TiO2 core@shell을 제조하였다. Ti ion의 열처리 온도와 비율에 따른 특징을 비교하기 위한 실험을 진행하였다. TiO2@TiO2 core@shell 구조의 특성을 SEM, TEM, XRD, BET를 이용하여 확인하였고, UV-visible spectroscopy 분석을 통해 광촉매 특성을 상용 이산화티타늄 (Degussa P25)과 비교하여 평가하였다. 그 결과, 분해속도 -ln(C/C0)=kt로 도출한 kinetic 상수 값이 상용화 된 이산화티타늄 (Degussa P25)보다 저온에서 열처리한 촉매가 가장 높은 광분해 효율을 보여주었다. 또한 광촉매 실험을 통해 core@shell 구조의 입자가 단일구조의 입자보다 소량의 투입량으로도 우수한 특성을 보였으며, 이를 통해 소량의 광촉매와 저가의 공정으로 더 좋은 활성을 지닌 광촉매 합성 기술을 개발하였다. |
| 저자 | 황지용, 김도연, 한도형, 지승환, 이진호, 윤혜원, 김우병 |
| 소속 | 단국대 |
| 키워드 | <P>Photocatalysis; Ti ion complex; TiO<SUB>2</SUB>@TiO<SUB>2</SUB>; CSNs</P> |
