• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.197-197
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• 2019

총인처리시설에서는 응집제를 주입하여 인이나 오염물질을 침전시켜 처리하고 있으며 PAC(poly aluminum chloride)나 $FeCl_3$, $Al_2(SO_4)_3$, 등 다양한 종류의 응집제가 사용되어지고 있다. 하지만 기존에 사용되어 지고 있는 알루미늄계열의 응집제는 처리수에 잔류이온이 존재하게 되어 인체에 축적돼 알츠하이머 병 등 신체질환을 유발할 수 있는 단점이 있다. 따라서 이러한 단점을 사전에 예방하기 위해 $TiCl_4$와 같은 티타늄계열 응집제에 대한 연구가 진행되고 있다. $TiCl_4$ 응집제는 인 제거에 효과적으로 적용할 수 있으며 수중에 잔류이온을 유발하지 않으며 Ti이온은 치과임플란트나 의료장비로 사용될 만큼 인체에 무해하다고 알려져 있다. 응집제 사용에 따라 생성된 응집슬러지의 처리방안에 있어서 기존 응집제의 경우 생성된 슬러지의 대부분은 하수슬러지 위탁처리업체를 통해 소각 및 매립, 재활용 되고 있으나, $TiCl_4$를 응집제로 사용할 경우 생성된 슬러지를 인발하여 건조 및 소성을 통해 이산화티타늄으로 재활용할 수 있어 슬러지를 친환경적으로 처리가 가능해 기존 슬러지 처리방안의 경제적, 환경적 부담을 줄일 수 있는 장점이 있다. 따라서 본 연구에서는 $TiCl_4$를 하수처리장 방류수에 주입하여 수중의 총인(T-P)을 처리한 후 생성된 슬러지를 인발하여 건조와 소성과정을 거쳐 이산화티타늄을 제조하였다. 방류수를 취수해 2.5mg/L의 초기 총인 농도를 가진 원수를 제조하였으며 제조된 원수에 $TiCl_4$를 0.6mL 주입하였을 때 99.93%의 총인제거효율을 얻을 수 있었다. 응집 실험 후 생성된 슬러지를 인발하여 건조 후 $300{\sim}1000^{\circ}C$의 각각 다른 온도조건에서 소성하여 이산화티타늄을 제조하였으며, SEM과 XRD를 통해 제조된 이산화티타늄의 표면특성과 결정성 분석을 실시하였다. 제조된 이산화티타늄은 $500{\sim}800^{\circ}C$에서는 아나타제, $900{\sim}1000^{\circ}C$에서는 루타일 결정구조가 나타났다. 또한, $TiCl_4$ 주입량에 따른 이산화티타늄의 최종 생산량과 제조 시 사용되는 건조로 및 소성로의 경제적 비용 등을 고려하여 이산화티타늄 1Ton을 제조하기 위해 필요한 단가를 산출하였다. 본 연구에서 제조된 이산화티타늄 1kg의 생산단가는 약 5,400원으로 나타났으며, 가장 많이 사용되는 P-25 광촉매 보다 저렴한 가격으로 제조 및 판매를 기대할 수 있다. 따라서 하수처리장에 적용 시 기존 응집제 보다 비싼 $TiCl_4$ 비용을 보완하고 친환경적인 슬러지 처리로 제조된 이산화티타늄의 유통 및 현장적용을 통해 경제적, 환경적으로 우수하다고 판단된다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.37 no.10
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• pp.944-948
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• 2000

TiCl$_4$, 물 및 propanol의 혼합용액으로부터 가수분해하여 미립의 TiO$_2$분말을 제조할 때 HPC 첨가와 HPC 존재하에서 TiCl$_4$mole 농도 및 유기용매 처리를 했을 때 입자크기, 응집성 및 형태 등을 관찰하였다. HPC는 TiO$_2$합성시 steric dispersant로 작용하여 응집을 적게 하는 경향을 나타내었고 HPC를 첨가한 상태에서 TiCl$_4$의 mole 농도 변화는 입자크기에 크게 영향을 주었는데 TiCl$_4$mole 농도가 증가함에 따라 입자크기는 증가하였다. 또한 유기용제 처리는 분산 효과가 있었다.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.38 no.3
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• pp.150-153
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• 2016

This study evaluates the efficacy of titanium tetrachloride ($TiCl_4$) on phosphorus (P) removal in synthetic wastewater. Jar test experiments were performed at various $TiCl_4$ concentration (0.25-0.59 mM), and intensities of slow (30-60 rpm) and rapid (100-250 rpm) mixings to determine the conditions at which P removal was most efficient. The P-removal efficiency was highest (about 99%) at $TiCl_4$ concentration $([TiCl_4])=0.39mM$ with rapid-mixing intensity=100 rpm and slow-mixing intensity=30 rpm. The slow-mixing intensity was more sensitive than the rapid-mixing intensity to the P removal efficiency when [$TiCl_4$] was low ($0.25{\leq}[TiCl_4]{\leq}0.27mM$).

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.22 no.2
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• pp.190-195
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• 2011

To investigate the photon-trapping effect and scattering layer effect of $TiO_2$ multi-layer in dye-sensitized solar cell (DSSC) and the degree of recombination of electrons at the electrode treated $TiCl_4$, we formed electrodes of different conditions and obtained the most optimal electrode conditions. To estimate characteristics of the cell, IV curve, UV-Vis spectrophotometer, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and incident photon-to-current conversion efficiency (IPCE) were measured. As a result, we confirmed that the multi-layer's efficiency was higher than that of monolayer in the IV curve and the performance of $TiCl_4$ treated electrode was increased according to decreasing the impedance of EIS. Among several conditions, the efficiency of the cell with scattering layer is higher than that of a layer with the base electrode about 19%. Because the light scattering layer enhances the efficiency of the transmission wavelength and has long electron transfer path. Therefore, the value of the short circuit current increases approximately 10% and IPCE in the maximum peak also increases about 12%.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.1505-1506
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• 2011

염료감응형 태양전지(Dye-Sensitized Solar Cell, DSSC)의 FTO 표면에 compact layer를 형성시켜 직접적인 마찰에 의한 전자의 재결합을 줄일 수 있다. 따라서 광전극에서의 compact layer의 효과를 최대화하기 위하여 $TiCl_4$ 용액에 acetic acid를 첨가하여 특성변화를 측정하였다. UV-Vis 분광기, I-V 특성곡선, EIS 분석장비를 이용하여 검토한 결과, UV-Vis 분광분석을 통해서 acetic acid를 첨가한 compact layer의 투과도가 현저하게 높아진 것을 확인하였다. 이 결과는 $TiCl_4$ 처리에 의하여 compact layer를 구성하고 있는 $TiO_2$ 입자의 응집현상이 개선되므로 표면특성이 향상되었기 때문이다. Acetic acid를 첨가한 compact layer가 입자응집으로 인한 표면저항의 감소를 유발하여, 전자의 이동이 원활해진 것을 내부 임피던스 분석을 통하여 확인하였다. Compact layer에 의해 재결합이 감소하여 효율이 향상된 것을 I-V 특성곡선을 분석하여 확인하였다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.37 no.10
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• pp.933-937
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• 2000

고기능성 전자재료용 TiO$_2$분말 및 박막제조에 사용되는 중간생성물인 TiCl$_4$는 99% 이상의 고순도가 요구된다. 고순도.미립의 TiO$_2$분말 및 TiCl$_4$는 황산법으로 제조한 저순도 TiO$_2$원료를 사용하여 염소화법으로 Ti-염화물 및 염화불순물로 제조한 후, 대부분의 염화불순물들은 3단계 과정을 거쳐 고순화 하였다. 대부분의 염화불순물은 분리.응축 및 분별증류로, VOCl$_3$는 mineral oil을 첨가하여 비등점을 변화시켜, 그리고 미량의 염화불순물은 열가수분해하여 침전시킨 후 유기용제 처리하여 제거하였다. 유기용제 처리는 TiO$_2$분말의 고순도화에 도움이 되었으며, 입자간의 응집을 적게 하여 TiO$_2$입자크기도 작아졌다. 또한 anatase에서 rutile 결정구조로의 전이온도도 낮아지는 부수적인 효과를 보였다.

• Korean Journal of Crystallography
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• v.8 no.2
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• pp.154-159
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• 1997

Hydorthemal coating technique has been sucessfully applied to improve oxidation resistance of graphite by forming rutile-TiO2 layer. Hydrothermal treatment of graphite in 0.2M TiCl4 aquous solution at 35℃ resulted in improved water wettability due to the formation of surface-modifying TiO2. The amount of TiO2 increased with temperature. In the presence of surface TiO2 layer, weight loss was reduced by 30%, while the initiation temperature of oxidation was lowered by 30℃.

• Journal of the Korean institute of surface engineering
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• v.31 no.6
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• pp.359-370
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• 1998

TiAl-based intermetallic compounds were electro-bornizel in the mixture of $Na_2B_4O_7$, KCL and LiCl in the termetature rage between 850 and $1000^{\circ}C$for various times (1-5 hours)under the fixed current density of 0.5 A/$cm^2$. The optimized composition of electrolyte in this work was decided to be 76.9 wt% $Na_2B_4O_7$-19.2 wt.%(0.7KCl-0.3LiCl) -3.9 wt.% al. The samples with boronized layer were investigated by SEM, XRD and EDS. The surface micro-hardness of boronized TiAl was also evaluated using Micro Vickers Hardness Tester. The sample, boronized at $900^{\circ}C$ for 4 hours in the above composition of electrolyte under the current density of 0.5 A/$\textrm{cm}^2$, has about 36$\mu\textrm{m}$ think layer on the surface, and its surface micro-hardness was measured to be 1263 Hv. From the results of SEM, XRD and EDS, the layer consisted of $TiB_2$ sublayer and Al-oxide sub layer. Al-depleted layer below the Al-oxide sudlayer was also detected. The activation energy for formation of boronized layer in this study was calculated as 178 Kcal/moleK.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.11 no.3
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• pp.119-125
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• 2000

To improve the photochemical energy conversion efficiency and the stability of CdS particulate film electrode which is used to produce hydrogen from the aqueous $H_2S$ solution photoelectrochemically, surface treatment of this film was carried out using $TiCl_4$ solution. CdS particles for preparation of the films were synthesized by precipitation reaction of $Cd({NO_3})_2{\cdot}9H_2O$ and $Na_2S{\cdot}4H_2O$. Then, the CdS sol was hydrothermally treated for 12hr in an autoclave with the variation of treatment temperature to control the crystalline phase of particles. CdS film electrode was thus prepared by annealing at $400^{\circ}C$ for 12hr of the wet-film cast at room temperature, and subsequently surface treated with $TiCl_4$ solution. The electrodes were characterized using XRD, SEM, and the photocurrent meter. The photocurrents of Cds film electrodes prepared with surface treatment were up to two times higher than the electrodes without surface treatment, indicating about $4.0mA/cm^2$. Hydrogen production rate in a continuous flow system using photoelectrochemical or photochemical cells prepared with surface treatment also increased in proportion to the increase of photocurrents.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.28 no.4
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• pp.419-425
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• 2017

In this study, an efficient dye-sensitive solar cells (DSSC) was developed after post-treatment of ZnO on $TiO_2$ photoelectrode. The $TiO_2$ electrode with ZnO post treatment was prepared with Titanium isoporopoxide in Zinc Nitrate Hexahydrate aqueous solution by incineration for 30 min at $450^{\circ}C$. The ZnO-post treated $TiO_2$ electrode showed strong dispersion force between particles in relation to the control $TiO_2$, referring high specific surface area and dye-adsorption rate. Proper addition of ZnO enhanced electron mobility and reduced internal resistance and electron recombination. Light conversion efficiency of DSSCs containing the ZnO-posttreated $TiO_2$ electrode increased 35.4% when compared to the DSSCs using $TiO_2$ electrode. It is similar to the DSSCs with $TiCl_4$ post treatment $TiO_2$ electrode. Increasing of light conversion efficiency was due to high specific surface area and dispersion force, and low dye-adsorption rate and electron recombination. Taken together, ZnO may be used as posttreatment of photoelectrode and replaced $TiCl_4$ that has high toxicity and causticity.