Applied Chemistry for Engineering (공업화학)

The Korean Society of Industrial and Engineering Chemistry (한국공업화학회)
권호 표지

Synthesis of Titanium Dioxides Using Low Temperature Combustion Method and Photocatalytic Decomposition of Methylene Blue

저온연소법에 의한 이산화티탄의 합성 및 메틸렌블루의 광촉매 분해반응

  • Baek, Seung Hee (Department of Chemical Engineering, Pukyong National University) ;
  • Jung, Won Young (Department of Chemical Engineering, Pukyong National University) ;
  • Lee, Gun Dae (Department of Chemical Engineering, Pukyong National University) ;
  • Park, Seong Soo (Department of Chemical Engineering, Pukyong National University) ;
  • Hong, Seong-Soo (Department of Chemical Engineering, Pukyong National University)
  • 백승희 (부경대학교 공과대학 응용화학공학부) ;
  • 정원영 (부경대학교 공과대학 응용화학공학부) ;
  • 이근대 (부경대학교 공과대학 응용화학공학부) ;
  • 박성수 (부경대학교 공과대학 응용화학공학부) ;
  • 홍성수 (부경대학교 공과대학 응용화학공학부)
  • Received : 2009.03.23
  • Accepted : 2009.04.21
  • Published : 2009.06.10
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Abstract

Yttrium ions doped $TiO_2$ particles have been prepared using a low temperature combustion method. The physical properties were investigated, together with the activity of $TiO_2$ particles as a photocatalyst for the decomposition of methylene blue. From XRD results, the major phase of all the $TiO_2$ particles prepared under basic condition was an anatase structure but a rutile peak was observed when they are prepared under acidic condition. The crystallite size of $TiO_2$ particles was decreased as the molar ratio of CA/TTIP increased. The photocatalytic activity increased with an increase of CA/TTIP molar ratio and pH in the solution. In addition, the doping of 1.0 mole% yttrium ion on the $TiO_2$ enhanced the photocatalytic activity and showed the higher activity than commercial P-25 catalyst.

저온연소법을 이용하여 이산화티탄과 이트륨 이온이 첨가된 이산화티탄을 합성하였다. 합성조건에 따른 입자의 크기와 모양, 결정성 등에 미치는 영향을 알아보았고, 또한 제조된 촉매의 메틸렌블루의 광분해 활성을 조사하였다. XRD 분석 결과로부터 염기성 조건에서 합성된 경우에는 아나타제형 구조만 나타났으나 산성 및 중성에서는 아나타제와 루틸형이 혼합되어 나타났다. CA/TTIP 비에 관계없이 아나타제형 구조만 나타났으며, CA/TTIP 비가 증가할수록 입자의 크기는 작아지는 것을 볼 수 있다. 소성온도가 $600^{\circ}C$ 이상에서는 아나타제 결정구조가 루틸 결정구조로 변환되기 시작하였다. 한편, 입자들의 모양은 소성온도가 높아질수록 구형으로 변화되었으며, 입자의 크기가 증가하였다. 광촉매 반응의 활성은 CA/TTIP 몰비가 증가할수록, 염기성 조건에서 제조한 경우에 더 높게 나타났으며, $500^{\circ}C$에서 소성시킨 경우에 가장 높은 활성을 보여주었다. 그리고 1 mole% 이트륨 이온을 첨가 시킨 것이 가장 높은 광촉매 활성을 보여주었으며, 상업용 촉매인 P-25 경우보다 높은 활성을 보여주고 있다.

Keywords

Acknowledgement

Supported by : 부경대학교

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