Photo-catalytic Characteristics of Sol-Gel Synthesized TiO2 Thin Film

Thin film of $TiO_2$ was obtained by the sol-gel dip method on the brosilicate glass substrate. It was found that the film was about $1.5{\mu}m$ thick as obtained by 4 successive coatings and annealed at varied temperatures ranged from $300^{\circ}C$ to $1100^{\circ}C$ for 2 hrs. The substrate used was having the surface area of $100mm^2$. Increasing the annealing temperature caused to change in mineralogical phase of titanium oxide i.e., amorphous, crystalline antase to rutile phases. The particle size of the titanium oxide film were ranged from $0.1{\sim}0.54{\mu}m$ estimated by the SEM analysis. The material showed an absorbance maximum at the wavelength 390nm obtained by UV-visible spectrophotometer. These results therefore, indicated that the $TiO_2$ film obtained relatively at low annealing temperature consisted predominantly with anatase phase; possessed higher photocatalytic behavior i.e., 2.4 times higher than that of only UV lamp irradiation.

졸-겔법을 이용한 TiO2 박막의 광촉매 특성

$TiO_2$ 박막을 저온 열처리 졸-겔 법으로 합성하였다. 박막의 기판은 면적이 $100mm^2$인 붕규산염 유리를 사용하여 시료를 $300^{\circ}C$부터 $1100^{\circ}C$까지 열처리하였고, 이때 제조된 박막의 두께는 약 $1.5{\mu}m$정도였다. $300^{\circ}C$에서 2시간 동안 열처리한 $TiO_2$ 박막은 아나타제 상을 나타내었고 열처리 온도가 증가함에 따라 비정질 상태에서 아나타제상과 루타일 상이 공존하면서 각 상의 분율이 변화하였다. SEM 분석에 의하면 박막의 입자 크기는 $0.1{\sim}0.54{\mu}m$이었으며 Uv-visible 반사특성에 있어서 390nm부근에서 광흡수가 되는 것을 알 수 있었다. 따라서 낮은 열처리 온도에서 생성된 $TiO_2$ 박막은 주로 아나타제 상을 가지며 광촉매 특성을 2.4배 증가시키는 것으로 나타났다.