• 한국자기학회지
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• 제15권2호
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• pp.109-112
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• 2005

Electronic and magnetic properties of $Ti_{1-x}M_xO_{2-\delta}$ (M=Co and Fe) thin films grown by sol-gel method have been investigated. Anatase and rutile $Ti_{1-x}Co_xO_{2-\delta}$ films were successfully grown on $Al_2O_3$ (0001) substrates and exhibited p-type electrical conductivity while the undoped films n-type conductivity. Room temperature vibrating sample magnetometry measurements on the anatase and rutile $Ti_{1-x}Co_xO_{2-\delta}$ films with same x ($=4.8 at.{\%}$) showed quite similar magnetic hysteresis curves with the saturation magnetic moment of $\~4 {\mu}_B$ per Co ion despite their differences in structural and electronic properties. Such giant magnetic moment is attributable to the unquenched orbital moment of the $Co^{2+}$ ions substituting the octahedral $Ti^{4+}$ sites. Similar ferromagnetic behavior was observed for $Ti_{1-x}Fe_xO_{2-\delta}$ films that are highly resistive compared to the Co doped samples. Saturation magnetic moment was found to decrease for higher x, i.e., $\~2$ and $\~1.5 {\mu}_B$ per Fe ion for x=2.4 and 5.8 at. $\%$, respectively. Conversion electron $M\ddot{o}ssbauer$ spectroscopy measurements predicted the coexistence of $Fe^{2+}$ and $Fe^{3+}$ ions at the octahedral sites of $Ti_{1-x}Fe_xO_{2-\delta}$.

• 한국결정성장학회지
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• 제24권5호
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• pp.213-218
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• 2014

Anatase $TiO_2$에 각기 다른 텅스텐(W) 함유원료와 제조방법을 적용하여 $WO_3$ 촉매가 첨가된 SCR(selective catalytic reduction)용 분말을 합성하였으며, W 촉매 첨가가 합성분말의 상합성 및 SCR 촉매능에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 촉매의 지지체인 $TiO_2$는 침전법으로 anatase 상으로 합성되었으며, anatase에서 고온상인 rutile로의 상전이 온도는 $1200^{\circ}C$였으나, $WO_3$를 10 wt% 첨가할 경우 이 상전이 온도는 $900^{\circ}C$로 낮아졌다. 건식으로 $WO_3$ 분말을 직접 첨가하여 $WO_3(10wt%)/TiO_2$를 제조한 경우 $350^{\circ}C$에서 $NO_X$ 제거 촉매능이 최고점에 이르나 온도증가에 따라 그 효율이 상당히 감소하였다. 암모늄-메타-텅스테이트를 습식으로 첨가하여 제조한 경우, 보다 고온인 $450^{\circ}C$에서 촉매능이 최고점에 이르렀으며 온도에 따른 효율감소 폭도 적었다. 이와 같은 경향은 $WO_3$와 $V_2O_5$를 동시 첨가하여 제조한 $V_2O_5(5wt%)-WO_3(10wt%)/TiO_2$ 촉매에서도 나타났다. 즉, 암모늄-메타-텅스테이트를 습식으로 첨가한 경우, $WO_3$를 직접 첨가한 경우에 비해 넓은 온도범위($300^{\circ}C{\sim}500^{\circ}C$)에 걸쳐 90 %에 이상의 우수한 $NO_X$ 변환효율을 보였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제9권5호
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• pp.510-515
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• 1999

일정농도의 $TiO_2$ 수용액과 일정농도의 KOH 수용액을 반응시켜 $TiO_2$의 가수분해에 의한 Titanium Oxide의 생성 및 생성물의 열처리 조건에 따른 거동을 연구하였다. 열처리 조건은 300~1000$1000^{\circ}C$에서 각각 1시간으로 하였고 각 조건에서 얻어진 생성물의 분석은 XRD, DTA 및 FT-IR에 의하여 연구 검토되었으며 그 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. \circled1 $90^{\circ}C$의 온도조건에서 초기 가수분해 반응 생성물은 Anatase형 TiO2의 주 peak가 회절각도의 폭이 넓고 강도가 약하게 나타나 준결정질 물질임을 나타내고 있다. \circled2 결정질이 좋지 못한 준정질 산화티탄은 $300^{\circ}C$까지는 Anatase 결정성이 온도와 더불어 좋아지며 $700^{\circ}C$에서 rutile형 TiO2로 상전이 한다. \circled3 alkali pH 영역에서 생성된 K-O-Ti 결합을 형성한 비 결정성 물질은 potasium titanate계의 물질로써 결정화 온도는 630~$640^{\circ}C$ 부근이다. \circled4 비 결정성 K-O-Ti 결합이 공존하는 준결정성 산화티탄은 K-O-Ti 결합물질의 함량이 증가됨에 따라 Anatase로의 결정화 온도가 $300^{\circ}C$에서 50$0^{\circ}C$로 높아지며 또한 rutile형 $TiO_2$로의 상이전도 $700^{\circ}C$에서 $900^{\circ}C$로 높아진다. \circled5 $TiO_4$와 KOH를 사용한 습식법에 의한 Anatase형 $TiO_2$합성조건은 pH 3~pH 5가 가장 바람직하며 열처리 온도는 $300^{\circ}C$에서 가능하다.

• Journal of Photoscience
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• 제10권2호
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• pp.199-202
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• 2003

The relationship between the morphology of nanostructured TiO$_2$ films and the photo-injected electron transport has been investigated using intensity-modulated photocurrent spectroscopy (IMPS). For this purpose, three different TiO$_2$ films with 5 ${\mu}{\textrm}{m}$ thickness are prepared: The rutile TiO$_2$ film with 500 nm-sized cluster-like spherical bundles composed of the individual needles (Tl), the rutile TiO$_2$ film made up of non-oriented, homogeneously distributed rod-shaped particles having a dimension of approximately 20${\times}$80 nm (T2), and the anatase TiO$_2$ film with 20 nm-sized spherically shaped particles (T3). Cross sectional scanning electron micrographs show that all of the TiO$_2$films have a quite different particle packing density: poorly packed Tl film, loosely packed T2 film and densely packed T3 film. The electron transport is found to be significantly influenced by film morphology. The effective electron diffusion coefficient D$_{eff}$ derived from the IMPS time constant is an order of magnitude lower for T2 than for T3, but the D$_{eff}$ for the Tl sample is much lower than T2. These differences in the rate of electron transport are ascribed to differences in the extent of interparticle connectivity associated with the particle packing density.ity.

• 한국분말재료학회지
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• 제26권6호
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• pp.487-492
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• 2019

Titanium dioxide (TiO₂) is a typical inorganic material that has an excellent photocatalytic property and a high refractive index. It is used in water/air purifiers, solar cells, white pigments, refractory materials, semiconductors, etc.; its demand is continuously increasing. In this study, anatase and rutile phase titanium dioxide is prepared using hydroxyl and carboxyl; the titanium complex and its mechanism are investigated. As a result of analyzing the phase transition characteristics by a heat treatment temperature using a titanium complex having a hydroxyl group and a carboxyl group, it is confirmed that the material properties were different from each other and that the anatase and rutile phase contents can be controlled. The titanium complexes prepared in this study show different characteristics from the titania-formation temperatures of the known anatase and rutile phases. It is inferred that this is due to the change of electrostatic adsorption behavior due to the complexing function of the oxygen sharing point, which crystals of the TiO₆ structure share.

• 전기학회논문지
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• 제63권9호
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• pp.1233-1238
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• 2014

In this thesis, it is investigated the characteristics of Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) according to variation of $TiO_2$ thickness (6, 12, 18, and $24{\mu}m$) and three distinct $TiO_2$ sintering temperatures (350, 450 and $550^{\circ}C$) by XRD, SEM, I-V and UV-Vis spectrophotometer. According to sintering temperature, $TiO_2$ was transformed into the anatase structure at $350^{\circ}C$, rutile structure at $550^{\circ}C$ and further into the two structure at $450^{\circ}C$. With increasing thickness up to $18{\mu}m$ and sintering temperature up to $450^{\circ}C$, respectively, the irradiance rate increased in the range of 9~26 percent and 2.80~5.10 percent. Whereas a further increase to $24{\mu}m$ and $550^{\circ}C$, the irradiance rate decrease in the range of 4~11 percent and 30~47 percent. The conversion efficiency increased in the range of 2.80~5.01 and 3.03~5.01 with increasing thickness up to $18{\mu}m$ and sintering temperature up to $450^{\circ}C$. By contrast, increase to $24{\mu}m$ and $550^{\circ}C$, the conversion efficiency decreased in the range of 3.31~5.01 and 2.80~3.89, respectively. The DSSC that thickness of $TiO_2$ were $18{\mu}m$ and sintered at $450^{\circ}C$ exhibited the most excellent characteristics, in which open-circuit voltage, short-circuit current, Fill Factor and conversion efficiency are 0.69 V, $11.4mA/cm^2$, 0.64 and 5.01%, respectively.

• 한국결정성장학회지
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• 제20권1호
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• pp.35-42
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• 2010

In this paper, three types of CNT/$TiO_2$ composite electrodes were prepared with different methods. The changes in XRD patterns showed that the Electrode A contained a mixed phase of anatase and rutile while the Electrode B and Electrode C contained a typical single and clear anatase crystal structure. From SEM micrographs, $TiO_2$ particles were adhered on the surface of the CNT network in the forms of small clusters. The results of chemical elemental analysis indicated that the main elements such as C, O and Ti were existed. The results demonstrated that the efficiency of photoelectrocatalytic (PEC) oxidation for methylene blue (MB) was higher than that of photocatalytic (PC) oxidation. There was a clear enhancement trend of the MB degradation using the prepared CNT/$TiO_2$ composite electrodes with an increase of applied potential. Finally, the prominent PEC activities of the CNT/$TiO_2$ composites could be attributed to combination effects of photo-degradation of $TiO_2$, electron assistant of CNT and function of applied potential.

• 열처리공학회지
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• 제22권1호
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• pp.3-7
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• 2009

Variation in oxidation behavior with heat treatment temperature is investigated for a Ni-Ti alloy using X-ray diffraction, DSC (differential scanning calorimetry) and Auger electron spectroscopy. And the effect of oxidation on transformation behavior and superelasticity is characterized. A cold-worked 50.6Ni-Ti alloy is oxidized at 300-$700^{\circ}C$ for 1 hr in the air atmosphere. With an increase in heating temperature, the structure of $TiO_2$ changes from amorphous (300 and $400^{\circ}C$) to anatase ($500^{\circ}C$), and to rutile ($700^{\circ}C$). Activation energy of oxidation for NiTi is measured to be 51 Kcal/mol when heating temperature is $500^{\circ}C$ or above. Since Ti reacts preferably with oxygen, Ni content increases between matrix and oxide, forming $Ni_{3}Ti$ compounds. The resultant of oxidation decreases significantly $M_s$ and $A_s$ temperature in the specimen oxidized at $900^{\circ}C$ with $B_2{\rightarrow}M$ transformation path. An extra is found on cooling between two peaks in the specimen with $B_2{\rightarrow}R{\rightarrow}M$ one which is oxidized at $900^{\circ}C$ and aged at $500^{\circ}C$. Oxidation deteriorates superelasticity due to formation of Ni-rich compound.

• 한국재료학회지
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• 제11권1호
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• pp.61-66
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• 2001

양극산화법을 이용하여 광촉매 특성을 나타내는 $TiO_2$ 피막을 제조하고 염료의 분해반응을 통하여 광분해 효율을 조사하였다 양극산화법에 의해 제조된 산화피막은 모두 광촉매 분해특성이 있었으며 양극산화의 조건에 따라서 $TiO_2$ 피막의 성장거동과 피막 형태에 차이가 나타났다. 황산용액에서 양극산화된 $TiO_2$ 피막은 불규칙적 인 입자모양으로 anatase와 rutile이 혼합된 조직이었으며, 인산이 첨가된 혼합용액에서 형성된 $TiO_2$는 anatase로 셀 모양의 피막형태로 생성되었다. 광촉매 특성에 적합한 양극산화의 인가 전압은 180V인 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제37권1호
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• pp.34-44
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• 2015

본 연구는 기존의 광촉매 산화 기술에서 주로 사용된 자외선램프의 단점을 보완할 수 있는 대체 광원인 자외선 LED를 사용하여 자유 시안을 폐수로부터 제거하는 공정을 평가하고자 수행되었다. 특히 광촉매 산화 공정의 다양한 영향 인자들에 대해 살펴보았다. 연구 결과, 자외선 LED는 기존의 광원인 자외선램프를 대체할 수 있는 적용성을 확인할 수 있었다. 뿐만 아니라 LED 개수를 증가할수록 광촉매 산화 반응의 효율은 증가하였으나, 공정의 경제성과 효율성을 동시에 만족시키기 위해서는 최적의 LED의 개수를 선정할 필요가 있다는 것을 확인하였다. 광촉매로 이용된 아나타제(anatase), 루틸(rutile), Degussa P25 등 세 종류의 $TiO_2$ 중 Degussa P25가 가장 높은 성능을 보였으며, 아나타제(anatase)와 루틸(rutile)을 특별한 전처리 과정없이 단순하게 혼합하였을 때는 Degussa P25 만큼의 공정의 효율은 얻지 못했다. 또한 $TiO_2$의 입자 크기가 작을수록 광촉매 산화 반응이 더욱 활발하게 이루어졌다. 그리고 광촉매 산화 반응에 있어 주로 전자 수용체 역할을 수행하는 산소를 주입함으로써 공정의 효율이 증진되는 효과를 얻을 수 있었다.