We report a novel method to synthesize nanocomposites composed of titania nanoparticles and phosphotungstate ions with various composition ratios ranging from W/Ti = 12/10 to 12/500 by inducing the electrostatic interaction between the positively charged protonated titania sol-particles and the negatively charged phosphotungstate anions to flocculate and precipitate. The precipitates showed varied features depending on the composition. The precipitate from the tungsten-richest W/Ti = 12/10 reaction is amorphous in its powder X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), and Raman spectroscopy data. This material shows the Type II adsorption characteristics in its N2-adsorption isotherm, but with quite low surface area of 34 m2/g. To the contrary, the precipitates from the titanium-richer reactions (W/Ti = 12/50- 12/500) are composed of anatase nanoparticles of 2-6 nm by XRD, TEM and Raman and show the Type I adsorption characteristics. The surface area linearly increases with the titanium content from 131 m2/g for W/ Ti = 12/50 to 228 m2/g for 12/500. The precipitate from the reaction with the intermediate composition W/Ti = 12/20 is composed of anatase nanoparticles and does not have any pore accessible to N2. With the wide variety of the physical properties of the precipitates, the present method can be a novel, viable means to tailor synthesis of nanocomposite materials. A formation mechanism of the precipitates is based on the electrostatic interactions between the titania nanoparticles and phosphotungstate ions.
Recently, demand for thermally stable metal nanoparticles suitable for chemical reactions at high temperatures has increased to the point to require a solution to nanoparticle coalescence. Thermal stability of metal nanoparticles can be achieved by adopting core-shell models and encapsulating supported metal nanoparticles with mesoporous oxides [1,2]. However, to understand the role of metal-support interactions on catalytic activity and for surface analysis of complex structures, we developed a novel catalyst design by coating an ultra-thin layer of titania on Pt supported silica ($SiO_2/Pt@TiO_2$). This structure provides higher metal dispersion (~52% Pt/silica), high thermal stability (~600$^{\circ}C$) and maximization of the interaction between Pt and titania. The high thermal stability of $SiO_2/Pt@TiO_2$ enabled the investigation of CO oxidation studies at high temperatures, including ignition behavior, which is otherwise not possible on bare Pt nanoparticles due to sintering [3]. It was found that this hybrid catalyst exhibited a lower activation energy for CO oxidation because of the metal-support interaction. The concept of an ultra-thin active metal oxide coating on supported nanoparticles opens-up new avenues for synthesis of various hybrid nanocatalysts with combinations of different metals and oxides to investigate important model reactions at high-temperatures and in industrial reactions.
Lim, Mi Ja;Song, Shin Ae;Kang, Yun Chan;So, Won-Wook;Jung, Kyeong Youl
Korean Chemical Engineering Research
/
제53권5호
/
pp.632-637
/
2015
Mesoporous $TiO_2$ granules were prepared by spray pyrolysis using nano-sized titania particles which were synthesized by a hydrothermal method, and they were evaluated as the photoanode of dye-sensitized solar cells. To enhance the cell efficiency, nanoparticles within granules were chemically interconnected by adding titanium ethoxide (TEOT) to colloidal spray solution. The resulting titania particles had anatase phase without forming rutile. $TiO_2$ granules obtained showed about 400 nm in size, the specific surface area of $74-77m^2/g$, and average pore size of 13-17 nm. The chemical modification of $TiO_2$ granules by adding TEOT initially to the colloidal spray solution was proved to be an effective way in terms of increasing both the light scattering within photoanode and the lifetimes of photo-excited electrons. Consequently, the light-harvesting efficiency of TEOT-modified granules (${\eta}=6.72%$) was enhanced about 14% higher than primitive nanoparticles.
Deactivation of porous photocatalytic materials was studied using three types of microstructured particles: macroporous titania particles, titania microspheres, and porous silica microspheres containing CNTs and $TiO_2$ nanoparticles. All particles were synthesized by emulsion-assisted self-assembly using micron-sized droplets as micro-reactors. During repeated cycles of the photocatalytic decomposition reaction, the non-dimensionalized initial rate constants (a) were estimated as a function of UV irradiation time (t) from experimental kinetics data, and the results were plotted for a regression according to the exponentially decaying equation, $a=a_0\;{\exp}(-k_dt)$. The retardation constant ($k_d$) was then compared for macroporous titania microparticles with different pore diameters to examine the effect of pore size on photocatalytic deactivation. Nonporous or larger macropores resulted in smaller values of the deactivation constant, indicating that the adsorption of organic materials during the photocatalytic decomposition reaction hinders the generation of active radicals from the titania surface. A similar approach was adopted to evaluate the activation constant of porous silica particles containing CNT and $TiO_2$ nanoparticles to compare the deactivation during recycling of the photocatalyst. As the amount of CNTs increased, the deactivation constant decreased, indicating that the conductive CNTs enhanced the generation of active radicals in the aqueous medium during photocatalytic oxidation.
To synthesize a high-performance photocatalyst, N doped $TiO_2$ nanotubes deposited with Ag nanoparticles were synthesized, and surface characteristics, electrochemical behaviors, and photocatalytic activity were investigated. The $TiO_2$ nanotubular photocatalyst was fabricated by anodization; the Ag nanoparticles on the $TiO_2$ nanotubes were synthesized by a reduction reaction in $AgNO_3$ solution under UV irradiation. The XPS results of the N doped $TiO_2$ nanotubes showed that the incorporated nitrogen ions were located in interstitial sites of the $TiO_2$ crystal structure. The N doped titania nanotubes exhibited a high dye degradation rate, which is effectively attributable to the increase of visible light absorption due to interstitial nitrogen ions in the crystalline $TiO_2$ structure. Moreover, the precipitated Ag particles on the titania nanotubes led to a decrease in the rate of electron-hole recombination; the photocurrent of this electrode was higher than that of the pure titania electrode. From electrochemical and dye degradation results, the photocurrent and photocatalytic efficiency were found to have been significantly affected by N doping and the deposition of Ag particles.
Composite membranes with a titania layer were prepared by soaking-rolling method with the titania sol of nanoparticles formed in the sol-gel process and investigated regarding the vapor permeation of various organic mixtures. The support modification was conducted by pressing $SiO_2$ xerogel of 500 nm in particle size under 10 MPa on the surface of a porous stainless steel (SUS) substrate and designed the multi-layered structure by coating the intermediate layer of ${\gamma}-Al_2O_3$. Microstructure of titania membrane was affected by heat-treatment and synthesis conditions of precursor sol, and titania formed at calcination temperature of 300$^{\circ}C$ with sol of [$H^+$]/[TIP]=0.3 possessed surface area of 210 $m^2$/g, average pore size of 1.25 nm. The titania composite membrane showed high $H_2/N_2$ selectivity and water/ethanol selectivity as 25-30 and 50-100, respectively. As a result of vapor permeation for water-alcohol and alcohol-alcohol mixture, titania composite membrane showed water-permselective and molecular-sieve permeation behavior. However, water/methanol selectivity of the membrane was very low because of chemical affinity of permeants for the membrane by similar physicochemical properties of water and methanol.
Monodispersed Ag/$TiO_2$ core/shell nanoparticles were synthesized in solution via colloid-seeded deposition process using Ag nanoparticles as colloid seeds and $Ti(SO_4)_2$ as Ti-source respectively. Silver nitrate was reduced to Ag nanoparticles with $N_2H_4{\cdot}H_2O$ in the presence of CTAB as stabilizing agent. The titania sols hydrolyzed by the $Ti(SO_4)_2$ solution deposited on the surface of Ag nanoparticles to form the Ag/$TiO_2$ core/shell nanoparticles. Inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-AES) showed low amount of Ag ion leaching from the Ag/$TiO_2$ core/shell nanoparticles. The Ag/$TiO_2$ core/shell nanoparticles indicated excellent antibacterial effects against Escherichia coli and maintained long-term antibacterial property.
한국지구물리탐사학회 2003년도 Proceedings of the international symposium on the fusion technology
/
pp.569-572
/
2003
Titanium dioxide ($TiO_2$) nanoparticles were prepared by the oxidation of titanium tetrachloride ($TiCl_4$) in a diffusion flame reactor. The average diameter of particles was 15 to 30 nm and mass fraction of anatase ranged from $40\;to\;80\%$. Effects of particle size and phase composition of those $TiO_2$ nanoparticles on photocatalytic properties such as decomposition of methylene blue and bacteria gas were investigated. The degree of decomposition of methylene blue by the $TiO_2$ nanoparticles under the illumination of the black light was directly proportional to the anantase mass fraction, but inversely to the particle size. The decomposition of bacteria by the $TiO_2$ nanoparticles under the illumination of the fluorescent light showed the same trend as in the case of the methylene blue.
This study focuses on the difference of photocatalytic activity depending on crystal structure type of nanoparticles ($TiO_2$) and nanotubes (TNT). The photodecomposition of 2-chlorophenol on the synthesized $TiO_2$, Sn-impregnated $TiO_2$, TNT, and Snimpregnated TNT were evaluated. The characteristics of the synthesized photocatalyts, TNT, Sn/TNT, $TiO_2$, and Sn/$TiO_2$ were analyzed by X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), and UV-Visible spectroscopy (UV-Vis), and cyclic voltammeter (CV). The water-suspended 2-chlorophenol photodegradation over $TiO_2$ (anatase structure) catalyst was better than that over pure TNT. Particularly, the water-suspended 2-chlorophenol of 10 ppm was perfectly decomposed within 4 h over Sn/$TiO_2$ photocatalyst.
Pool boiling heat transfer and critical heat flux (CHF) of water-based nanofluids with alumina and titania nanoparticles of 0.01% by volume were investigated on a disk heater at saturated and atmospheric conditions. The experimental results showed that the boiling in nanofluids caused the considerable increase in CHF on the flat surface heater. It was revealed by visualization of the heater surface subsequent to the boiling experiments that a major amount of nanoparticles deposited on the surface during the boiling process. Pool boiling of pure water on the surface modified by such nanoparticle deposition resulted in the same CHF increases as what boiling nanofluids, thus suggesting the CHF enhancement in nanofluids was an effect of the surface modification through the nanoparticle deposition during nanofluid boiling. Possible reasons for CHF enhancement in pool boiling of nanofluids are discussed with surface property changes caused by the nanoparticle deposition.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.