• Title/Summary/Keyword: $Ti/IrO_2$

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염료태양전지용 다공질 구조 $TiO_2$ 박막 제작 및 특성 평가 (Synthesis of nanoporous $TiO_2$ films for dye-sensitized solar cells application)

  • 한덕우;박병욱;곽동주;성열문;이돈규
    • 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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    • 한국조명전기설비학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.197-200
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    • 2008
  • 본 연구에서는 Ketjen black을 이용한 DSCs (Dye-sensitized solar cells)용 다공질의 $TiO_2$ nano-powder 제작기술을 제안한다. $TiO_2$ powder는 sol-gel연소법에 의해 Ti-isopropoxide와 2-propanol을 사용하여 제작되었으며, Ketjen black의 함량($0g{\sim}2g$)을 달리하여 제작된 $TiO_2$ nano-powder의 다공성과 입자의 크기 결정성등의 특성을 고찰하였다. 또한 이러한 $TiO_2$ powder를 paste로 만들어 다른 열처리 온도($100^{\circ}C{\sim}600^{\circ}C$)에서 $TiO_2$ 박막을 이용한 DSCs를 제작한 후 그 효율을 측정하였다. 그 결과 Ketjen black 1g을 함유시켜 만들어진 $TiO_2$ powder의 다공성과 입자 크기가 가장 우수한 것으로 FE-SEM의 측정결과 나타났으며 또한 이 때의 $TiO_2$ powder는 FT-IR의 측정 결과, Ti-O-Ti의 결합구조를 가진 성분과 $H_2O$ 성분으로 구성되어 있음을 알 수 있었다. 그리고 여러 온도에서 제작된 DSCs 실험 셀 중 $500^{\circ}C$의 열처리 공정을 거적 제작된 셀의 효율이 가장 높은 효율이 5.46%를 나타내고 있음을 확인할 수 있었다.

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Pt/TiO2 촉매에서의 NO 피독에 의한 CO 산화반응특성 연구 (A Study on the Characteristics of CO Oxidation by NO Poisoning in Pt/TiO2 Catalyst)

  • 김민수;김세원;홍성창
    • 청정기술
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    • 제25권4호
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    • pp.296-301
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    • 2019
  • 본 연구는 습윤함침법으로 제조하여 400 ℃에서 소성한 Pt/TiO2 촉매를 이용하여 NO 피독에 의한 CO 산화반응특성에 대하여 확인하였다. Pt/TiO2 촉매의 NO 피독영향을 확인하기 위하여 CO + O2 반응 중 NO를 주입하면서 반응활성의 변화를 관찰하였으며, 200 ℃ 이하에서 CO 전환율이 급격하게 저하되는 것을 확인하였다. 또한125 ℃ 이하에서 CO 전환율을 나타내지 않았다. 125 ℃에서 NO의 주입을 차단하더라도 초기 CO 전환율의 회복이 확인되지 않았다. 이에 따라 NO 주입에 따른 다양한 분석을 수행하였다. 먼저, TPD 분석 결과, 촉매에 NO의 선흡착은 CO 흡착을 방해하였으며 흡착된 CO에서 CO2로의 전환탈착을 억제하는 것을 확인하였다. 다음으로, NO가 선흡착될 경우, 촉매의 산소전달능력을 감소함을 H2-TPR 분석을 통하여 확인하였다. 또한 FT-IR 분석을 통하여, 촉매의 redox cycle (Pt2+→Pt0→Pt2+)을 방해하는 것을 확인하였다. 따라서 Pt/TiO2 촉매에서 NO의 존재는 CO 산화반응에서의 피독 인자으로 작용을 하였으며, NO 피독을 방지하기 위해서는 촉매의 산소전달능력의 증진이 필요하다고 판단되어진다.

WO3 첨가에 의한 TiO2계 SCR 촉매의 상전이 및 입자성장이 고온안정성에 미치는 영향 (Effects of anatase-rutile phase transition and grain growth with WO3 on thermal stability for TiO2 SCR catalyst)

  • 윤상현;김장훈;신병길;박삼식;신동우;이희수
    • 한국결정성장학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.181-186
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    • 2011
  • $WO_3$ 첨가가 $TiO_2$계 SCR 촉매의 고온안정성에 미치는 영향을 구조적, 형상학적 분석을 통해 규명하였다. 순수한 $TiO_2$시편과 10 wt%의 $WO_3$를 첨가한 $WO_3-TiO_2$ 시편을 제조하여 $800^{\circ}C$에서 5시간 동안 열적 스트레스를 인가하였다. FT-IR을 이용하여 촉매의 산점 변화를 확언한 결과 $WO_3-TiO_2$ 시편의 경우가 순수한 $TiO_2$ 시편에 비해 열적 열화로 인한 산점의 감소가 상대적으로 적었다. 반면 $WO_3-TiO_2$$TiO_2$의 anatase에 서 rutile로의 상전이 정도는 각각 28.4%와 22.9%로 오히려 $WO_3-TiO_2$ 시편에서 rutile 상이 더 많이 증가한 것을 확인하였다. 형상학적 분석 결과 $WO_3-TiO_2$ 시편은 고온에서 $TiO_2$에 고용되어 있던 amorphous 상태의 $WO_3$$TiO_2$ 입자 표면에 석출되며 결정화가 일어나게 되고 이로 인해 촉매의 입자성장을 억제함을 확인하였다. 따라서 SCR용 $TiO_2$ 촉매에 첨가된 $WO_3$는 anatase에서 rutile로의 상전이를 촉진시켜 고온에서의 촉매 활성을 저하시킬 수 있지만, 입성장 억제에 대한 영향이 커 결과적으로 고온안정성을 향상시킴을 확인하였다.

아나타제/루틸 $TiO_2$ 결정 구조에 의한 메틸렌 블루 광분해 특성 연구 (A Study on Photocatalytic Decomposition of Methylene Blue by Crystal Structures of Anatase/Rutile $TiO_2$)

  • 황문진;응웬탄빈;류광선
    • 공업화학
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    • 제23권2호
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    • pp.148-152
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    • 2012
  • $TiO_2$의 물리적 특성이 메틸렌 블루 광분해 특성에 미치는 영향을 연구하기 위해, $HNO_3$/TTIP가 0.1, 0.5, 1.0과 1.5인 몰비에서 아나타제와 아나타제/루틸 $TiO_2$ 시료들이 제조되었다. XRD, SEM, TEM, BET, FT-IR과 UV-vis 분광기를 사용하여 시료들의 물리적 특성을 측정하였다. 아나타제 상이 $HNO_3$/TTIP가 0.1인 시료에서 관찰되었고, 아나타제/루틸 상은 $HNO_3$/TTIP가 0.5~1.5인 시료들에서 관찰되었다. $HNO_3$/TTIP 몰 비를 증가시킴에 따라 루틸 결정상, $TiO_2$ 나노입자 사이의 메조 세공 크기와 $TiO_2$의 표면 OH 작용기는 점차 증가하였고, UV 조사 전 메틸렌 블루 잔류 농도는 78.0에서 53.3%으로 감소하였다. UV 조사 후 $HNO_3$/TTIP가 0.1, 0.5, 1.0과 1.5에서 제조된 시료들의 잔류 메틸렌 블루 농도는 각각 20, 14, 11과 23%이었고, $HNO_3$/TTIP가 1.0에서 제조된 시료가 가장 우수한 광촉매능을 나타내었다.

Pt와 Ir을 담지한 촉매에 의한 휘발성유기화합물들의 산화특성 (Oxidation characterization of VOCs(volatile organic compounds) over pt and ir supported catalysts)

  • 김문찬;유명숙
    • 분석과학
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    • 제18권2호
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    • pp.130-138
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    • 2005
  • VOCs (Volatile Organic Compounds)는 대기오염의 주원인으로서 인식되어왔다. 촉매산화는 저온에서 높은 효율을 나타내기 때문에 VOCs 제거를 위한 가장 중요한 처리기술중 하나이다. 이 연구에서는 $TiO_2$ 담체에 Pt, Ir 그리고 Pt-Ir을 담시지켜 촉매를 제조하였다. 반응물로서 Xylene을 사용하였다. 단일 또는 두 가지 이상의 촉매들은 함침법에 의해 준비하였고, X-ray diffraction (XRD), X-ray photo electron spectroscopy (XPS), transmittence electron microscophy (TEM) 분석을 통하여 특성화하였다. 그 결과 Pt 촉매는 Ir 촉매에 비해 더 높은 전환율을 나타내었고, Pt-Ir 촉매는 가장 높은 전환율을 나타내었다. VOCs 산화에서, Pt-Ir 촉매는 다양한 활성점을 나타내었고 그것은 Pt의 metal 영역을 강화시켰다. 따라서 두 가지 금속으로 이루어진 촉매가 단일 금속으로 이루어진 촉매에 비해 VOCs 전환율이 더 높았다. 동역학적으로 VOCs 산화는 1차 반응이다. 이 연구에서 Pt에 Ir을 소량 첨가함으로써 VOCs 산화반응에 효과적이었다.

적외선 반사체용 결정화유리 제조 및 광학적 특성평가 (Fabrication and Optical Characterization of Glass-ceramics for IR Reflector)

  • 박규한;신동욱;변우봉
    • 한국세라믹학회지
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    • 제38권12호
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    • pp.1137-1143
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    • 2001
  • 본 연구에서는 적외선 반사체 제조를 위하여 MAS(MgO-Al$_2$O$_3$-SiO$_2$)계 유리로부터 핵행성 및 결정성장의 2단계 열처리에 의해 cordierite(2MgO.2Al$_2$O$_3$5SiO$_2$)와 rutile(TiO$_2$)을 주결정상으로 하는 결정화유리를 제조하였다. MgO-Al$_2$O$_3$-SiO$_2$3성분계 조성에 조핵제로 TiO$_2$를 첨가하여 용융법으로 유리를 제조한 후 결정화 열처리를 하여 핵생성 및 결정화 거동과 결정화유리의 결정상, 입자 크기와 확산 반사율과의 관계를 관찰하였다. 그 결과 75$0^{\circ}C$에서 3시간동안 핵생성 시킨 후 110$0^{\circ}C$/5hr 이상의 열처리 조건에서 cordierite와 rutile이 주결정상으로 석출되었으며 570~2500nm 범위에서 90% 이상의 반사율을 갖는 결정화유리를 제조하였다.

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유성 볼밀을 통해 제조된 TiO2-xNx 광촉매의 가시광 활성도와 NH3양 및 분쇄시간과의 상관 관계 (The Relation Between a Visible-light Photocatalytic Activity of TiO2-xNx and NH3 Amount/the Period of Grinding Time)

  • 강인철;고준빈;한재길;김광희;최성창
    • 한국분말재료학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.196-202
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    • 2009
  • A visible-light photoactive $TiO_{2-x}N_x$ photocatalyst was synthesized successfully by means of cogrinding of anatase-$TiO_2(a-TiO_2)$ in $NH_3$ ambient, followed by heat-treatment at $200^{\circ}C$ in air environment. In general, it is well known that the grinding-operation induces phase transformation of a-$TiO_2$ to rutile $TiO_2$. This study investigates the influence of the amount of $NH_3$ gas on the phase transformation rate of a-$TiO_2$ and enhancement of visible-light photocatalytic activity, and also examines the relation between the photocatalytic activity and the period of grinding time. The phase transformation rate of a-$TiO_2$ to rutile is retarded with the amount of NH3 injected. And the visible-light photocatalytic activity of samples, was more closely related to the period of grinding time than $NH_3$ amount injected, which means that the doping amount of nitrogen into $TiO_2$ more effective to mechanical energy than $NH_3$ amount injected. XRD, XPS, FT-IR, UV-vis, Specific surface area (SSA), NOx decomposition techniques are employed to verify above results more clearly.

Functional graphene sheets-TiO2 nanocomposites and their photocatalytic performance for wastewater treatment

  • R. Aitbelale;A. Timesli;A. Sahibed-dine
    • Advances in nano research
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    • 제15권4호
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    • pp.295-304
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    • 2023
  • In this paper, a powerful photocatalyst based on carbon nanocomposite is developed in order to obtain a new material applicable in water treatment and especially for the discoloration of effluents used in the textile industry. For that, TiO2-graphene nanocomposites have been successfully synthesized by a mixture of Functionalized Graphene Sheet (FGS) and tetrachlorotitanium complexes to form FGS-TiO2 nanocomposite. In the presence of an anionic surfactant, we used a new chemical process to functionalize graphene sheets in order to make them an excellent medium for blocking and preventing the aggregation of TiO2 nanoparticles. The components of these nanocomposites are characterized by means of X-ray diffraction (XRD), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Transmission Electron Microscopy (TEM), which confirms the successful formation of the FGS-TiO2 nanocomposite. It was found that the TiO2 nanoparticles were dispersed uniformly on the graphene plane which possesses better charge separation capability than pure TiO2. The FGS-TiO2 nanocomposites exhibited higher photocatalytic activity compared to pure TiO2 for the removal of three dyes: such as Methylene Blue (MB), Bromophenol Blue (BB) and Alizarin Red-S (AR) in water. The removal process was fast and more efficient with FGS-TiO2 nanocomposite in daylight (in the absence of UV irradiation) compared to pure TiO2 nanoparticles without and under UV in all pH range.

Photocatalytic Degradation of Methylene Blue by CNT/TiO2 Composites Prepared from MWCNT and Titanium n-butoxide with Benzene

  • Chen, Ming-Liang;Zhang, Feng-Jun;Oh, Won-Chun
    • 한국세라믹학회지
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    • 제45권11호
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    • pp.651-657
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    • 2008
  • In this study, CNT/$TiO_2$ composites were prepared using surface modified Multiwall carbon nanotube (MWCNT) and titanium n-butoxide (TNB) with benzene. The composites were characterized by nitrogen adsorption isotherms, scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), energy dispersive X-ray analysis (EDX), FT-IR spectra, and UV-vis absorption spectroscopy. The UV radiation induced photoactivity of the CNT/$TiO_2$ composites was tested using a fixed concentration of methylene blue (MB, $C_{16}H_{18}N_3S{\cdot}Cl{\cdot}3H_2O$) in an aqueous solution. Finally, it can be considered that the MB removal effect of the CNT/$TiO_2$ composites is not only due to the adsorption effect of MWCNT and photocatalytic degradation of $TiO_2$, but also to electron transfer between MWCNT and $TiO_2$.