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티탄착체 수용액으로부터 산화티탄 광촉매의 합성

전문가 제언: ○ 산화티탄이 광촉매의 기능을 가지고 있는 것으로 알려진 이후 40년 이상이 경과되었으나 현재도 산화티탄은 가장 유용한 광촉매로 이용되고 있다. 산화티탄의 공업적인 합성은 황산법이나 염소법이 사용되고 있으며 천연에서 산출되는 일메나이트광석이나 루틸광석을 원료로 사용한다.

○ 한편 실험실 수준의 산화티탄 합성은 티탄을 함유하는 용액이 원료로 사용되고 있으나 첨가물이나 처리방법, 조건 등에 관한 검토는 거의 없는데 이는 티탄이 강한 가수분해능을 가지고 있어 티탄테트라이소프로폭시드와 같이 티탄에 대해 알코올을 배위시킨 알콕시드나 4염화티탄 의 강산성용액 등의 가수분해능이 억제된 상태에서 이용되고 있기 때문이다. 이들은 원료 그 자체가 발화성이나 부식성을 가지고 있기 때문에 취급에 주의가 필요하다.

○ 최근 환경의 중요성이 강조되는 시점에서 환경부하가 가장 낮은 용매인 물을 용매로 사용하는 티탄원료를 이용하는 것이 바람직하다. 그러면 취급이 용이하고 환경 저부하형의 프로세스가 가능해진다. 티탄수용액을 실현하기 위해서는 먼저 기술된 티탄이 갖는 강한 가수분해능을 억제할 필요가 있다. 본고의 필자들은 독자의 착체화학기술을 구사하여 수용성 티탄착체의 합성에 성공하였다. 수산티탄착체가 수용성임은 이미 널리 알려져 있었으나 수산은 독성이 강하고 물에서 강산성을 나타내므로 역시 안정성과 안전성에 있어 개선이 요구되었다.

○ 수용성 티탄착체는 배위자가 구연산 등의 천연에 존재하는 유기산으로 수용액은 pH 5~6으로 약산성이나 중성을 보인다. 본고는 필자들이 자신들이 개발한 수용성 티탄착체를 사용하여 티탄착체 수용액의 수열처리에 의한 나노스케일의 산화티탄 합성에 관한 자신들의 최신의 연구결과를 중심으로 하여 소개한 보고서로서 광촉매로서 발전이 기대될 산화티탄의 나노화와 광촉매로서의 활성에 대해 설명하고 있어서 태양전지 개발에 종사하는 연구자들에게 귀중한 자료를 제시하고 있다.

저자: M. kobayashi
자료유형: 학술정보