• 한국표면공학회지
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• 제40권3호
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• pp.125-130
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• 2007

Many fundamental studies have been carried out regarding waste water and hazardous gas treatment technology using the photolysis effect of $TiO_2$. However, photolysis of both organic and organic-inorganic binders immobilizing $TiO_2$ makes permanent use impossible. In this study we manufactured a catalytic electrode by nickel-$TiO_2$ composite plating in order to immobilize $TiO_2$. The surface properties according to the current density changes of cathode and concentration changes of $TiO_2$ powder in nickel plating bath has been analysed with EDX, XRF, SEM, Raman spectrometer etc. The characterization of the catalytic electrode in decomposition of organic compound has been obtained by using UV-Visible spectrophotometer through analysing concentration changes of methyl orange solution containing the catalytic electrode vs. time with projecting UV-light in the solution. The study shows that a catalytic electrode of nickel-$TiO_2$ composite plating with high-efficiency in decompostion of organic compound has been formed under high concentration of $TiO_2$ powder and low current density of cathode.

• 한국세라믹학회지
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• 제50권6호
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• pp.504-509
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• 2013

In this study, ZnSe-$TiO_2$ composites were synthesized by a facile hydrothermal-assisted sol-gel process and characterized by nitrogen adsorption isotherms (77 K), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) with energy dispersive X-ray (EDX) analysis, transmission electron microscopy (TEM) and UV-vis diffuse reflectance spectrophotometry. The photocatalytic activity was investigated by decoloration methylene blue (MB), methyl orange (MO), and rhodamine B (Rh.B) in an aqueous solution under visible light irradiation. The results revealed that the photocatalytic activity of the ZnSe-$TiO_2$ photocatalyst was much higher than that of pure$TiO_2$. The ZnSe nanoparticles, which act as a photosensitizer, not only extend the spectral response of $TiO_2$ to the visible region but also reduce charge recombinations.

• 한국환경보건학회지
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• 제25권3호
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• pp.64-69
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• 1999

This study was carried out the removal of Cr(VI) which was known to the toxic pollutant in industry using the process of UV and TiO$_2$ photocatalyst in a circular type reactor. In this experiment, the series of photocatalytic process for the removal of Cr(VI) has been selected as a model reaction in a circular type reactor in order to obtain the basic data on the influence of various experimental parameters such as circulation flow rate, pH of solution, initial Cr(VI) light illumination and TiO$_2$ dosage, and salicylic acid concentration. The results of this study were as follows; 1. With both UV light illumination and TiO$_2$ present, Cr(VI) was more effectively eliminated than with either UV or TiO$_2$ alone. 2. As the circulation flow rate of solution increased, the removal efficiency of Cr(VI) was increased. However, over 2.4 l/min of circulation flow rate, the efficiency wa limited. 3. A increase in the photocatalytic removal of Cr(VI) was noticed with decreasing pH. 4. An increase in the photocatalytic removal of Cr(VI) was noticed with decreasing Initial Cr(VI) concentration and first order kinetics was observed from the result at different initial concentration of Cr(VI). 5. Photocatalytic removal efficiency of Cr(VI) increased with increasing TiO$_2$ dosage. However, over 1.0 g/l of TiO$_2$ dosage, the efficiency reached a plateau. 6. As low concentration of saliculic acid were added, there was an increase in the removal efficiency of Cr(VI). However, over 300 mg/l of salicylic acid, the efficiecy was decreased. It eas found that application of photocatalysis to water treatment that contains both Cr(VI) and salicylic acid was possible.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.124.1-124.1
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• 2015

$TiO_2$는 화학적으로 안정하며, 인체에 무해하고, 살균특성 및 각종 유기물에 효과적인 분해력, 안정성 및 내구성들의 장점으로 인해 널리 사용되는 광촉매제로 알려져 있다. 최근 $TiO_2$는 유리에 접촉되는 물방울의 표면장력을 크게 하여 접촉각을 10도 이하로 유지시켜줌으로써 비가 오거나 청소를 위해 살수를 할 때 유리면에 얇은 수막을 형성시켜 광촉매 기능으로 분해된 유기질의 오염물질 및 유리표면과의 결합력이 낮아진 무기질의 오염원을 쉽게 제거해 주는 특성들로 인해 오염방지 코팅제로 많이 활용되고 있다. 그러나, $TiO_2$는 빛이 조사될 경우에만 친수특성을 나타낸다는 단점들이 있어 본 연구에서는 $TiO_2$에 $SnO_2$를 혼합한 박막을 증착하여 신뢰성을 향상시키고자 하였다. 또한 기존 $TiO_2$ 코팅막들이 주로 spray 또는 blade 방식으로 코팅되어 코팅된 막이 낮은 균일성과 내구성을 가지므로 본 연구에서는 RF-Magnetron Sputtering 방법을 이용하여 유리 기판위에 $(TiO_2)50(SnO_2)50$ 박막을 증착하였다. 제작된 박막은 유리에 적용될 경우를 감안해 광학적 특성을 분석하기 위해 Uv-vis Spectrometer 장비를 이용하여 투과율을 분석하였으며, $SnO_2$ 혼합에 따른 구조적 특성으로 주사전자현미경(Scanning Electric Microscope, SEM)을 통하여 박막의 결정상을 분석하였으며, 주사탐침현미경(Atomic Force Microscope, AFM)을 사용하여 표면 거칠기를 관찰하였다. 또한 광촉매 특성을 통한 친수성을 알아보기 위해 UV 램프를 사용한 후 접촉각을 측정하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권5B호
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• pp.497-502
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• 2009

광촉매에 의한 수처리 방법은 수중에서 오염물질을 직접분해 처리하며 난분해성 유기물 또는 무기물의 분해가 용이하다. 특히 2차 오염물질의 생성이 거의 없는 것이 가장 큰 장점이라 할 수 있다. 하지만 광촉매 형태에 따라 여러 문제가 발생한다. 회전 광촉매 형태는 기존의 문제를 최소화시키고 회전원판법을 적용하여 고도산화처리가 가능하다. 회전광촉매 반응기의 적용을 위해서는 여러 가지 설계와 운전인자 및 특성에 대한 고찰이 필요하다. 본 연구에서는 회전 광촉매를 $TiO_2$ 고정화 작업으로 회전원판법에 적합하게 제작하였다. 이를 이용하여 회전 광촉매 반응에 의한 폐수처리를 수행하기 위한 운전인자들을 도출하였다. 회전 광촉매 $TiO_2$ 함량은 최대 70%가 한계로 나타났다. $TiO_2$ 함유량이 증가할수록 처리효율도 지속적으로 증가되고 있다. 적절한 회전 광촉매는 R4로 $TiO_2$ 함유량 36.8% 이다. 자외선 세기가 증가 할수록 TCODcr의 분해효과는 지속적으로 증가 된다. 다만 적절한 광원의 세기는 경제성을 고려해서 판단하여야 한다. 회전 광촉매의 회전속도가 증가할수록 처리효율은 향상된다. UV lamp를 반응조에 침지시키지 않을 때 회전 광촉매 수심변화는 수심이 50%, 30%, 10%, 70%, 100% 순으로 처리효율이 높게 나왔다. 본 실험을 바탕으로 태양광에서도 유기물을 처리할 수 있는 시스템을 개발에 바탕이 될 것이라 판단한다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제31권8호
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• pp.2170-2174
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• 2010

The surfaces of $TiO_2$ and ZnO nanoparticles have been modified by gold (Au) nanoparticles by a reduction method in solution. Their interfacial electronic structures and optical absorptions have been studied by depth-profiling X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and UV-vis absorption spectroscopy, respectively. Upon Au-modification, UV-vis absorption spectra reveal a broad surface plasmon peak at around 500 nm. For the as-prepared Au-modified $TiO_2$ and ZnO, the Au $4f_{7/2}$ XPS peaks exhibit at 83.7 and 83.9 eV, respectively. These are due to a charge transfer effect from the metal oxide support to the Au. For $TiO_2$, the larger binding energy shift from that (84.0 eV) of bulk Au could indicate that Au-modification site of $TiO_2$ is different from that of ZnO. On the basis of the XPS data with sputtering depth, we conclude that cationic (1+ and 3+) Au species, plausibly $Au(OH)_x$ (x = 1-3), commonly form mainly at the Au-$TiO_2$ and Au-ZnO interfaces. With $Ar^+$ ion sputtering, the oxidation state of Ti dramatically changes from 4+ to 3+ and 2+ while that (2+) of Zn shows no discernible change based on the binding energy position and the full-width at half maximum (FWHM).

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.50.2-50.2
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• 2011

염료감응형 태양전지는 기존의 실리콘 태양전지에 비해 저렴한 가격과 다양한 날씨 조건에서도 태양광과의 반응성이 안정하다는 여러 가지 장점을 갖고 있다. 하지만 광전 변환 효율이 기존의 실리콘 태양전지에 비해 현저히 떨어진다는 문제점과 장기적으로 안정하지 못하다는 단점을 가지고 있다. 이러한, 염료감응형 태양전지에서 크게 광전 변환 효율을 향상시킬 수 있는 재료는 염료, $TiO_2$와 같은 반도체 산화물전극 재료, 전해질이다. 이 중 $TiO_2$의 특성 및 크기는 염료감응형 태양전지의 효율에 영향을 미친다. 염료감응형 태양전지의 광전 변환 효율을 증가시키기 위해서 $TiO_2$는 넓은 비표면적, 높은 전자의 이동성 및 태양광과의 우수한 반응성을 가져야 한다. Microwave hydrothermal 방법에 의해 제조된 hollow $TiO_2$를 염료감응형 태양전지에 적용시킬 경우 기존의 $TiO_2$의 광흡수 반응이 200~400 nm 사이에서 발생하는 반면, hollow $TiO_2$의 광흡수 반응은 기존의 UV 영역인 200~400 nm 뿐만 아니라 가시광 영역인 400~460 nm 에서도 광흡수 반응이 가능하기 때문에 염료감응형 태양전지에서 광전 변환효율을 증가 시킬 수 있을 것으로 기대된다. 또한, microwave hydrothermal법에 의해 제조된 hollow $TiO_2$는 150-200 nm의 크기를 갖으며 20-30 nm 크기의 $TiO_2$ particle들로 이루어져 있다. hollow $TiO_2$ (150-200 nm)를 기존의 $TiO_2$ (10-20 nm) 층 위에 올려 염료감응형 태양전지의 electrode에 적용할 경우 기존의 $TiO_2$ 단층을 이용한 것보다 우수한 light-scattering 효과를 갖게 되어 광전 변환 효율 증가에 긍정적인 영향을 미칠 것이다. 본 연구에서는 hollow $TiO_2$의 광학적 특성 및 결정성이 염료감응형 태양전지에 미치는 영향을 조사하였다. hollow $TiO_2$의 광학적 특성 및 결정성의 변화를 위하여 microwave hydrothermal 법의 합성 온도 및 합성시간에 변화를 주었다. hollow $TiO_2$의 광학적 특성은 UV-visible spectrometer를 이용하여 조사하였으며, hollow $TiO_2$의 형상과 결정학적 특성은 TEM과 SEM 그리고 X선 회절 분석을 이용하여 관찰되었고, hollow $TiO_2$의 비표면적 측정은 BET 측정법을 이용하였다. 또한 염료감응형 태양전지 cell을 제작하여 $100mW/cm^2$(AM 1.5G) 기준에서 광전 변환 효율을 측정하였다.

• 한국분말재료학회지
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• 제29권3호
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• pp.207-212
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• 2022

Nanosized rutile titanium dioxide (TiO₂) is used in inorganic pigments and cosmetics because of its high whiteness and duality. The high quality of the white pigments depends on their surface coating technique via the solgel process. SiO₂ coatings are required to improve the dispersibility, UV-blocking, and whiteness of TiO₂. Tetraethyl orthosilicate (TEOS) is an important coating precursor owing to its ability to control various thicknesses and densities. In addition, we use Na₂SiO₃ (sodium silicate) as a precursor because of its low cost. Compared to TEOS, which controls the pH using a basic catalyst, Na₂SiO₃ controls the pH using an acid catalyst, giving a uniform coating. The coating thickness of TiO₂ is controlled using a surface modifier, cetrimonium bromide, which is used in various applications. The shape and thickness of the nanosized coating layer on TiO₂ are analyzed using transmission electron microscopy, and the SiO₂ nanoparticle behavior in terms of the before-and-after size distribution is measured using a particle size analyzer. The color measurements of the SiO₂ pigment are performed using UV-visible spectroscopy.

• 한국분말재료학회지
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• 제10권2호
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• pp.136-141
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• 2003

In the present study, $TiO_2$ imbedded copper matrix powders have been successfully prepared from the ($CuSO_4+TiO_2+Zn$) composite salt solution. The composite $Cu/TiO_2$ powders were formed by drying the solution at $200{\sim}~400^{\circ}C$ in the hydrogen atmosphere. Photocatalytic characteristics was evaluated by detecting TOC (total organic carbon) amount with TOC analyzer (model 5000A Shimadzu Co). Phase analysis of $Cu/TiO_2$ composite powders was carried out by XRD, DSC and powder size was measured with TEM. The mean particle size of composite powders was about 100 nm and a few zinc and copper oxide phases was included. The reduction ratio of TOC amount was 60% by the composite $Cu/TiO_2$ powders under the UV irradiation for 8 hours.

• 멤브레인
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• 제21권4호
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• pp.351-359
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• 2011

For advanced drinking water treatment of high turbidity water, we used the hybrid process that was composed of photocatalyst packing in space of between outside of multi-channel ceramic microfiltration membrane and membrane module inside. Photocatalyst was polypropylene (PP) beads coated $TiO_2$ powder by CVD (chemical vapor deposition) process. Instead of natural organic matters (NOM) and fine inorganic particles in natural water source, standard NOM solution was prepared with humic acid and kaolin. Water-back-flushing of 10 sec was performed per every period of 10 min to minimize membrane fouling. Resistance of membrane fouling ($R_f$) increased and J decreased as concentration of humic acid changed from 2 mg/L to 10 mg/L, and finally the highest total permeate volume ($V_T$) could be obtained at 2 mg/L. Then, treatment efficiency of turbidity and $UV_{254}$ absorbance were above 96.4% and 78.9%, respectively. As results of treatment portions by membrane filtration, photocatalyst adsorption, and photo-oxidation in (MF), (MF + $TiO_2$), (MF + $TiO_2$ + UV) processes, turbidity was treated little by photocatalyst adsorption, and photo-oxidation. However, treatment portions of $UV_{254}$ absorbance by adsorption (MF + $TiO_2$) and photo-oxidation (MF + $TiO_2$ + UV) at humic acid of 4 mg/L and 6 mg/L were above 9.0, 9.5 and 8.1, 10.9%, respectively.