Photocatalysis has been applied to decompose the waste and toxic materials produced in daily life and in the global environment. Pure $TiO_2$ (Zn-$TiO_2$-0) and Zn-doped $TiO_2$ (Zn-$TiO_2$-x, x = 3-10 mol %) samples were synthesized using a novel sol-gel and ammonia-evaporation method. The Zn-doped $TiO_2$ samples showed high photocatalytic activity for the degradation of methylene blue (MB). The physicochemical properties of the samples were investigated using XRD, SEM, ICP, DLS and BET methods. In addition, the most important measurement of photocatalytic ability was investigated by a UV-vis spectrophotometer. The effects of the mol % of zinc ion doping in $TiO_2$ on photocatalytic activity were studied. Among the mol % Zn ions investigated, the Zn-$TiO_2$-9 sample showed the highest photoreactivity. This sample removed 91.4% of the MB after 4 h, while the pure $TiO_2$ only removed 46.4% of the MB.
$(1-x)BaTiO_3+(x)Cd_5(PO_4)_3Cl$ ceramics were prepared by the conventional ceramic technique, i.e., solid state reaction at high temperature. The concentration of $Cd_5(PO_4)_3C$ was varied from 0.01 to 0.15 mole fraction. In order to study the phase transitions of our ceramics, the Raman scattering spectra were measured as functions of concentration x and temperature. It was found that the soluble limit of $Cd_5(PO_4)_3Cl$ in $BaTiO_3$ was the x=0.05 composition and $BaTiO_3$ phase disappeared above x=0.10. A new phase identified as $Ba_4Ti_3P_2O_{15}$ was detected in all samples of our compositions. The Curie temperature shifts up to $130^{\circ}C$ as the concentration x increases from zero to 0.05 and shift down to $95^{\circ}C$ as further increases to 0.08. For the increase of the Curie temperature, it is suggested that it can result from the inhibition of displacement of $Ti^{4+}$ in the distorted octahedron due to well dispersed $Ba_4Ti_3P_2O_{15}$ and $Cd_5(PO_4)_3Cl$ phase.
TiO2 fine powders were synthesized using oxygenolysis and hydrolysis reaction of TiCl4 vapor in gas phase. The TiO2 powder synthesized showed morphological differences depending on reaction system as follows: TiCl4-O2 reaction system produced the monosized particles having polyhedral shape with well-defined crystal planes and the particles did not agglomerate into secondary particles. TiCl4-H2O reaction system, whereas, produced the spherical secondary particles which consisted of fine primary particles. Other powder characteristics such as particle size, impurity content and rutile content are also reported in this study.
펄스 레이저 증착법을 이용하여 강유전체 Bi4T13012 박막을 laA109(001) 위에 성장시켰다. 넓은 영역의 온도에서 증착한 박막의 상 형성과 구조적 성질을 X선 회절법을 이용하여 조사하였다. 740℃에서 증착한 박막은 박막의 c-축이 기판에 수직한 형태의 에피 성장의 경향을 보인다. 펄스 레이저 증착법을 이용하여 Bi4Ti3O12/YBa2Cu3O7-x/LaAlO3 복합구조를 in-situ 성장시켰다. Yba2Cu3O7-x의 a-, b-축이 LaAlO3와 완벽하게 평행하게 배열되어 있지 않음에도 불구하고, Bi4Ti3012 박막은 에피 성장의 경향을 보인다.
$TiO_2$ nanotubes were formed on Ti by anodizing in 1 M $H_3PO_4$ + 0.3 M HF and 0.1 M $NH_4F$ + 2% $H_2O$ in ethylene glycol, and their surface and cross-sectional morphologies were observed using FE-SEM as a function of anodizing time and applied voltage. The cross-section of the $TiO_2$ nanotubes was readily observed from the small pieces of nanotubes remaining near the scratch lines after scratching of the anodized surface. $TiO_2$ nanotubes was observed to grow faster and thicker in non-aqueous solution than in aqueous solution. Diameter of $TiO_2$ nanotubes was proportional to the applied voltage, irrespective of the type of the electrolyte, and it is recommended to use non-aqueous solutions for the preparation of larger diameter of $TiO_2$ nanotubes.
The $(Ba_xBi_{0.6-x}Sr_{0.4})TiO_3$[x=0.1, 0.2, 0.3] ceramics were prepared by conventional mixed oxide method The structural properties of the $(Ba_xBi_{0.6-x}Sr_{0.4})TiO_3$[x=0.1, 0.2, 0.3] ceramics with the sintering temperature($1200^{\circ}C,\;1250^{\circ}C,\;1300^{\circ}C$) were investigated by XRD, SEM, EDS. Increasing the sintering temperature, the intensity of the $Ba_{0.5}Sr_{0.5}TiO_3$ (100), (110), (111), (200), (310) peaks and $SrBi_4Ti_4O_{15}$ (319), (040) peaks were increased. The gram of the $(Bi_{0.2}Ba_{0.4}Sr_{0.4})TiO_3$ ceramics sintered at $1250^{\circ}C$ were fine and uniform. Increasing the sintering temperature. the average gram size of the $(Bi_{0.2}Ba_{0.4}Sr_{0.4})TiO_3$ ceramics were decreased. The density of $(Bi_{0.1}Ba_{0.5}Sr_{0.4})TiO_3$ ceramics sintered at $1250^{\circ}C$ was 5.4524 [$g/cm^2$].
Atomic layer deposition (ALD) of $TiO_2$ thin film from $TiCl_4$ and $H_2O$ has been intensively studied since the invention of ALD method to grow thin films via chemical adsorptions of two precursors. However the role of HCl which is a gaseous byproduct in ALD chemistry for $TiO_2$ growth is still intriguing in terms of the growth mechanism. In order to investigate the role of HCl in $TiO_2$ ALD, HCl pulse and its purging steps are inserted in a typical sequence of $TiCl_4$ pulse-purge-$H_2O$ pulse-purge. When they are inserted after the first-half reaction (chemisorption of $TiCl_4$), the grown thickness of $TiO_2$ becomes thinner or thicker at lower or higher growth temperatures than $300^{\circ}C$, respectively. However the insertion after the second-half reaction (chemisorption of $H_2O$) results in severely reduced thicknesses in all growth temperatures. By using the result, we explain the growth mechanism and the role of HCl in $TiO_2$ ALD.
다양한 건축재료에 광촉매(TiO2)를 적용하기 위하여 TiO2-mayenite를 제조하였다. TiO2는 졸-겔법을 사용하여 titanium isopropoxide (TTIP)와 urea를 1:1의 비율로 고정하여 합성하였다. 그 후 온도범위 400 - 700 ℃로 소성하여 온도에 따른 특성을 분석하였다. TiO2의 물리 및 화학적 특성은 BET, TGA 그리고 XRD를 통해 분석되었다. 질소산화물 제거 실험은 KS L ISO 22197-1에 의거하여 1 시간 동안의 NO의 농도변화를 측정하여 확인하였다. 제조된 입자들은 600 ℃ 이하에서 아나타제 결정구조를 나타내었고, TiO2 (urea)-400에서 2.35 µmol h-1의 가장 높은 질소산화물 제거율을 나타내었다. TiO2-mayenite는 TiO2 분산 용액을 스프레이하는 방법(s/s)과 졸-겔 상태의 용액을 스프레이 하는 방법(g/s)으로 제조하였다. BET와 XRD 분석을 통하여, 제조된 TiO2-mayenite는 졸-겔 상태의 용액을 스프레이 하여 제조한 5-TiO2 (g/s) 입자가 열처리에도 결정구조를 유지하는 것을 확인하였다. 또한 질소산화물 제거 실험에서도 5-TiO2 (g/s)-500 입자에서 0.55 µmol h-1의 가장 높은 제거율을 나타내었다. 결론적으로 TiO2-mayenite를 제조하기 위하여 TiO2는 졸-겔 상태에서 mayenite에 결합시켜야 결정구조를 유지하며, 높은 질소산화물 제거 능력을 나타내는 것을 확인하였다.
코디어라이트는 낮은 열팽창계수를 가지나, 디젤 배기가스 담체로써 사용하기에는 기계적 강도가 낮고, 황에 대한 내산성이 취약한 문제를 가지고 있다. 본 연구에서는 $SiO_2,\;Al_2O_3$, MoOx, $Cr_2O_3$ 및 $Nb_2O_5$가 첨가된 $ZrTiO_4$의 물성을 XRD, SEM, UTM 및 열팽창계수 측정 장치를 사용하여 측정하고 분석하였다. $ZrTiO_4$은 $TiO_2$와 $ZrO_2$를 출발원료로 볼빌에서 혼합한 후 $1240^{\circ}C$ 이상의 온도에서 3시간 하소함으로써 monoclinic 구조로 합성되었다. 꺽임강도 및 열팽창계수 측정용 시편은 $ZrTiO_4$와 첨가제를 혼합 성형하고, $1300^{\circ}C$에서 3 시간 소성함으로써 얻어졌다. 소결된 시편의 기공율은 첨가제의 함량이 5%로 증가함에 따라 첨가제의 종류에 관계없이 감소하였으나, 첨가제의 함량이 10% 로 증가하면 기공율은 포화되었다. 꺾임강도는 $Al_2O_3$를 5, 10 wt% 첨가 시 큰 폭으로 증가하였으나, 나머지 첨가제에 대해서는 꺾임강도가 감소하였다. $ZrTiO_4$의 열팽창계수 $(1000^{\circ}C)$는 $Nb_2O_5$를 제외하고는 첨가제가 증가할수록 계속적으로 감소하였으며, 특히, $SiO_2$가 첨가된 경우 가장 낮은 열팽창계수를 나타내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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