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가시광선 응답형 산화티탄 나노튜브의 광촉매작용

전문가 제언: ○ 일반적인 이산화티탄은 페인트나 화장품의 백색안료로 쓰이나 나노 크기의 이산화티탄 입자는 400㎚ 이하의 자외선을 받으면 이 입자들은 유기물 분해기능, 항균 살균 기능, 이에 따른 자정효과 및 친수기능에 따른 김 서림방지 효과를 갖는다. 이런 기능 및 효과는 건축자재, 공기정화, 여러 가지 분야에서 광범위하게 사용된다.

○ 광촉매로서의 산화티탄은 뛰어나나 밴드 갭 에너지가 자외선 영역에 한정되고, 광촉매 입자상에서 산화, 환원반응을 제어할 수 없어 문제이다. 태양광선이나 실내 광원은 대부분이 가시광선이므로 가시광선에서 광촉매기능을 나타낼 수 있게 연구가 진행되고 있다.

○ 최근에 들어서 산화티탄 나노 다공체를 튜브, 와이어, 시트 상으로 개발하여 특징적인 기능을 발휘하도록 하고 있다. 이는 긴 관상형태를 가지며 입자상보다 넓은 표면적과 내부기공 등 특징을 가져 와이어 형태와 더불어 연구에 응용되고 있다. 전기화학적으로 제조한 나노 튜브의 밀착성, 태양전지용 산화티탄튜브의 색소분자 담지 등으로 전지효율 증대, 산화티탄 나노 시트는 광촉매 코팅막, 이차전지의 전극재료 등으로 검토되고 있다.

○ 이 논문에서는 종래의 입자상 산화티탄을 참조로 하여 입자상이 아닌 이산화티탄 나노 튜브에 나노 백금입자를 내부 기공이나, 외벽 등 위치를 선택하여 담지시키고 황을 도핑했으며 또한 철 화합물을 표면에 처리하여 가시광선에서도 촉매 활성이 향상되도록 연구하였다.

○ 나노 테크놀로지는 차세대의 기술로 각광받고 있으며 이중 산화티탄은 그 뛰어난 광촉매 기능으로 여러 분야에서 상업화되고 있으나 기본적으로 가시광선에서의 효과가 현재까지는 시판 제품으로서 미흡하다. 그러나 이 논문이 나노 튜브에 각종 금속 이온을 도핑하여 기능을 향상시킨 것은 바람직한 것이며 다른 금속 등을 이용한 응용 연구 개발에 도움이 될 것으로 본다.

저자: Teruhisa Ohno, Naoya Murakami,Takayuki Fukahori, Yuichi Fujisawa
자료유형: 학술정보