고온안정 광활성 아나타제 티타니아 개발을 위한 졸-겔 공정

전문가 제언

○ 아나타제 티타니아와 같은 광촉매(photocatalyst)는 태양광이나 형광등의 자외선을 조사하면 태양전지의 원리처럼 음전기를 가진 전자와 양전기를 가진 정공(h+)이 형성된다. 그 중에서 정공(h+)은 특히 강력한 산화작용을 하는 수산화기(OH radical)를 생성하여 살균, 항균, 수질정화, 냄새제거, 공기정화 등의 효과가 탁월하다.

○ 상온 또는 저온에서 원하는 물성을 가지는 세라믹스를 제조할 수 있는 새로운 재료공정으로서 졸-겔법이 활발히 연구되고 있다. 이는 재료의 구성성분이 원자나 분자단위로의 혼합(결합)이 가능하기 때문이며, 특히 최근 주목받고 있는 나노구조의 재료를 합성하는 방법으로서도 각광을 받고 있다.

○ dip-coating이나 spin-coating 등 침전식 합성기술로는 박막(코팅)을 제조할 수 없는 데 비해, sol-gel 방식은 다른 기술보다 편리하고 겔의 균질성 면에서 보다 효과적이고 분말과 코팅 모두를 한 단계 sol-gel 공정으로 제조할 수 있다.

○ 본 연구에서는 TTIP와 TFA를 1:16 비율로 조성하여 반응, 가수분해, 건조 및 900℃에서 하소된 시료는 표준 시료, Degussa P25 상품 및 초산과 옥살산으로 제조된 시료와 비교하여 훨씬 높은 광촉매 활성도를 나타내고 있다. 고 결정도, 미세다공률, 최소 산소 공공(空孔, vacancy)과 더불어 고온 아나타제 상의 안정성은 광촉매 활성도를 증진시킨다.

○ X-선 광전자 분광법(XPS)과 FTIR 분석에서 확인된 바와 같이 500℃와 900℃ 사이에서 서서히 제거되는 소량의 불소가 격자에 존재함으로써900℃에서도 완전한 아나타제 상을 유지할 수 있는 것이 본 연구의 주요한 발견이다.

○ 본 연구가 졸-겔법을 이용하여 TTIP에 TFA를 첨가하여 가수분해, 건조 및 하소를 통하여 광촉매로 각광을 받고 있는 다공성 아나타제 나노분말을 제조하는 공정을 개발함으로써 향후 이 공정의 상업화에 크게 기여하리라고 믿는다.

저자

Padmanabhan, SC; Pillai, SC; Colreavy, J; Balakrishnan, S; McCormack, DE; Perova, TS; Gunko, Y; Hinder, SJ; Kelly, JM; AF Padmanabhan, Sibu C.; Pillai, Suresh C.; Colreavy, John; Balakrishnan, Sivakumar; McCormack, Declan E.; Perova, Tatiana S.; Gun'ko,

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2007

권(호)

19(18)

잡지명

Chemistry of materials

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

4474~4481

분석자

유*신

분석물

• 고온안정 광활성 아나타제 티타니아 개발을 위한 졸-겔 공정.pdf [233,796 byte]

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