• 공업화학
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• 제34권1호
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• pp.30-35
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• 2023

TiO₂ 졸을 사용하여 유리알 표면에 TiO₂ 코팅한 후 건조 처리한 시료(TB)와 소성한 시료(TBc)를 제조하였다. 이들 시료에 대한 TiO₂ 박막의 특성분석과 메틸렌블루 및 톨루엔의 광분해 실험을 수행하였다. FE-SEM, XPS 및 FTIR 분석 결과, TB 시료의 TiO₂ 박막은 스펀지 폼과 같은 형태이며 무정형 TiO₂와 일부 결정형 TiO₂가 존재하였다. TBc 시료의 TiO₂ 박막에는 결정형 TiO₂가 주로 존재하며 침상형 입자와 미세 입자들이 혼재하였다. TBc 시료(46 mg/g)의 톨루엔 흡착량은 같은 코팅량의 TB 시료 대비 적었으나 톨루엔 분해율은 비슷했다. TB 시료의 경우, TiO₂ 코팅량이 증가함에 따라 톨루엔 분해능이 흡착능에 비해 적게 감소하였다. 이러한 결과는 소성하지 않은 TB 시료는 TiO₂ 코팅량이 증가하면 무정형 텍스처의 비표면적은 감소하는 반면 결정성 입자들의 활성점 감소는 적게 일어나기 때문으로 판단된다.

• 공업화학
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• 제34권4호
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• pp.412-420
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• 2023

본 연구는 red mud와 fly ash 기반 geopolymer 흡착제(RFGPA)를 소성 온도 변화(200, 400, 600 ℃)에 따라 제조하고 소성 온도가 methylene blue (MB)의 흡착에 미치는 영향을 조사하였다. 또한, X-ray fluorescence (XRF), scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR), 및 Brunauer-Emmett-Teller (BET) 분석을 통해 제조한 RFGPA의 특성을 조사하였다. MB를 이용한 소성 온도에 따른 RFGPA의 흡착 kinetics 결과 약 72시간에 MB 흡착 평형에 도달하였고, 흡착 isotherm 결과 MB 농도가 증가함에 따라 흡착 정도가 증가하는 경향을 보였다. 또한, RFGPA에 대해 소성 온도가 증가할수록 MB 흡착량이 감소하는 것을 확인하였다. RFGPA의 MB 흡착메커니즘을 확인하기 위해 수학적 모델식에 적용한 결과 상대적으로 Freundlich와 Sips 모델이 Langmuir 모델 보다 더 적합한 것을 확인하였다. 제조한 RFGPA 내에 존재하는 Fe₂O₃에 대한 MB의 광분해 효과를 확인하기 위해 dark condition 및 visible condition에서 MB 분해 정도를 분석한 결과 visible condition에서 분해속도가 dark condition보다 약 3배 빠른 것을 확인하였다.

• 분석과학
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• 제20권4호
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• pp.279-288
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• 2007

본 연구에서는 염산처리에 의하여 표면 개질된 활성탄소 섬유에 TNB (titanium n-butoxide) 용액을 침투시켜 $ACF/TiO_2$ 광촉매를 제조하였다. 염산 처리에 의하여 표면 기능기가 증가된 다공성 탄소에 형성된 $TiO_2$의 특성화에 연구의 관점을 두었다. TNB가 $TiO_2$로 변화되는 산처리 효과는 $ACF/TiO_2$ 광촉매제조에 상당히 중요한 요소임을 확인하였다. 표면 특성분석 결과로부터, BET 비표면적과 전체 동공부피는 산처리 양이 증가함에 따라 표면의 이산화티탄 화합물 형성과 함께 감소함을 나타내었다. 염산처리에 의해 형성된 $ACF/TiO_2$ 계에 대한 X-선 회절 변화로부터, 염산을 처리하지 않은 FT와 0.05, 0.1 M 처리된 FT1, FT2의 3가지 시료의 경우, 주요한 회절선의 피크는 아나타제의 결정상을 나타내었으며, 0.5M 처리된 FT3의 경우 아나타제와 루타일의 두 가지 형상이 나타났다. SEM 결과로부터, 전처리 하기전과 후에 활성탄소섬유 주변에 형성된 화합물들의 분포가 현저하게 다름을 알 수 있었으며, 이러한 현상은 산처리 효과의 우수성을 설명하고 있다. EDX 결과에 의하면, 모든 시료의 스펙트럼은 C, Ti와 O의 피크가 주요한 특징적 피크로 크게 나타났음을 보여 주고 있다. 마지막으로 MB (methylene blue)의 제거 효율에 근거하여, MB 농도 감소는 활성탄소섬유의 흡착효과와 $TiO_2$의 우수한 광분해 효과에 대한 두 가지 복합적인 결과로 설명할 수 있다.

• 멤브레인
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• 제21권1호
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• pp.46-54
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• 2011

자연유기물을 처리하는 침지형 중공사막 정밀여과 시스템에서 $TiO_2$ 나노입자와 UV를 이용한 광촉매 반응을 적용 시 공기폭기, $TiO_2$ 농도, 용액의 pH 그리고 $Ca^{+2}$의 존재가 자연유기물에 의한 파울링에 미치는 혼합영향을 관찰하였다. 실험결과, $TiO_2$ 나노입자 없이 단순 UV의 조사만으로 자연유기물에 의한 파울링은 약 40% 정도 감소시킬 수 있었다. 또한 UV의 조사 없이 $TiO_2$ 나노입자의 교반만으로 약 25%의 파울링 감소효과를 나타내었다. 공기폭기가 광촉매 반응에 미치는 영향을 확인해 본 결과 공기폭기를 적용해 주지 않은 경우와 비교했을시 공기폭기로 인한 자연유기물의 제거효율은 약 12% 정도 향상되었다. 이는 공기폭기로 인한 분리막 표면으로부터 자연유기물의 물리적인 역수송 보다는 산소공급으로 인해 광촉매 반응이 더욱 향상된 것으로 판단된다. 공기폭기 유량, $TiO_2$ 농도, 용액의 pH 영향정도를 관찰한 결과 공기폭기가 자연유기물 파울링 감소에 미치는 영향이 가장 낮은 것으로 나타났다. 반면, 용액의 pH 경우 낮은 pH (= 4.5)에서 파울링 감소에 미치는 영향이 가장 높은 것으로 관찰되었다. 또한 $TiO_2$ 나노입자 농도가 증가할 수록 파울링 감소효과도 증가하였으며 용액의 pH를 낮출수록 파울링 감소는 증가하였다. 이는 낮은 pH에서 서로 반대전하를 지닌 자연유기물과 $TiO_2$ 나노 입자간의 정전기적인 인력이 증가하여 $TiO_2$ 나노입자 표면에서 자연유기물의 광촉매분해능이 향상된 것으로 사료된다. 또한 자연유기물 중 $Ca^{+2}$의 첨가는 상대적으로 높은 pH (= 10)에서 자연유기물과 $TiO_2$ 나노입자 사이 가교현상을 촉진시켜 $Ca^{+2}$이 첨가되지 않은 경우와 비교시 높은 파울링 감소효과와 자연유기물의 분해효과를 달성시킬 수 있었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.34-41
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• 2002

CdS and $TiO_2$ nanoparticles were made by the precipitation method and sol-gel method, respectively, and they were mixed mechanically and then treated with the hydrothermal processing. CdS-$TiO_2$ composite particulate films were thus prepared by casting CdS-$TiO_2$ mixed sol onto $SnO_2$ conducting glass and a subsequent heat-treatment at $400^{\circ}C$. Again, the physico-chemical and photoelectrochemical properties of these films were controlled by the surface treatment with $TiCl_4$ aqueous solution. The photocurrents and the hydrogen production rates measured under the present experimental conditions varied in the range of $3.5{\sim}4.5mA/cm^2$ and $0.3{\sim}1.8cc/cm^2$-hr, respectively, and showed the maximum values at the $CdS/[CdS+TiO_2]$ mole ratio of 0.2. Also, the surface treatment with $TiCl_4$ aqueous solution caused a considerable improvement in the photocatalytic activity, Probably as a result of close contacts between the primary particles by the etching effect of $TiCl_4$ It was found that the photoelectrochemical performance of these particulate films could be effectively enhanced by this approach.

• 한국가스학회지
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• 제10권2호
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• pp.1-6
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• 2006

본 연구에서는 실내 오염물질인 포름알데히드가스를 제거하기위하여 $Pd/TiO_2$로 코팅한 극세 섬유에 광분해 효과를 제안하였다 광촉매 반응기는 사각박스(부피 2 l)내에 UV램프와 $Pd/TiO_2$로 코팅한 극세 섬유와 함께 장착하였다. 이 때 Langmuir-Heinshelwood의 반응속도와 흡착상수, 온도 및 농도 변화에 따른 전환을 그리고 습도변화와 오염가스($SO_2$) 혼합으로 인한 전환율의 영향을 조사하였다. 결과로서 속도상수(k)와 흡착상수($\beta$) 각각 114.94 ppmv/min, $0.0036ppmv^{-1}$을 얻었다. 또한 온도증가($40^{\circ}C{\sim}80^{\circ}C$)에 따른 포름알데히드가스 전환율이 약 20%로 감소하고 습도변화에 따른 전환율에서는 습도가 증가할수록 감소하는 경향을 보였다. 이외에 $SO_2$가스 혼입되어 있는 상태에서 전환율은 $SO_2$ 가스가 수분에 의한 이온의 영향으로 방해인자로 작용하는 것을 알 수 있었다.

• 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.

• Journal of Welding and Joining
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• 제27권2호
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• pp.38-43
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• 2009

In this study, we investigated photocatalytic ability of plasma sprayed $TiO_2$ and Ag sputtering $TiO_2$(Ag-$TiO_2$) coatings. A sputtering processes were adopted to coat the surface of $TiO_2$ with Ag(99.99%). Ag was sputtered at 10mA, 450V for $1{\sim}11$ seconds. $TiO_2$ and Ag-$TiO_2$ coatings were heat-treated at 250, 300, 350, $400^{\circ}C$ for $0{\sim}240$seconds. Photoelectrical conductivity was measured by four-point probe, and photodegradation was calculated by UV-V is spectrometer. Microstructure observation of $TiO_2$ and Ag-$TiO_2$ coatings were investigated by SEM. Crystal structure of $TiO_2$ and Ag-$TiO_2$ coatings were investigated by XRD. Qualitative analyses of $TiO_2$ and Ag-$TiO_2$ coatings were conducted by EDX. When $TiO_2$ coatings were heat-treated at $350^{\circ}C$ for 30 sec, photoelectrical conductivity and photodegradation were best. And in XRD analysis result, (101)/(110) relative intensity ratio of $TiO_2$(rutile) was comparably changed with photoelectrical conductivity. When Ag-$TiO_2$ coatings were heat-treated at $350^{\circ}C$ for 30 [sec] after sputtering Ag for 7 sec, Photoelectrical conductivity and photodegradation are best. Surface of coatings in such condition has very small and uniform Ag particles.

• 한국재료학회지
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• 제20권8호
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• pp.429-433
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• 2010

In this study, activated carbon (AC) as a carbon source was modified with different concentrations of cobalt chloride ($CoCl_2$) to prepare a Co-AC composite, and it was used for the preparation of Co-AC/$TiO_2$ composites with titanium oxysulfate (TOS) as the titanium precursor. The physicochemical properties of the prepared Co-AC/$TiO_2$ composites were characterized by $N_2$ adsorption at 77 K, X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and energy dispersive X-ray (EDX) analysis. The photocatalytic treatments of organic dyes were examined under an irradiation of visible light with different irradiation times. $N_2$ adsorption data showed that the composites had decreased surface area compared with the pristine AC, which was $389\;m^2/g$. From the XRD results, the Co-AC/$TiO_2$ composites contained a mixturephase structuresof anatase and rutile, but a cobalt oxide phase was not detected in the XRD pattern. The EDX results of the Co-AC/$TiO_2$ composites confirmed the presence of various elements, namely, C, O, Ti, and Co. Subsequently, the decomposition of methylene orange (MO, $C_{14}H_{14}N_3NaO_3S$) and rhodamine B (Rh.B, $C_{28}H_{31}ClN_2O_3$) in an aqueous solution, respectively, showed the combined effects of an adsorption effect by AC and the photo degradation effect by $TiO_2$. Especially, the Co particles in the Co-AC/$TiO_2$ composites could enhance the photo degradation behaviors of $TiO_2$ under visible light.

• 한국세라믹학회지
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• 제56권3호
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• pp.284-290
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• 2019

Ternary MoS₂/graphene (G)-TiO₂ photocatalysts were prepared by a simple hydrothermal method. The morphology, phase structure, band gap, and catalytic properties of the prepared samples were investigated by X-ray diffraction, Raman spectroscopy, scanning electron microscopy, UV-vis spectrophotometry, and Brunauer-Emmett-Teller surface area measurement. The H₂ production efficiency of the prepared catalysts was tested in methanol-water mixture under visible light. MoS₂/G-TiO₂ exhibited the highest activity for photocatalytic H₂ production. For 5 wt.% and 1 wt.% MoS₂ and graphene (5MT-1G), the production rate of H₂ was as high as 1989 µmol^-1h^-1. The catalyst 5MT-1G showed H₂ production activity that was ~ 11.3, 5.6, and 4.1 times higher than those of pure TiO₂, 1GT, and 5MT, respectively. The unique structure and morphology of the MoS₂/G-TiO₂ photocatalyst contributed to its improved hydrogen production efficiency under visible light.