균일침전법에 의한 이산화티타늄 제조공정에서 TiOCl₂ 수용액의 Cl^-_total:Ti⁺⁴의 몰 비율이 TiO₂ 결정구조에 미치는 영향

Influence of the Molar Ratio of Cl^-_total:Ti⁺⁴ on the Crystalline Structure in Preparation of TiO₂ from Aqueous TiOCl₂ Solution by Homogeneous Precipitation Method

$TiCl_4$와 염산수용액을 사용하여 균일침전반응으로 브루카이트상과 루틸상의 혼합상 $TiO_2$ 분말을 제조하여 분말특성을 조사하였다. 분석결과로부터 순수한 루틸상과 혼합상이 합성되기 위한 침전용액의 ${Cl^-}_{total}:Ti^{+4}$의 몰 비율이 제시되었다. 또한, 혼합상이 얻어지는 조건에서는 염산의 농도가 증가할수록 브루카이트상의 부피분율이 증가하였으며, 이 분말을 열처리한 결과 브루카이트상은 루틸상으로 직접 상변화하지 않고 $800^{\circ}{\sim}850^{\circ}C$에서 아나타제상으로 상전이한 후 $1000^{\circ}C$에서 최종적으로 안정한 루틸상으로 상변화되었다.

$TiO_2$ powders with rutile and brookite phases were synthesized through homogeneous precipitation of the aqueous $TiOCl_2$ solution, prepared from $TiCl_4$ and HCl solution, and their properties were characterized. Based on the analytical results appropriate molar ratios of ${Cl^-}_{total}:Ti^{+4}$ in precipitating solution for synthesis of pure rutile phase and a mixture of rutile and brookite phases were proposed. The volumetric proportion of brookite increased with increasing HCl concentration under a typical condition obtaining mixed phase of rutile and brookite. The brookite phase in the mixture was transformed to anatase phase by heat treatment at about $800^{\circ}C{\sim}850^{\circ}C$, and finally converted to rutile phase at $1000^{\circ}C$.