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다공성 산화티타늄 코팅 및 광촉매 활성이 개선된 다공성 산화티타늄 코팅방법

전문가 제언: ○ 산화티타늄의 광촉매 활용기술은 오래전부터 잘 알려진 것으로 그 제조방법은 일반적으로 졸-겔법(sol-gel process), 화학기상증착법(chemical vapor deposition process) 및 스퍼터링법(sputtering process) 등이 있으며 이 중에서 졸-겔법이 가장 간단한 방법으로 알려져 있다.

○ 졸-겔법으로 유리 기재에 산화티타늄을 코팅하는 경우 소다유리를 사용하면 450℃ 이상에서 연화현상이 일어나 변형의 우려가 있으며 산화티타늄의 결정화를 위한 열처리 시에 Na 이온이 확산하여 NaxTiyOz 화합물 층을 형성하므로 촉매효율을 저하시키는 것으로 알려져 있다.

○ 본 발명의 아나타제 산화티타늄 코팅방법은 졸-겔법으로 티타늄 알콕시드계 졸용액에 공극시약(porosity regent)으로 폴리에틸렌글리콜(PEG)을 첨가하여 유리기재(일반 플로팅유리인 표준 투명유리나 철분 함량이 낮은 유리)에 스핀 코팅한 후 약 600℃ 이상의 온도로 가열하여 공극시약을 제거하여 광촉매 활성이 큰 아나타제형 산화티타늄 코팅을 형성하는 방법이다. 광촉매 특성으로는 물에 대한 접촉각이 7~15°로 높은 친수성을 나타내며, 우수한 유기물(스테아린산) 분해능을 나타낸다.

○ 본 발명은 상기한 졸-겔 코팅방법에 있어서 유기 티타늄 알콕시드가 낮은 온도에서 용이하게 분해하는 등의 문제점에도 불구하고 유리 기재 상에서 600℃ 이상의 온도로 가열하여 안정한 다공성 아나타제형 산화티타늄 코팅을 얻을 수 있다는 장점이 있다.

○ 국내에서도 티타늄 광촉매에 관한 기술은 많이 개발되었고 특히 졸-겔법에 의한 산화티타늄 광촉매의 제조방법에 관한 특허도 개발된 바 있다(10-0803738). 다만 유리 기재 상에 유기 티타늄과 유리 성분 중의 Na와의 용이한 반응성에도 불구하고 고온(600℃)에서 안정하고 활성화된 티타늄 광촉매를 코팅하는 기술에 대하여는 아직 개발된 바 없어 앞으로 이에 관한 코팅 기술에 대하여 연구 검토가 이루어져야 할 것이다.

저자: Guardian Industries Corp.
자료유형: 특허정보