자외선-가시광선 조사에서 작동되는 고기능 산화티탄(Preparation, characterization, and reactivities of highly functional titanium oxide-based photocatalysts able to operate under UV-visible light irradiation: Approaches in realizing high efficiency in the use of visible light)

전문가 제언

□ 물을 H2와 O2로 전기분해에서 TiO2전극의 감광화 효과를 발견한 이래로 TiO2 반도체들의 광촉매 작용은 빛 에너지를 확실히 유용한 화학적 에너지로 효율적인 변환을 목적으로 광범위하게 연구되어 왔다. 특히 의미가 있는 것은 청정, 안전 및 풍부한 태양에너지의 사용을 성공시킬 수 있는 광촉매 과정이다. 극도로 작은 크기 TiO2 나노-입자들은 물론 TiO2/SiO2, TiO2/Al2O3 및 TiO2/B2O3와 같은 극도로 작은 크기 TiO2부분들을 포함하는 2성분 산화물들의 연구도 수행되었다. 특히 100Å이하의 반도성 TiO2 나노-크기 입자들은 양자 크기효과 때문에 광촉매 반응성의 뚜렷한 향상을 나타낸다.

□ 50~200keV 범위의 고전압 가속으로 V, Cr, Fe, Co 및 Ni과 같은 여러 가지 전이금속 이온들의 주입은 효율성의 수준을 달리 하면서, 이들 광촉매들의 흡수띠를 가시광선 영역으로 크게 이동할 수 있다. 그 큰 이동은 금속이온-주입된 TiO2 광촉매들이 25~35%까지의 태양광을 효과적이고 능률적으로 흡수 한다.

□ 이온 클러스터-beam법과 같은 이온-공학 기술을 사용하여 TiO2 박막 광촉매들의 제조도중에, 완전히 신기술인 RF-마그네트론 스퍼터링 석출 법은 광촉매들이 가시광선 조사에서도 흡수할 수 있게 TiO2박막 광촉매들을 변형한다. 가장 최근 연구로서 효율적 가시 광 감응성 TiO2 박막 광촉매들이 고가인 발전된 이온-주입법에 비교하여 저가인 RF-마그네트론 스퍼터링 석출법이 개발될 수 있었다는 것이 중요하다.

□ 발전된 금속이온-주입법과 RF-MS 석출법은 독특한 제2세대 TiO2 광촉매의 개발을 실현시켜 풍부한 태양 에너지의 이용에 많은 혁신적 가능성을 열었다. 태양광 조사에 의한 H2O의 광촉매 분해로 H2의 생산으로 청정에너지의 해결, CO2를 H2O로 환원시켜 유기무질 합성 또는 유독성 염소화 유기물질들의 산화로 지구차원의 환경오염 처리 해결 및 효율적인 태양전지 기술개발과 활용 등이 기대된다. TiO2 광촉매의 연구개발 결과의 진척은 많은 실용화에 획기적 진전을 이루고 있다.

저자

Anpo, M

자료유형

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2004

권(호)

77(8)

잡지명

BULLETIN OF THE CHEMICAL SOCIETY OF JAPAN

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

1427~1442

분석자

여*현

분석물

• 자외선-가시광선 조사에서 작동되는 고기능 산화티탄.pdf [179,418 byte]

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