• 제목/요약/키워드: Porous $TiO_2$

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Electrochemical Synthesis of TiO2 Photocatalyst with Anodic Porous Alumina

  • Hattori, Takanori;Fujino, Takayoshi;Ito, Seishiro
    • 한국재료학회지
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    • 제17권11호
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    • pp.593-600
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    • 2007
  • Aluminum was anodized in a $H_2SO_4$ solution, and titanium (IV) oxide ($TiO_2$) was electrodeposited into nanopores of anodic porous alumina in a mixed solution of $TiOSO_4$ and $(COOH)_2$. The photocatalytic activity of the prepared film was analyzed for photodegradation of methylene blue aqueous solution. Consequently, we found it was possible to electrodeposit $TiO_2$ onto anodic porous alumina, and synthesized it into the nanopores by hydrolysis of a titanium complex ion under AC 8-9 V when film thickness was about $15-20{\mu}m$. The photocatalytic activity of $TiO_2$-loaded anodic porous alumina ($TiO_2/Al_2O_3$) at an impressed voltage of 9 V was the highest in every condition, being about 12 times as high as sol-gel $TiO_2$ on anodic porous alumina. The results revealed that anodic porous alumina is effective as a substrate for photocatalytic film and that high-activity $TiO_2$ film can be prepared at low cost.

나노입자들의 자기조립에 의한 TiO2-SiO2 다공체 제조 (Synthesis of Porous TiO2-SiO2 Particles by Self-assembly of Nanoparticles)

  • 오경준;김선경;장한권;장희동
    • 한국입자에어로졸학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.79-85
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    • 2011
  • Porous $TiO_2-SiO_2$ particles were synthesized by co-assembly of nanoparticles of $TiO_2$ and $SiO_2$ in evaporating aerosol droplets. Poly styrene latex (PSL) particles were employed as a template of porous particles. Flowrate of dispersion gas, weight ratio of $TiO_2/SiO_2$ and $SiO_2$ concentration in the precursor, and PSL size were chosen as process variables. The morphology, crystal structure, chemical bonding, and pore size distribution were analyzed by FE-SEM, XRD, FT-IR, BET. The morphology of porous $TiO_2-SiO_2$ particles was spherical and the average particle size range were from 1 to $10{\mu}m$. The particles were composed of meso and macro pores. The average particle diameter and pore volume of the as prepared particles were dependant on process variables. It was found that UV-Vis absorption of the porous particles was comparable with pure $TiO_2$ nanoparticles even though $TiO_2/SiO_2$ ratio is low in the porous particles.

Improved Conversion Efficiency of Dye-sensitized Solar Cells Based on TiO2 Porous Layer Coated TiO2 Nanotubes on a Titanium Mesh Substrate as Photoanode

  • Lim, Jae-Min;He, Weizhen;Kim, Hyung-Kook;Hwang, Yoon-Hwae
    • Current Photovoltaic Research
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    • 제1권2호
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    • pp.90-96
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    • 2013
  • We report here flexible dye-sensitized solar cells (DSSC) based on Ti-mesh electrodes that show good mechanical flexibility and electrical conductivity. $TiO_2$ nanotube arrays prepared by electrochemical anodizing Ti-mesh substrate were used as photoanode. A Pt-coated Ti-mesh substrate was used as counter electrode. The photoanodes were modified by coating a $TiO_2$ porous layer onto the $TiO_2$ nanotubes in order to increase the specific surface area. To increase the long term stability of the DSSCs, a gel type electrolyte was used instead of a conventional liquid type electrolyte. The DSSC based on $33.2{\mu}m$ long porous $TiO_2$ nanotubes exhibited a better energy conversion efficiency of ~2.33%, which was higher than that of the DSSCs based on non-porous $TiO_2$ nanotubes.

TiO2 적용방법에 따른 포러스 콘크리트의 질소산화물 제거성능 및 흡음특성 (NOx-removal and Sound-absorption Performances of Photocatalytic Porous Concrete Prepared by Various TiO2 Application Methods)

  • 윤현노;서준호;김선혁;장대익;배진호;이행기
    • 대한토목학회논문집
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    • 제42권2호
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    • pp.163-170
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    • 2022
  • 본 연구에서는 다양한 TiO2 적용방법이 포러스 콘크리트의 질소산화물 제거성능 및 흡음특성에 미치는 영향을 조사하였다. 포러스 콘크리트 배합과정에서 TiO2를 단순 혼입하는 방법, 바텀애쉬 골재에 TiO2를 전처리하고 이를 이용하여 포러스 콘크리트를 제조하는 방법, 마지막으로 제조된 포러스 콘크리트에 TiO2 용액을 도포하는 방법으로 TiO2 적용 포러스 콘크리트를 제조하였다. 실험결과 TiO2의 단순 혼입은 TiO2의 함량이 증가함에 따라 압축강도를 감소시켰으며, 공극률은 증가시키는 것으로 관찰되었다. TiO2 함침 바텀애쉬 골재를 이용하는 경우 압축강도는 기존 포러스 콘크리트와 유사하지만 공극률이 감소하는 것으로 나타났다. 마지막으로 표면 도포 방법의 경우 공극률은 유사하였으나 강도가 증가하였다. 질소산화물 제거성능에서 TiO2를 표면 도포한 샘플이 가장 높은 효율을 보였으며, TiO2를 단순 혼입한 샘플들보다 바텀애쉬 골재에 전처리한 샘플에서 더 높은 질소산화물 제거성능이 관찰되었다. 흡음성능의 경우 TiO2를 단순 혼입한 경우 공극률과의 상관관계를 확인할 수 있었지만, 다른 적용방법의 경우 일정한 경향이 발견되지는 않았다.

다공성 실리카 지지체 제조 및 Sol-Gel법에 의한 TiO2코팅 (Preparation of Porous Silica Support and TiO2 Coating by Sol-Gel Method)

  • 한요섭;박재구
    • 한국세라믹학회지
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    • 제41권7호
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    • pp.548-554
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    • 2004
  • 슬러리 발포법을 이용하여 다공성 실리카 지지체를 제조하였으며, 지지체 표면에 졸-겔법을 이용하여 TiO$_2$을 코팅하였다. TiO$_2$ 코팅층에 대한 XRD, SEM 및 BET 측정 결과, 열처리 온도가 50$0^{\circ}C$에서 TiO$_2$의 anatase 결정상이 나타나기 시작하여, $700^{\circ}C$에서 그 피크가 최대가 되었다. 이 때 결정 성장한 TiO$_2$ 입자의 크기는 약 1$mu extrm{m}$ 정도로 판명되었다. 또한, 촉매지지체로 활용성을 검토하기 위해 TiO$_2$코팅 전후로 지지체의 굽힘 강도와 기체 투과율을 측정하였다. 강도의 경우, 코팅 전 2.4 MPa에서 이후 3.9∼4.3MPa로 증가하였으나 열처리 온도의 영향에 의한 변화는 나타나지 않았다. 한편, 투과율은 코팅 전 770${\times}$$10^{-13}$ $m^2$에서 코팅 후 363${\times}$$10^{-13}$ $m^2$로 감소하였고 열처리 온도의 증가와 함께 감소하는 것으로 나타났다.

$CaO-TiO_2-P_2O_5$계 다공질 결정화 유리의 물성에 미치는 알카리 금속 산화물의 첨가효과 (Addition Effects of Alkali Metal Oxide on Some Properties of Porous Glass-Ceramics in the $CaO-TiO_2-P_2O_5$ System)

  • 장순규;최세영
    • 한국세라믹학회지
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    • 제31권11호
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    • pp.1337-1345
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    • 1994
  • Glasses in the system of 45CaO-25TiO2-30P2O5 containing 1 mole% of M2O(M=Li, Na, K) were melted and crystallized. And their crystal phases were Ca3(PO4)2, CaTi4(PO4)6, and TiO2. Porous glass-ceramics with skeleton of two crystal phase CaTi4(PO4)6 and TiO2 were prepared by selective leaching of Ca3(PO4)2 with 0.1 N-HCl. Glass transition temperature(Tg) and crystallization temperature(Tc) were decreased by addition of 1 mole% alkali metal oxide. Pore size of porous glass-ceramics was increased with increasing heat treatment temperature and its dependence on heat treatment temperature was decreased with addition of Na2O and K2O. It was found that porous glass-ceramics of parent glass and containing 1mole% M2O(M=Li, Na, K) composition had maximum specific surface area, porosity and maximum of crystallzed phase by heat treatment at 80$0^{\circ}C$, 76$0^{\circ}C$, 78$0^{\circ}C$, 80$0^{\circ}C$ respectively.

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Removal of Methylene Blue from Water Using Porous $TiO_2$/Silica Gel Prepared by Atomic Layer Deposition

  • Sim, Chae-Won;Seo, Hyun-Ook;Kim, Kwang-Dae;Kim, Young-Dok
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.160-160
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    • 2011
  • In the present work, $TiO_2$ fiilms supported by porous silica gel with high surface area synthesized by atomic layer deposition(ALD). Porous structure of silica substrate could be maintained even after deposit large amount of $TiO_2$ (500 cycles of ALD process), suggesting the differential growth mode of $TiO_2$ on top surface and inside the pore. All the $TiO_2$-covered silica samples showed improved MB adsorption abilities, comparing to bare one. In addition, when silica surface was covered with $TiO_2$ films, MB adsorption capacity was almost fully recovered by re-annealing process (500$^{\circ}C$, for 1 hr, in ambient pressure), whereas MB adsorption capacity of bare silica was decreased after re-heaing process. FT-IR study demonstrated that $TiO_2$ film could prevent deposition of surface-bound intermediate species during thermal decomposition of adsorbed MB molecules. Photocatalytic activity of $TiO_2$/silica sample was also investigated.

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$Ag_2-Li_2O-CaO-TiO_2-P_2O_5$계의 다공성 글라스 세라믹스의 항균 특성 (Antibacterial Properties of $Ag_2-Li_2O-CaO-TiO_2-P_2O_5$Porous Class Ceramics)

  • 강원호;윤영진;이용수;홍범수;염곤;김창수;석만균
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제1권1호
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    • pp.27-32
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    • 2000
  • 인산염계 Ag₂OㆍLi₂OㆍCaOㆍTiO₂ㆍP₂O/sub 5/ 조성에 CuO를 0.05∼l.5 mole 첨가하여 다공성 글래스 세라믹스를 제조하였으며. 제조된 모유리는 최적 핵형성을 위해 610℃. 최고 결정성장을 위해 840℃에서 열처리하였다. 1N-HC1에서 β-Ca₃(PO₄)결정상만을 선택적으로 용출하였으며 LiTi₂(PO₄)₃상과 AgTi₂(PO₄)₃결정상이 존재하는 Glass Ceramics를 제조하였다. 다공성 글래스 세라믹스의 항균효과 및 특성을 평가하였다. Staphylococcus aureus와 Salmonella typhi 균이 본 연구에 사용되었으며, 탁월한 항균효과를 나타내는 것으로 평가되었다.

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Comparison of physical properties and dye photo-degradation effects for $carbon/TiO_2$ complexes

  • Oh, Won-Chun;Lim, Chang-Sung
    • 한국결정성장학회지
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    • 제17권5호
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    • pp.196-203
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    • 2007
  • We have studied a method for the preparation of hybrid $carbon/TiO_2$ complexes involving pitch coating, pitch binding and the penetration of titanium n-butoxide(TNB) solution with porous carbon. The photocatalysts were investigated with surface textural properties and SEM morphology, structural crystallinity and elemental identification between porous carbon and $TiO_2$, and dye decomposition performance. For the all $carbon/TiO_2$ complexes prepared by some kinds of different methods, the excellent photocatalytic effect for dye degradation should be attributed to the both effects between photo-decomposition of the supported $TiO_2$ and adsorptivity of the porous carbons.

CaCl2 용융염에서 TiO2 펠렛의 전기화학적 환원반응 특성 (An Electrochemical Reduction of TiO2 Pellet in Molten Calcium Chloride)

  • 지현섭;류효열;정하명;정광호;정상문
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.97-104
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    • 2012
  • 본 연구에서는 $850^{\circ}C$$CaCl_2$ 용융염계에서 전해환원공정을 통해 $TiO_2$로부터 금속티타늄을 제조하였다. Ni-$TiO_2$ 조합전극을 환원전극으로 그라파이트를 산화전극으로 사용하였으며, 셀전위를 제어하면서 $TiO_2$의 전해환원 특성을 관찰하였다. XRD 분석을 통해 $TiO_2$$CaTiO_3$, $Ti_2O$, $Ti_6O$와 같은 다양한 반응 중간생성물을 거쳐 Ti 스폰지로 환원되는 것이 밝혀졌다. 또한 SEM 분석을 통해 $TiO_2$ 전해환원 반응동안 펠렛의 바깥표면부터 환원반응이 시작되어 펠렛중심으로 진행이 되는 것이 확인되었다. 전해환원 반응도중 환원된 티타늄금속은 초기에는 다공성 스폰지 구조를 보이나 고온에서 반응이 진행됨에 따라 점차 소결에 의해 수축되어 다공성 구조가 사라지는 현상을 보였다.