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비표면적이 큰 아나타스형 이산화티탄 나노입자의 제조방법

전문가 제언: ○ 산화물 TiO2의 표면에 광을 쬐이면 여러 가지 표면반응을 일으키는 것으로 알려져 있다. 활성산소가 관여하는 일종의 “광촉매반응”이다. 표면의 유기물을 분해하는 작용이 있어 항균, 악취제거 등 자기청정기능용 소재로, 또 거울이나 유리에 습기를 제거하는 용도로 사용한다. 오래전부터 산화티탄에 관한 연구와 응용은 꾸준히 진행되어 왔다.

○ 이산화티탄은 반도체체이다. TiO2표면에 자외선을 조사하면 전자의 여기(exciting)가 일어난다. 표면에는 “정공(h+)”과 “여기전자(e-)”가 생성한다. 전자-전공 짝이 확산하여 반도체 표면에 도달하면 여기서 흡착물질과 반응함으로서 광 여기 반응이 일어나게 된다. 그 반응의 메커니즘은 다음과 같이 일어난다.

- 보통 환경의 공기 중에서는 “정공(h+)”이 흡착수를 산화해서 OH기를 생성(h++H2O→?OH+H+)하고, “전자(e-)”는 흡착산소를 환원(e-+O2→?O2-, ?O2-+H+?HO2)하여 초산화물을 만든다. 이러한 광반응으로 인하여 활성산소가 여러 가지 유기물을 산화해서 무기물로 만든다. 즉 광촉매 산화반응을 일으키게 된다.

○ 이산화티탄은 광 반도체 가운데서 광 여기로 인한 산화분해반응도 우수하지마는 친수반응도 잘 일어나기 때문에 매우 실용적인 재료이다. TiO2에는 루틸(rutile), 아나타스(anatase), 브르카이트(brookite)로 불리는 3종의 다형(polymorphism)이 존재한다. 박막 TiO2는 졸-겔 법에 의하여 우리나라에서도 태양전지용도로 산업화가 되어 있다.

저자: Verhovsek, Dejan et al.
자료유형: 특허정보