Preparation of nanocrystalline photocatalyst films by using a titanium naphthenate

$TiO_2$ films on soda-lime-silica glasses were prepared by spin coating-pyrolysis process using titanium naphthenate as a starting material. As-deposited films were pyrolyzed at $500^{\circ}C$ for 10 min in air and annealed at 500, 550 and $600^{\circ}C$ for 30 min in air. Crystallinity of the film was investigated by X-ray diffraction analysis. A field emission-scanning electron microscope and an atomic force microscope were used for characterizing the surface morphology and the surface roughness of the film. After annealing at 550 and $600^{\circ}C$, the X-ray diffraction patterns consist of only anatase peak. Films annealed at 500 and $550^{\circ}C$ exhibited flat surfaces. While with the increase in annealing temperature to $600^{\circ}C$, the $TiO_2$ film showed abnormal growth of three-dimensional needle-shaped grains. For all samples, high transmittance, above 90 % at 500 nm, was obtained at visible range. To investigate photocatalytic properties, IR absorbance associated with the C-H stretching vibrations of a thin solution-cast film of stearic acid under 365 nm (2.4 mW/$\textrm{cm}^2$) UV irradiation was estimated.

티타늄 나프테네이트를 이용한 나노결정질 광촉매 박막의 제조

티타늄 나프테네이트를 출발 원료로 사용하고 스핀코팅-열분해법을 이용하여 소다-라임-실리카 슬라이드 유리기판 위에 $TiO_2$ 박막을 제조하였다. 도포된 박막은 $500^{\circ}C$로 10분간 공기분위기에서 전열처리를 행하였고, 최종 열처리는 500, 550과 $600^{\circ}C$로 30분간 공기분위기에서 각각 행하였다. X-선 회절분석법을 이용하여 박막의 결정화도를 조사하였고, 전계 방출 주사형 전자 현미경과 원자간력 현미경을 이용하여 $TiO_2$ 박막의 표면미세구조와 표면 거칠기를 조사하였다. 550 과 $600^{\circ}C$로 최종 열처리한 박막의 X-선 회절분석 결과, 아나타제 상만이 존재하였다. 500과 $550^{\circ}C$로 열처리한 박막의 표면은 균질하였으나, 열처리온도가 $600^{\circ}C$로 증가함에 따라서, 박막의 표면에는 바늘모양의 상이 3차원적으로 성장하였다. 모든 박막에 있어서 가시영역에서의 투과율은 500nm에서 90% 이상의 높은 값을 나타냈다. 박막의 광촉매특성을 조사하기 위하여 stearic acid가 코팅된 박막에 365nm 파장의 UV를 2.4mW/$\textrm{cm}^2$의 강도로 조사하여 C-H모드에 대한 IR 흡수단의 변화를 관찰하였다.