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입자 적층법을 이용한 광촉매 산화티탄의 고속 성막기술

전문가 제언: ○ 산화티탄 중에서 특별한 결정구조를 가진 제품은 자외광에 의해 유기물을 분해하는 기능을 가지고 있어 광촉매 산화티탄으로 불린다. 주요 기능으로서는 환경정화작용(대기, 수질, 토양 등), 탈취작용, 항균작용, 방오염작용, 자체 청소작용 등이 있다.

○ 광촉매산화티탄은 태양광 중의 자외선을 이용하여 반응을 진행시키므로 에너지, 운전비용, 유지보수 등이 필요 없는 획기적인 환경보전기술이다. 광촉매 산화티탄은 파장 380nm 이하의 자외광을 흡수하여 반응성을 가지나 가시광에서도 반응하는 광촉매가 계속 발표되어 여러 면에서 실용화되고 있다.

○ 산화티탄의 광촉매반응에 의한 NOx를 제거하는 기술이 주목을 받고 있다. 자외선 조사에 의한 전자의 여기로 생성된 정공이 대기 중의 수증기를 산화시켜 히드록시라디칼을 생성하고 또한 직접 유기물과 반응한다. 여기된 전자도 산소와 반응하여 슈퍼 옥시던트 음이온을 생성한다. 생성된 활성산소종이 NOx 등의 유해물질과 접촉하여 이들을 산화하거나 무해화한다.

○ 도로 근방에서 배출된 NOx가스와 광촉매를 양호한 효율로 반응시키기 위해서는 고속도로 방음벽, 교량, 가드레일 등의 구조물이나 건축물 표면에 TiO2를 고정하는 것이 바람직하다. 기존의 구조물이나 건축물에 적용할 경우에는 현장 시공성도 요구된다. 따라서 광촉매 TiO2 피막을 큰 면적으로 형성할 수 있는 성막기술의 개발이 요구된다.

○ 본고는 아나타제형 TiO2를 원료분말로 사용하여 콜드 스프레이법으로TiO2 피막을 대기 중에서 대면적으로 고속 성막하는 입자 적층법 기술을 개발하고 그 내용을 소개한 것이다. 아나타제형 TiO2만으로 구성된 피막을 제조할 수 있으므로 자동차 배기가스 중의 NOx를 대기 중에서 제거하는 등 실용에 활용할 수 있을 것으로 생각된다. 본 기술은 일본에서 특허 출원된 기술로서 산화티탄의 기능 활용연구에 큰 도움이 될 것으로 기대된다.

저자: Motohiro Yamada
자료유형: 학술정보