• 한국분말재료학회지
• /
• 제26권3호
• /
• pp.237-242
• /
• 2019

In this study, ultrasonic spray pyrolysis combined with salt-assisted decomposition, a process that adds sodium nitrate ($NaNO_3$) into a titanium precursor solution, is used to synthesize nanosized titanium dioxide ($TiO_2$) particles. The added $NaNO_3$ prevents the agglomeration of the primary nanoparticles in the pyrolysis process. The nanoparticles are obtained after a washing process, removing $NaNO_3$ and NaF from the secondary particles, which consist of the salts and $TiO_2$ nanoparticles. The effects of pyrolysis temperature on the size, crystallographic characteristics, and bandgap energy of the synthesized nanoparticles are systematically investigated. The synthesized $TiO_2$ nanoparticles have a size of approximately 2-10 nm a bandgap energy of 3.1-3.25 eV, depending on the synthetic temperature. These differences in properties affect the photocatalytic activities of the synthesized $TiO_2$ nanoparticles.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제16권2호
• /
• pp.125-130
• /
• 2003

TiO$_2$ nanoparticles were prepared by photochemical synthesis in the dry toluene. The shape and size of the amorphous TiO$_2$ nanoparticles were investigated by transmission electron microscope. The particle size was varied by the contents of the titanium (IV) isopropoxide in dry toluene. Especially networked TiO$_2$ particles were formed from 40% titanium (IV) isopropoxide solution. The optical absorption spectra, photoluminescence, and PL excitation spectra of TiO$_2$ in dry toluene were obtained. The were shifted to the short wavelength as the contents of TiO$_2$ were increased. PL excitation had the peak at the wavelength regions is which the absorption increased steeply.

• 한국분말재료학회지
• /
• 제26권1호
• /
• pp.34-39
• /
• 2019

Current synthesis processes for titanium dioxide ($TiO_2$) nanoparticles require expensive precursors or templates as well as complex steps and long reaction times. In addition, these processes produce highly agglomerated nanoparticles. In this study, we demonstrate a simple and continuous approach to synthesize $TiO_2$ nanoparticles by a salt-assisted ultrasonic spray pyrolysis method. We also investigate the effect of salt content in a precursor solution on the morphology and size of synthesized products. The synthesized $TiO_2$ nanoparticles are systematically characterized by X-ray diffraction, transmission electron micrograph, and UV-Vis spectroscopy. These nanoparticles appear to have a single anatase phase and a uniform particle-size distribution with an average particle size of approximately 10 nm. By extrapolating the plots of the transformed Kubelka-Munk function versus the absorbed light energy, we determine that the energy band gap of the synthesized $TiO_2$ nanoparticles is 3.25 eV.

• 한국해양공학회지
• /
• 제27권5호
• /
• pp.99-104
• /
• 2013

Recently, various nanoparticles have been used for filler in polymer matrices. The particles of nano size are whether high or not cross-link density in polymer affects the thermal and mechanical properties of one. The properties change as a result of chemical reactions between the nanoparticles and the surface of the polymer. There are two models for nanocomposites: "repulsive interaction" and "attractive interaction" between the nanoparticles and matrix. In this study, the variation in the curing mechanism was examined when nano-size $TiO_2$ was dispersed into an epoxy (Bisphenol A, YD-128) with different curing agents. The results of this study showed that the exothermic temperature and Tg in the case of the nanoparticles used (Jeffamine) (D-180) at room temperature were reduced by an increase in the $TiO_2$ contents because of the "repulsive interaction" between the nanoparticles and the matrix. The tensile strengths were increased by increasing amounts of $TiO_2$ until 3 wt% because of a dispersion strengthening effect caused by the nanoparticles, because of the repulsive interaction. However, such tensile properties decreased at 5 wt% of $TiO_2$, because the $TiO_2$ was agglomerated in the epoxy. In contrast, in the case of the nanoparticles that used NMA and BDMA, the exothermic temperature and Tg tended to rise with increasing amounts of $TiO_2$ as a result of the "attractive interaction." This was because the same amounts of $TiO_2$ were well dispersed in the epoxy. The tensile strength decreased with an increase in the $TiO_2$ contents. In the general attractive interaction model, however, the cross-link density was higher, and tensile strength tended to increase. Therefore, for the nanoparticles that used NMA, it was difficult to conclude that the result was caused by the "attractive model."

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
• /
• pp.1347-1352
• /
• 2004

In this work, $TiO_{2}$ nanoparticles were synthesized using a $N_{2}-diluted$ hydrogen coflow diffusion flame. The effect of flame temperature on the crystalline structure and the size of formed nanoparticles was investigated. The maximum centerline temperature of the flame ranged from 1,920K for $H_{2}-only$ flame to 863K for 81% $N_{2}-diluted$ flame. When the temperature was higher than about 1,000K, the particle size was tend to increase due to the agglomeration and sintering among the primary particles. On the other hand, when the temperature was lower than 1,000K, the portion of anatase phase was greater than 80%.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.288-288
• /
• 2013

We report the catalytic activity of Au/$TiO_2$ and Pt/$TiO_2$ nanocatalysts under CO oxidation fabricated by arc plasma deposition (APD), which is a facile dry process with no organic materials involved. Using APD, the catalyst nanoparticles were well dispersed on $TiO_2$ powder with an average particle size (2~4 nm) well below that of nanoparticles prepared by the sol-gel method (10 nm). We found that the average particle size of the dispersed gold nanoparticles can be controlled by changing the plasma discharge voltage of APD. Accordingly, the amount of loaded gold on the $TiO_2$ powder increased with increasing discharge voltage, but the specific surface area of the Au/$TiO_2$ samples decreased. As for catalytic reactivity, Au/$TiO_2$ showed a higher catalytic activity than Pt/$TiO_2$ in CO oxidation. The catalytic activity of the Au/$TiO_2$ samples showed size dependence where higher catalytic activity occurred on smaller gold nanoparticles. The study suggests that APD is a simple way to fabricate catalytically active nanocatalysts.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제52권5호
• /
• pp.667-671
• /
• 2014

본 연구에서는 전구체 각각의 독립제어가 가능한 이성분계 금속산화물을 얻기 위해 졸-겔법으로 합성한 실리카 나노입자를 $TiO_2$ 전구체와 교반시켜 전기방사법을 이용하여 실리카가 고르게 분산된 $TiO_2$ 나노섬유를 성공적으로 제작하였다. 제작된 나노섬유는 FE-SEM, XRD, EDS를 이용해 구조적 특성분석과 UV-VIS, 광촉매 반응기를 통해 광촉매 특성 분석을 하였다. 그 결과, 실리카가 분산된 $TiO_2$ 나노섬유는 실리카가 분산되지 않은 $TiO_2$ 나노섬유 보다 광촉매 효율이 10% 가량 향상되었다. 이는 실리카 나노입자가 첨가됨으로써 $TiO_2$가 흡수하지 못하는 380~440 nm 가시광선 영역을 흡수하여 광학적 특성 향상되었으며 Ti와 Si 두 금속산화물간에 $Br{\o}nsted$ acid site가 생성되어 OH 라디칼을 증가시킴으로써 광조사에 의해 여기된 전자를 잡아 재결합 손실을 억제하는 역할을 하여 화학적 특성이 개선되어 광촉매 효율이 증가되었을 것으로 사료된다.

• 한국해양공학회지
• /
• 제29권2호
• /
• pp.186-190
• /
• 2015

$TiO_2$ nanoparticles can be used to improve the performance of carbon fiber-reinforced epoxy resin composites. In this study, the effect of the size of $TiO_2$ nanoparticles on the mechanical properties of carbon fiber-reinforced epoxy resin composites was investigated. The size of the $TiO_2$ nanoparticles was easily controlled using heat treatment. The size of the $TiO_2$ nanoparticles for this study were20nm, 100nm, and 200nm. Three types of carbon fibers with different diameters were also used in this study. The carbon fiber-reinforced epoxy resin composites with 20-nm $TiO_2$ powder showed the highest tensile strength compared to the other types of CFRP, regardless of the fiber maker or fiber diameter. The size of the $TiO_2$ powder and the diameter of the carbon fiber strongly affected the interfacial properties of all kinds of CFRP in this study.

• 대한환경공학회지
• /
• 제38권4호
• /
• pp.177-183
• /
• 2016

미생물을 이용한 하수처리의 경우 여러 요인(미생물 특성, 원수의 성상, 운전조건)의 영향을 받으며 복잡한 관계를 갖고 운영하게 되는데 이런 공정에 나노입자의 유입은 분명 공정의 안정성 및 효율성에 영향을 줄 것으로 판단된다. 본 연구에서는 교내 하수 플랜트에서 활성슬러지를 채취하여 각각의 균주에 최적화된 배지에 배양시킨 뒤, 배양된 미생물이 각각 나노물질과 나노이온 상태일 때 성장에 미치는 영향을 알아보았다. 활성슬러지에 존재하는 대표 미생물 중에 그람양성균인 Bacillus와 그람음성균인 Pseudomonas, E.coli를 대상 균주로 선택하여 ZnO, $TiO_2$ 두 가지 나노물질에 의한 독성 영향을 비교하였다. 동일한 농도의 나노물질에서 그람양성균인 Bacillus균의 평균 성장 저해율은 60% 이상이고, 그람음성균인 Pseudomonas의 경우는 평균 성장 저해율이 10% 미만으로 나타났다. 따라서 나노물질에 대한 독성은 그람양성균이 그람음성균보다 높은 것으로 보여지는데 그 이유는, 세포벽 구조, 세포벽 단백질 구성성분, 세포의 생리기능, 물질대사 등의 차이로 그람양성균이 나노물질에 훨씬 민감한 경향을 나타내기 때문인 것으로 보여진다. 그리고 ZnO와 $TiO_2$ 나노물질의 농도가 같을 때 미생물 성장에 미치는 영향은 ZnO가 평균적으로 3배 정도 높았는데 이것은 ZnO 나노물질의 독성이 $TiO_2$ 보다 크다고 볼 수 있다.

• 멤브레인
• /
• 제21권1호
• /
• pp.46-54
• /
• 2011

자연유기물을 처리하는 침지형 중공사막 정밀여과 시스템에서 $TiO_2$ 나노입자와 UV를 이용한 광촉매 반응을 적용 시 공기폭기, $TiO_2$ 농도, 용액의 pH 그리고 $Ca^{+2}$의 존재가 자연유기물에 의한 파울링에 미치는 혼합영향을 관찰하였다. 실험결과, $TiO_2$ 나노입자 없이 단순 UV의 조사만으로 자연유기물에 의한 파울링은 약 40% 정도 감소시킬 수 있었다. 또한 UV의 조사 없이 $TiO_2$ 나노입자의 교반만으로 약 25%의 파울링 감소효과를 나타내었다. 공기폭기가 광촉매 반응에 미치는 영향을 확인해 본 결과 공기폭기를 적용해 주지 않은 경우와 비교했을시 공기폭기로 인한 자연유기물의 제거효율은 약 12% 정도 향상되었다. 이는 공기폭기로 인한 분리막 표면으로부터 자연유기물의 물리적인 역수송 보다는 산소공급으로 인해 광촉매 반응이 더욱 향상된 것으로 판단된다. 공기폭기 유량, $TiO_2$ 농도, 용액의 pH 영향정도를 관찰한 결과 공기폭기가 자연유기물 파울링 감소에 미치는 영향이 가장 낮은 것으로 나타났다. 반면, 용액의 pH 경우 낮은 pH (= 4.5)에서 파울링 감소에 미치는 영향이 가장 높은 것으로 관찰되었다. 또한 $TiO_2$ 나노입자 농도가 증가할 수록 파울링 감소효과도 증가하였으며 용액의 pH를 낮출수록 파울링 감소는 증가하였다. 이는 낮은 pH에서 서로 반대전하를 지닌 자연유기물과 $TiO_2$ 나노 입자간의 정전기적인 인력이 증가하여 $TiO_2$ 나노입자 표면에서 자연유기물의 광촉매분해능이 향상된 것으로 사료된다. 또한 자연유기물 중 $Ca^{+2}$의 첨가는 상대적으로 높은 pH (= 10)에서 자연유기물과 $TiO_2$ 나노입자 사이 가교현상을 촉진시켜 $Ca^{+2}$이 첨가되지 않은 경우와 비교시 높은 파울링 감소효과와 자연유기물의 분해효과를 달성시킬 수 있었다.