• 한국재료학회지
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• 제27권10호
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• pp.569-575
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• 2017

To improve photocatalytic performance, a $PbS/ZnO/TiO_2$ nanotube catalyst was synthesized, and its surface characteristics and photocatalytic efficiency were investigated. The hybrid photocatalysts were produced by anodic oxidation and successive ionic layer adsorption and reaction(SILAR). The photocatalytic efficiency was evaluated using the dye degradation rate. The $PbS/ZnO/TiO_2$ photocatalyst significantly enhanced the photocatalytic activity for dye degradation, which was ascribed to the synergistic effect of their better absorption of solar light and a decrease in the rate of excited electron-hole recombination.

• 한국치위생학회지
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• 제7권4호
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• pp.471-479
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• 2007

The purpose of this study was to examine the optimum condition of impulse during the anodic spark oxidation applying pulse current as well as to find the excellent condition for HA precipitation the after electrochemical hydrothermal treatment by cathode reduction method. After anodic spark oxidation, the anodized specimen and the Pt plate connected cathode and anode, respectively. Hydrothermal treatment performed at 90, 120, $150^{\circ}C$ for 2 hours in the electrolyte containing $K_2HPO_4$, $CaCl_2{\cdot}2H_2O$, Tris(Hydroxymethyl)-$(CH_2OH)_3\;CNH_2$(Aminomethane), and NaCl. The optimum impulse voltage for anodic spark oxidation was 350V. The optimum pulse cycle measured at 10 mS. The HA crystals precipitated excellently by cathode reduction at $150^{\circ}C$ for 2 hours. The phases of anatase, rutile, and HA coating on the surface of modified titanium surface immersed in Hanks' solution for 3weeks were detected by XRD measurement and the intensity of HA crystal phase has increased by temperature and time of hydrothermal treatment. According to the our experiments, we found that Pure Ti will be good materials of bioactivity and biocompatibility.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.99.1-99.1
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• 2017

$TiO_2$는 기계적, 화학적 안정성이 높아 가혹한 화학적 환경 또는 고온 운전 조건에서 훌륭한 내구성을 보여주어 산업적으로 일찍이 널리 이용되어 왔다. 예를 들어, 염소발생 (chlorine evolution reaction) 또는 산소발생반응은 (oxygen evolution reaction) 염소 또는 산소 라디칼에 전극이 지속적으로 노출되기에 강한 내부식성을 지닌 전극재가 요구되었고, 그 결과 $TiO_2$를 골조로 한 불용성전극 (dimensionally stable anode)이 개발되어 이용되고 있다. 그러나, $TiO_2$는 절연성이 높은 금속 산화물 재료이기 때문에 넓은 표면적 획득 및 촉매제 사용을 통해 소재의 단점을 극복해야만 한다. 넓은 반응 표면적 획득의 한 방법으로써 전기화학적 양극산화 (electrochemical anodization)를 통한 $TiO_2$ 나노튜브 제조법은 경제적이면서도 구조 제어도 간편한 방법이다. $TiO_2$ 나노튜브는 100nm 전후의 기공 크기를 가짐과 동시에 매우 높은 종횡비를 지니고 있어 넓은 반응 표면적 획득에 특히 유리하다. 그러나, 이 높은 종횡비는 촉매 도입을 어렵게 하는 저해요소가 되기도 한다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 다양한 방법들이 연구되었으나 대부분이 번거롭거나 비싼 후단공정을 필요로 한다. 본 연구에서는 $TiO_2$ 나노튜브에 촉매를 도핑하기 위한 간단한 전기화학적 방법으로, 단일공정 양극산화법 (single-step anodization)과 전압충격법 (potential shock), 그리고 저전압충격법 (under potential shock)을 연구하였으며 이에 적용 가능한 촉매제의 종류를 소개한다. 또한, 촉매의 성질에 따른 응용분야와 그 성능평가 결과를 제시한다.

• 한국분말재료학회지
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• 제26권1호
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• pp.45-48
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• 2019

Quantum dots (QDs) are an attractive material for application in solar energy conversion devices because of their unique properties including facile band-gap tuning, a high-absorption coefficient, low-cost processing, and the potential multiple exciton generation effect. Recently, highly efficient quantum dot-sensitized solar cells (QDSCs) have been developed based on CdSe, PbS, CdS, and Cu-In-Se QDs. However, for the commercialization and wide application of these QDSCs, replacing the conventional rigid glass substrates with flexible substrates is required. Here, we demonstrate flexible CISe QDSCs based on vertically aligned $TiO_2$ nanotube (NT) electrodes. The highly uniform $TiO_2$ NT electrodes are prepared by two-step anodic oxidation. Using these flexible photoanodes and semi-transparent Pt counter electrodes, we fabricate the QDSCs and examine their photovoltaic properties. In particular, photovoltaic performances are optimized by controlling the nanostructure of $TiO_2$ NT electrodes.

• Nano
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• 제13권11호
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• pp.1850125.1-1850125.12
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• 2018

To reduce the imbalance of impedance matching between the magnetic metal nanowires and free space, $Fe/TiO_2$ core/shell nanowire arrays with different diameters were fabricated in the templates of anodic aluminum oxide membranes by electrodeposition. The influences of the microstructure on the microwave absorption properties of the $Fe/TiO_2/Al_2O_3$ composites were studied by the transmission/reflection waveguide method. It was demonstrated experimentally that both the interfacial polarization and the diameter of the $Fe/TiO_2$ core/shell nanowires have critical effects on the microwave absorption properties. We also investigated the angle dependence of the microwave absorption properties. Due to the interfacial polarization and associated relaxation, the $Fe/TiO_2/Al_2O_3$ composites exhibited optimal microwave absorption properties when microwave propagation direction was accordant with the axis of the nanowires. Finally, we managed to obtain an optimal reflection loss of below -10 dB (90% absorption) over 10.2-14.8 GHz, with a thickness of 3.0 mm and the minimum value of -39.4 dB at 11.7 GHz.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.237-238
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• 2009

1999년 Zwilling 등은 타이타늄과 타이타늄 합금위에 불산을 포함하는 산성 전해질에서 양극산화 방법에 의해 $TiO_2$ 나노튜브를 형성시켰다. 그러나 HF의 강한 용해성으로 인해 튜브의 길이를 500 nm이상 성장 시킬 수 없다는 문제점을 가지고 있었고 그 후에 HF대신에 전해질에 $NH_{4}F$를 혼합하여 pH를 조절하는 방법으로 $TiO_2$가 용해되는 속도를 감소시켜 약 $2{\sim}4$배 더 크게 성장 시킬 수 있다고 보고한 바 있지만 수 ${\mu}m$ 이상의 길이로는 성장 시킬 수 없다는 한계를 가지고 있었다. 최근에는 불소이온을 포함하는 점액질의 유기전해질에서 높은 종횡비, 40-60 nm의 작은 기공직경과 매끄러운 튜브벽을 가지는 수 um이상의 나노튜브를 성장 시키는 보고가 있으나 $TiO_2$ 나노튜브의 제조에 영향을 미치는 파라메타에 대한 연구가 아직 많지 않은 실정이다. 따라서 본 연구에서는 전해질의 구성, 전압, 양극산화 시 교반의 영향에 대해 조사하였다. 불산과 에틸렌글리콜 전해질에서 형성된 $TiO_2$ 나노튜브의 비 표면적의 차이를 조사했고 튜브의 길이와 기공크기도 양극산화 시 인가전압과 전해질 구성에 따라 다른 것을 확인할 수 있었다. 이는 포어 바닥에서 국부적인 산성화를 유발하는 타이타늄의 가수분해와 $TiO_2$의 용해는 산화피막층의 용해작용을 증가시키는 수소이온의 농도를 증가시고 그에 따라 인가접압이 증가함에 따라 전해질 내의 이온수송을 활발하게 하기 위한 구동력이 증가해 전류밀도가 높아지는 것으로 확인되었단. 또한 양극산화 동안 전해질을 교반 한 경우 그런지 않은 경우에 비해 전해질 내의 유속(mass flow)를 증가시켜 더 긴 나노튜브를 얻을 수 있었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제34권2호
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• pp.349-356
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• 2017

본 연구에서는 $TiO_2$ nanotube 광촉매의 고도산화처리능을 비교하기 위해서 OH 라디칼 생성력을 평가하고자 하였다. 자외선 조사에 따른 Probe compound인 4-Chlorobenzoic acid (pCBA)의 농도 감소에 따라 OH radical 생성량을 산정하는 방법으로 광촉매 효율을 평가하였는데, $TiO_2$ nanotube 표면에서의 전자의 흐름을 원활하게 하기 위하여 전기적 에너지를 주었을 시 광촉매 효율의 증가 가능성 또한 확인하고자 자외선 조사 시 전류밀도를 인가하는 방법으로 실험을 진행하였다. 실험에 사용된 $TiO_2$ nanotube는 전극효과를 부여하기 위해 양극산화법으로 티타늄판을 이용하여 제조하였으며, pCBA 용액에는 전도도를 부여하기 위하여 NaCl을 첨가하여 전해질로 사용하였다. 정전류 정전압 조건하에서 자외선조사 실험을 진행하였으며, 전류가 흐르는 광촉매에 자외선 조사 시 OH 라디칼 생성량은 광촉매 없이 자외선만 조사하였을 때에 비해 약 5.6배, $TiO_2$ 광촉매와 함께 자외선을 조사하였을 보다 약 2.2배 증가하였다. 결과적으로 광촉매반응에 전기적 에너지를 부여하였을 시 시너지효과를 가져올 수 있는 가능성을 확인할 수 있었다.

• 구강회복응용과학지
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• 제24권4호
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• pp.361-369
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• 2008

본 연구의 목적은 다공성의 티타늄 산화막에 불소를 처리한 결과를 평가하는 것이다. 디스크에 양극산화법을 통하여 다공성의 티타늄산화막표면을 얻은 후 불소를 처리하고 일정시간동안 Hank액에 침전을 시켰다. 양극산화를 통해 일정거칠기의 표면을 얻었으며 SEM과 XRD를 통하여 표면의 형상과 성분을 분석하였다. 생성된 표면은 빠른 표면 활성도를 보였으며, 적절한 거칠기와 좋은 골반응으로 골유착에 기여할 수 있을 것으로 여겨진다.

• 한국표면공학회지
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• 제56권2호
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• pp.137-146
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• 2023

Nanosized TiO₂ has been widely investigated in photoelectrochemical or photocatalytic applications due to their intrinsic properties such as suitable band position, high photocorrosion resistance, and surface area. In this study, to achieve the high efficiency in photoelectrochemical and photocatalytic performance, TiO₂ nanotubular structures were formed by anodization at various temperatures and times. The morphological and crystal structure of the anodized TiO₂ nanotubes (NTs) were characterized by scanning electron microscope (SEM) and X-ray diffraction (XRD). The photoelectrochemical (PEC) properties and incident photon-to-current conversion efficiency (IPCE) of the TiO₂ NTs were studied with different lengths and morphologies. From the detailed investigations, the optimum thickness of TiO₂ nanotubes was 3 ㎛. Moreover, we found that the optimum photocatalytic pollutant removal efficiency of TiO₂ nanotubes for photodegradation of Rhodamine B (RhB) under simulated solar light was 5.34 ㎛ of tube length.

• Corrosion Science and Technology
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• 제22권3호
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• pp.193-200
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• 2023

Titanium alloy (grade-4) is commonly used in industrial and medical applications. To improve its corrosion resistance and biocompatibility for medical use, it is necessary to form a titanium oxide film. In this study, the morphology of the oxide film formed by anodizing Ti-grade 4 using different electrolytes was analyzed. Wetting properties before and after surface modification with SAM coating were also observed. Electrolytes used were categorized as A, B, and C. Electrolyte A consisted of 0.3 M oxalic acid and ethylene glycol. Electrolyte B consisted of 0.1 M NH₄F and 0.1 M H₂O in ethylene glycol. Electrolyte C consisted of 0.07 M NH₄F and 1 M H₂O in ethylene glycol. Samples B and C exhibited a porous structure, while sample A formed a thickest oxide film with a droplet-like structure. AFM analysis and contact angle measurements showed that sample A with the highest roughness exhibited the best hydrophilicity. After surface modification with SAM coating, it displayed superior hydrophobicity. Despite having the thickest oxide film, sample A showed the lowest insulation resistance due to its irregular structure. On the other hand, sample C with a thick and regular porous oxide film demonstrated the highest insulation resistance.