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TiO2 코팅 알루미나 입자로 여과막 지지체의 제조

전문가 제언: ○ 세계의 인구가 증가한 결과 점점 물의 수요가 증가하게 되었고 따라서 물이 부족하게 되는 원인이 되었다. 또 지구온난화로 인해서 지구의 평균 온도가 증가하였기 때문에 그만큼 물이 증발하게 되어서 물이 부족하게 되기도 한다. 예를 들어서 알프스 산맥에서는 빙하가 너무 빨리 녹아 그 물이 너무 빨리 말아버린다고 한다.

○ 한편 가지고 있는 물도 여러 가지 이유로 오염되어 사용할 수 없는 경우도 많다. 따라서 염분이 있는 바닷물도 걸러서 식수로 사용해야 할 형편이다. 물을 걸러서 정제하려면 미세한 기공이 균일하게 분포하는 것이 여과막을 갖추는 것이 기본 요건이다. 미세한 여과 층을 형성하려면 기공이 굵은 여과막 지지체에서 기공이 점차 가늘어져서 마지막의 미세한 기공이 여과하는 역할을 하게 된다.

○ 여과막 지지체는 여러 가지의 가혹한 조건에 사용할 경우가 있으므로 물리적이나 화학적으로 안정해야 하며 열적으로도 안정해야 한다. 이와 같은 조건에 재료로서 알루미나가 가장 적합하다. 그러나 굵은 알루미나 입자를 소결하려면 높은 온도가 필요하다. 소결 온도를 낮추기 위하여 여러 가지 소결 보조제를 사용하기도 하지만 일장일단이 있다.

○ 본 연구에서 물성을 바꾸지 않고 알루미나의 소결 온도를 낮추려고 알루미나 입자의 표면에 미세한 TiO2 막을 코팅하였다. TiCl4의 알코올 용액을 적신 알루미나 입자를 대기 중에 유지하여 대기 중의 수분으로 TiCl4를 가수 분해한 결과 TiO2 막을 생성하게 하였다. 1.2wt%의 나노 TiO2와 8wt%의 옥수수 전분을 넣고 6㎫의 압력으로 성형하여 1,650℃에서 2시간 소성한 결과 굽힘 강도 55.4㎫, 기공률 38.2%, 기공 크기 8.0㎛의 다공성 지지체를 만들었다.

○ 각 가정에 정수기를 놓고 수돗물을 여과하여 먹는 우리로서 수질의 악화가 가속되므로 양질의 여과막을 제조하는 것은 우리의 의무라고 생각한다. 본 연구에서 사용한 TiO2 이외에 알루미나의 소결성을 향상할 수 있는 방법이 있는가를 연구해볼 필요가 있다.

저자: Qibing Chang et al.
자료유형: 니즈학술정보