• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.32-32
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• 2003

최근 환경오염에 대한 문제가 심각해지면서 인체에 유해한 유기물질의 분해에 대한 관심이 높아지고 있으며 따라서 뛰어난 광촉매 특성을 보이는 타이태니아(TiO$_2$)에 대한 많은 연구가 수행되고있다. 타이태니아가 보이는 결정상 중에는 brookite, anatse, rutile이 있는데 이 중에서 anatse 상이 가장 우수한 광촉매 특성을 나타내는 것으로 알려져 있다. 그러나 anatse 상을 얻기 위해서는 $600^{\circ}C$ 이상의 온도로 열처리를 해야 한다는 문제점이 있으며 광촉매 특성을 향상시키기 위해서는 anantase 나노결정을 제조하여 표면적을 극대화시 키는 것이 요구되고 있다. 본 연구에서는 이러 한 두 가지 문제점을 해결하기 위하여 Polyethylen oxide(PEO)-TiO$_2$ 나노하이브리드를 Sol-Gel공정을 이용하여 합성하였으며 이들에 대한 hot-water treatment를 통하여 10$0^{\circ}C$ 이하의 저온에서 anatase 나노결정상의 분말을 합성하는데 성공하였다. 이는 SiO$_2$-TiO$_2$계 하이브리드에서만 hot-water treatment를 통하여 anatase로 결정화가 가능하다는 기존의 연구결과와 상반되는 결과로서 무기질 성분으로서 TiO$_2$만 존재하는 하이브리드에 대한 hoi-water treatment를 통하여 anatase결정상이 형성될 수 있었다.

• 대한화학회지
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• 제59권3호
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• pp.238-245
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• 2015

The crystallization and morphology change of amorphous titanias by hydrothermal treatment have been investigated. The amorphous titanias were prepared by pure water hydrolysis of two different precursors, titanium tetraisopropoxide (TTIP) and TTIP modified with acetic acid (HOAc) and characterized prior to hydrothermal treatment. In order to avoid complicate situation, the hydrothermal treatment was performed in a single solvent water with and without strong acids at various temperatures. The effects of strong acid, temperature and time were systematically investigated on the transformation of amorphous titania to crystalline TiO₂ under simple hydrothermal condition. Without strong acid the titanias were transformed into only anatase phase nanoparticle regardless of precursor type, temperature and time herein used (up to 250 ℃ and 48 hours). The treatment temperature and time effected only on the crystalline size, not on the crystal phase et al. However, it was clearly revealed that the strong acids such as HNO₃ and HCl catalyzed the formation of rutile phase depending on temperature. HCl was slightly better than HNO₃ in this catalytic activity. The morphology of rutile TiO₂ formed was also a little affected by the type of acid. The precursor modifier, HOAc slightly reduced the catalytic activity of the strong acids in rutile phase formation.

• 한국세라믹학회지
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• 제35권11호
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• pp.1212-1221
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• 1998

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제30권2호
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• pp.402-404
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• 2009

The band structures and the densities of states at the Fermi energy for rutile, anatase and brookite phases are investigated along with the structure-photocatlaytic relationship by using DFT method. Bands are less dispersive in anatase phase than in rutile phase, and they are almost flat in brookite phase. As a result, the DOS value near the Fermi energy for brookite is highest among three types of $TiO_{2}$, which means that the numbers of electrons near the Fermi energy are largest in brookite. The calculation shows that brookite phase may exhibit highest photocatalytic efficiency among three types of $TiO_{2}$.

• 태양에너지
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• 제12권3호
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• pp.10-20
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• 1992

본 실험에서는 산업폐수, 가정폐수, 지하수 등에 오염되는 유독성 유기물 처리를 위한 태양반응시스템의 개발을 목적으로 batch형 광분해 반응시스템을 구성하여 수처리 분해 실험을 실시하였다. 실험실 규모의 batch형 반응기를 구성하여 수질 개선용 광화학 반응 활용의 기술적 타당성을 확보하고자 하였으며 다음과 같은 결론을 얻을수 있었다. (1) $TiO_2$ anatase, $TiO_2$ rutile 그리고 $V_2O_5$를 대상으로 광촉매 선정을 위한 실험결과, 본 실험조건에서는 band gap energy가 약 3.2 eV인 $TiO_2$ anatase가 유해 유기물 TCE의 가장 높은 분해율을 나타내었다. $TiO_2$ anatase의 결정구조는 XRD 관찰에 의하여 확인할 수 있었으며, BET-$N_2$ 측정결과 단위무게당 표면적은 약 7.748 $m^2/g$ 이었다. (2) $TiO_2$ anatase의 투입량이 많을수록 TCE분해율도 증가하였다. 그러나 투입량이 0.1 wt% 이상이 될 경우 분해율의 증진은 아주 미미하여서 0.1 wt%의 $TiO_2$ anatase 양을 slurry batch 형 시스템 실험에 최선으로 채택하였다. (3) $H_2O_2$의 양이 TCE 분해율에 미치는 영향을 조사한 결과 적정량은 약 0.06 volume%임을 알 수 있었다. 이는 적정량의 $H_2O_2$는 OH radical의 형성을 촉진시키지만 과량의 존재시에는 오히려 OH radical과 반응하여 이를 소모하는 역효과를 나타내기 때문이다. (4) 광반응기의 head space를 변화시키면서 산소양의 TCE 분해율에 미치는 영향을 관찰한 결과 TCE 분해반응식의 이론적 stoichiometry로나 실험적으로나 산소양이 아주 중요한 변수임을 알수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제6권8호
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• pp.852-857
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• 1996

반응성 스퍼터링법을 이용하며 산화티타늄 박막을 10%~60%의 산소분압하에서 증착하고 열처리 온도와 시간에 따른 박막의 결정화 특성을 고찰하였다. 증착직후에 형성된 비정질 상은 열처리시 산소분압이 15% 이상인 경우에서는 $900^{\circ}C$에서는 rutile로，$500^{\circ}C$에서는 anatase상으로 각각 결정화되었으나 산소 결핑성 비정량도가 심한 10%의 경우에는 온도와 무관하게 장시간의 열처리에서는 rutile 상으로 결정화되었다. 이 경우에 결정화 초기에 형성되는 상은 박막의 산화진행속도가 느린 $500^{\circ}C$이하의 온도에서는 Magneli상 ($Ti_6O_{2n-1}$)이，$50^{\circ}C{sim}600^{\circ}C$ 에서는 비정량적인 anatase상이 형성 되었다. 따라서 초기에 형성된 상이 비정량적일 경우 산화의 진행에 따라서 최종적으로 가장 안정한 상인 rutile상으로 변화하며 초기에 정량적인 상이 형성되면 열처리시 상변화 없이 성장이 계속될 수 있음을 알 수 있다.

• 분석과학
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• 제20권4호
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• pp.302-307
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• 2007

$TiO_2$ 나노분말 제조시 HCl과$NH_4OH$의 첨가량에 따른 반응양상과 pH의 영향을 고찰하였다. Titanium tetra-isopropoxide의 가수분해 반응을 이용하여 nanosize의 $TiO_2$ 분말를 합성하였고, 촉매로 HCl과$NH_4OH$를 사용하였다. 촉매의 첨가량에 따른 반응양상과 생성된 $TiO_2$ 분말의 특성 변화를 조사하였다. 염기성 촉매인$NH_4OH$를 사용하였을 경우에 균질한 형상의 분말 형태의 $TiO_2$를 합성할 수 있었으며, 산성 촉매인 HCl을 사용하여 pH가 5.04 이하일 경우에는 괴상이나 과립의 형태로 생성되었다. 사용한 촉매의 종류와 양에 따라 저온의 결정상인 anatase의 생성속도와 보다 안정한 rutile 상으로의 상전이 속도가 영향을 받았다.

• Advances in environmental research
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• 제2권4호
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• pp.261-277
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• 2013

The degradation of alachlor has been investigated using sonolysis (US), photocatalysis (UV) and sonophotocatalysis (US/UV) using three photocatalyst viz. $TiO_2$ (mixture of anatase and rutile), $TiO_2$ (anatase) and ZnO. The effect of photocatalyst loading on the extent of degradation of alachlor has been investigated by varying $TiO_2$ (both types) loading over the range of 0.01 g/L to 0.1 g/L and ZnO loading over the range of 0.05 g/L to 0.3 g/L. The optimum loading of the catalyst was found to be dependent on the type of operation i.e., photocatalysis alone or the combined operation of sonolysis and photocatalysis. All the combined processes gave complete degradation of alachlor with maximum rate of degradation being obtained in the case of sonophotocatalytic process also showing synergistic effect at optimized loading of photocatalyst. About 50% to 60% reduction in TOC has been obtained using the combined process of sonophotocatalysis depending on the operating conditions. The alachlor degradation fitted first order kinetics for all the processes under investigation. It has been observed that the $TiO_2$ (mixtrure of anatase and rutile) is the most active photocatalyst among the three photocatalysts studied in the current work. The effect of addition of radical enhancers and scavengers on sonophotocatalytic degradation of alachlor has been investigated in order to decipher the controlling mechanism. The alachlor degradation products have been identified using LC-MS method.

• 한국재료학회지
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• 제22권5호
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• pp.249-252
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• 2012

Fe doped $TiO_2$ nanoparticles were prepared under high temperature and pressure conditions by mixture of metal nitrate solution and $TiO_2$ sol. Fe doped $TiO_2$ particles were reacted in the temperature range of 170 to $200^{\circ}C$ for 6 h. The microstructure and phase of the synthesized Fe doped $TiO_2$ nanoparticles were studied by SEM (FE-SEM), TEM, and XRD. Thermal properties of the synthesized Fe doped $TiO_2$ nanoparticles were studied by TG-DTA analysis. TEM and X-ray diffraction pattern shows that the synthesized Fe doped $TiO_2$ nanoparticles were crystalline. The average size and distribution of the synthesized Fe doped $TiO_2$ nanoparticles were about 10 nm and narrow, respectively. The average size of the synthesized Fe doped $TiO_2$ nanoparticles increased as the reaction temperature increased. The overall reduction in weight of Fe doped $TiO_2$ nanoparticles was about 16% up to ${\sim}700^{\circ}C$; water of crystallization was dehydrated at $271^{\circ}C$. The transition of Fe doped $TiO_2$ nanoparticle phase from anatase to rutile occurred at almost $561^{\circ}C$. The amount of rutile phase of the synthesized Fe doped $TiO_2$ nanoparticles increased with decreasing Fe concentration. The effects of synthesis parameters, such as the concentration of the starting solution and the reaction temperature, are discussed.

• 동력기계공학회지
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• 제19권6호
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• pp.26-32
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• 2015

The purpose of this study is to investigate the de-NOx performance characteristics according to the $TiO_2$ crystal structures ratio of $V_2O_5$ SCR catalysts. The anatase(100%) SCR catalyst showed the highest desorption peak of 80ppm at about $250^{\circ}C$, and $NH_3$ was not desorbed at $500^{\circ}C$. It can be confirmed that there was many $NH_3$ desorbed at a high temperature among other various crystal structures, which is because the catalyst was more acidized to increase the intensity of acid sites as the content of subacid sulfate ions($NH_2SO_4$) in the rutile phase increases. The anatase/rutile(7%/93%) SCR had the smallest width of de-NOx performance drop according to thermal aging, and had strong durability against thermal aging.