| 초록 |
유동층은 화학 및 환경산업에서 수십 년간 사용되어 왔다 (Morooka et al., 1990). 이들 중 잠재력이 큰 공정으로는 유동층 화학기상증착(FBCVD; Fluidized Bed Chemical Vapor Deposition)이 있다. 이 공정에서 각각의 입자는 새로운 물질에 의하여 코팅이 되고, 따라서 입자의 물리화학적 특성이 변한다. (Lee et al., 2002) 응용분야로서는 촉매활성도의 향상, 입자에의 다이아몬드 코팅, 그리고 태양전지용 고순도 실리콘의 생산 등이 있다. 특이 이 공정은 분말, 섬유, 그리고 기계 장치의 작은 부품들과 같은 3차원 물체에 균일하게 박막 코팅할 수 있다는 장점이 있다. 기존의 화학기상증착법에서는 표면이 활성가스에 노출되지 않는 부분이 있기 때문에 이러한 3차원 입자에 코팅하는 것이 매우 어려웠다. 입자표면의 개질은 기계적 강도나 안정성, 그리고 활성도와 같은 물리화학적 특성을 향상시키기 위하여 화공산업에서 널리 사용된다. 특히 티타니아를 박막 코팅시킨 유리비드는 기상과 액상에서 NOx와 VOC와 같은 오염물을 제거시키는 광촉매로 효과적으로 사용될 수 있다. 본 연구에서는 고온 진공 상태에서 유동층을 사용하여 기상화학증착을 수행하였으며, 유리비드(0.3~1.0 mm)에 광촉매로 사용하기 위하여 티타니아를 박막 코팅하였다. 최소유동화속도, 고체순환속도와 같은 수력학적 특성을 저압(4 torr)에서 층온도, 기체흐름속도와 같은 조업변수에 따라 파악하였다. (Ding et al., 2000) 박막코팅을 확인하기 위하여 초기입자와 코팅된 입자의 이미지를 SEM/EDXS를 사용하여 촬영하였으며, XPS를 사용하여 표면조성을 분석하였고 XRD로 티타니아의 결정상을 확인하였다. 이와 같은 방법으로 제조된 티타니아/유리비드 입자의 광촉매 활성도에 관하여서는 다음 연구에서 논의될 것이다. |
