광촉매 활성을 가지는 이산화티타늄은 일반적으로 anatase, rutile, brookite의 3종류의 결정구조를 가지고 있으며, 이중 공업용과 광촉매 물질로 많이 이용되는 물질은 rutile과 anatase형 이다. 특히 광반응을 위한 촉매물질로는 광활성이 좋은 anatase형이 주로 사용되는데 이는 광여기의 의해 분리된 전자와 정공의 재결합이 쉽게 되지 않으며 광촉며 활성이 우수하여 광촉매 물질로서 높은 효율을 나타낼 수 있기 때문이다. 이러한 광촉매용 물질로서 뛰어난 특성을 가지는 이산화티타늄은 주로 분말을 이용 박막형태로 만들어 사용하거나 분말표면에 코팅을 하여 사용하므로 사용 후 분말의 회수, 표면의 박리현상 그리고 반복사용에 있어서의 문제점 때문에 사용상의 많은 제약을 받아왔으며 이러한 문제점 때문에 많은 사용상의 제약을 받아왔다. 이를 해결하기 위해 TiO₂ 제조 시 전기화학적인 ...
광촉매 활성을 가지는 이산화티타늄은 일반적으로 anatase, rutile, brookite의 3종류의 결정구조를 가지고 있으며, 이중 공업용과 광촉매 물질로 많이 이용되는 물질은 rutile과 anatase형 이다. 특히 광반응을 위한 촉매물질로는 광활성이 좋은 anatase형이 주로 사용되는데 이는 광여기의 의해 분리된 전자와 정공의 재결합이 쉽게 되지 않으며 광촉며 활성이 우수하여 광촉매 물질로서 높은 효율을 나타낼 수 있기 때문이다. 이러한 광촉매용 물질로서 뛰어난 특성을 가지는 이산화티타늄은 주로 분말을 이용 박막형태로 만들어 사용하거나 분말표면에 코팅을 하여 사용하므로 사용 후 분말의 회수, 표면의 박리현상 그리고 반복사용에 있어서의 문제점 때문에 사용상의 많은 제약을 받아왔으며 이러한 문제점 때문에 많은 사용상의 제약을 받아왔다. 이를 해결하기 위해 TiO₂ 제조 시 전기화학적인 양극 산화법이 적용되고 있으며 이를 통하여 언급된 문제점의 개선 뿐 아니라 제조 공정의 간소화도 가능하다. 양극산화 반응 시 짧은 반응 시간과 낮은 전압으로 양극 산화피막 형성 시 광촉매 특성을 갖는 산화티타늄 피막을 만들 수 있으나, 이 경우 대부분은 산화 피막층이 얇거나 결정성이 좋게 나타나지 않아 추가적인 열처리를 해야만 anatase 결정을 제조 할 수 있다. 양극산화법을 이용하여 제조 시 이런 문제점을 해결하기 위해 F^(-) 포함된 전해질을 사용 하며 이때 전해질의 pH, 전압, 시간 등에 따라 다양한 형태가 나타난다. 전해질은 물 또는 유기용매인 ethylene glycol에 F^(-)를 포함하는 HF, NaF, KF, NH₄F등을 첨가하여 제조 하였으며 양극산화 조건에 따라 전압과 반응시간을 조정하였으며 각각의 전해질에 따라서 물을 사용할 때는 23V, 25분에서 최적조건을 찾았으며, ethylene glycol일 때는 사용하는 시약에 따라서 HF는 100V, 10시간 이고, Na4F 사용 시 60V, 17시간일 때 최적인 조건을 찾을 수 있었다. 제조된 TiO₂ 나노튜브는 약 100㎚의 직경을 가지며 두께는 반응시간에 따라 달라지며 반응시간이 지속될수록 두께는 증가한다. 증가되는 두께는 반응 시 사용된 티타늄의 부피에 비해서 약 두 배로 형성되며나노튜브가 형성될 때의 전류current 변화는 반응 단계에 따라 달라지며 나노튜브 형성 시에는 전류에 변화가 없이 일정해지며 나노튜브가 형성되며 길이가 성장하게 된다. 그리고 별도의 열처리가 없어도 anatase형의 이산화티타늄을 형성 할 수 있다.
광촉매 활성을 가지는 이산화티타늄은 일반적으로 anatase, rutile, brookite의 3종류의 결정구조를 가지고 있으며, 이중 공업용과 광촉매 물질로 많이 이용되는 물질은 rutile과 anatase형 이다. 특히 광반응을 위한 촉매물질로는 광활성이 좋은 anatase형이 주로 사용되는데 이는 광여기의 의해 분리된 전자와 정공의 재결합이 쉽게 되지 않으며 광촉며 활성이 우수하여 광촉매 물질로서 높은 효율을 나타낼 수 있기 때문이다. 이러한 광촉매용 물질로서 뛰어난 특성을 가지는 이산화티타늄은 주로 분말을 이용 박막형태로 만들어 사용하거나 분말표면에 코팅을 하여 사용하므로 사용 후 분말의 회수, 표면의 박리현상 그리고 반복사용에 있어서의 문제점 때문에 사용상의 많은 제약을 받아왔으며 이러한 문제점 때문에 많은 사용상의 제약을 받아왔다. 이를 해결하기 위해 TiO₂ 제조 시 전기화학적인 양극 산화법이 적용되고 있으며 이를 통하여 언급된 문제점의 개선 뿐 아니라 제조 공정의 간소화도 가능하다. 양극산화 반응 시 짧은 반응 시간과 낮은 전압으로 양극 산화피막 형성 시 광촉매 특성을 갖는 산화티타늄 피막을 만들 수 있으나, 이 경우 대부분은 산화 피막층이 얇거나 결정성이 좋게 나타나지 않아 추가적인 열처리를 해야만 anatase 결정을 제조 할 수 있다. 양극산화법을 이용하여 제조 시 이런 문제점을 해결하기 위해 F^(-) 포함된 전해질을 사용 하며 이때 전해질의 pH, 전압, 시간 등에 따라 다양한 형태가 나타난다. 전해질은 물 또는 유기용매인 ethylene glycol에 F^(-)를 포함하는 HF, NaF, KF, NH₄F등을 첨가하여 제조 하였으며 양극산화 조건에 따라 전압과 반응시간을 조정하였으며 각각의 전해질에 따라서 물을 사용할 때는 23V, 25분에서 최적조건을 찾았으며, ethylene glycol일 때는 사용하는 시약에 따라서 HF는 100V, 10시간 이고, Na4F 사용 시 60V, 17시간일 때 최적인 조건을 찾을 수 있었다. 제조된 TiO₂ 나노튜브는 약 100㎚의 직경을 가지며 두께는 반응시간에 따라 달라지며 반응시간이 지속될수록 두께는 증가한다. 증가되는 두께는 반응 시 사용된 티타늄의 부피에 비해서 약 두 배로 형성되며나노튜브가 형성될 때의 전류current 변화는 반응 단계에 따라 달라지며 나노튜브 형성 시에는 전류에 변화가 없이 일정해지며 나노튜브가 형성되며 길이가 성장하게 된다. 그리고 별도의 열처리가 없어도 anatase형의 이산화티타늄을 형성 할 수 있다.
Generally, titanium dioxide which has photo chemical catalyst are 3 types of structures - anatase, rutile, brookite. Among these, rutile and anatase has more photo chemical catalyst material, therefore these two are used often as industrial use. Anatase is used as catalyst material for photo chemica...
Generally, titanium dioxide which has photo chemical catalyst are 3 types of structures - anatase, rutile, brookite. Among these, rutile and anatase has more photo chemical catalyst material, therefore these two are used often as industrial use. Anatase is used as catalyst material for photo chemical reaction since it has good photo activity. When anatase is separated by photoemission, electrons and hole‘s recombination is not easily done and photo chemical catalyst is excellent that it gives high efficiency. These materials which have excellent characteristics in photo chemical catalyst material, titanium dioxide is used as thin film form or coated powder. Therefore collection of powder, surface's separation of boundary layer and reuse of the material have many restrictions. This leads to a lot of restrictions of using titanium dioxide. To solve the problem above, anodization is used when making TiO₂. By this way not only the problem of using the material has improved but also the process of making became simple. By anodization reaction, brief duration time and low voltage makes titanium oxide which has photo chemical catalyst characteristics. However by this method, oxidation film layer is thin or the crystalline is not good enough so that additional heat process is needed to make anatse crystal. To solve the problem above with anodization, use F^(-) when making the material. By controlling electrolyte's pH, voltage, duration of time, many different kinds of materials could be produced. Electrolyte is water or ethylene glycol, organic solvent with F^(-), including HF, NaF, KF, NH₄F and more. According to the condition of anodization, voltage and duration of time was controlled. When using water as electrolyte, 25 minutes with 23V was the best condition, whereas ethylene glycol was different depending on which reagent was used. With HF as reagent, 10 hours at 100V, but with Na4F 17 hours at 60V was the best condition. The produced Ti02 nanotube's diameter was about 100nm, and the diameter changes according to the reaction time and when the duration of the reaction increases, the diameter also increases. The diameter increases as twice depending on the used titanium‘s volume and the changes of current when nano tube is producing changes as the steps of the reactions. If there is no change in current when making nano tube, the nano tube is made and the length will grow. By this process, no additional heat process is needed to make titanium dioxide as anatase.
Generally, titanium dioxide which has photo chemical catalyst are 3 types of structures - anatase, rutile, brookite. Among these, rutile and anatase has more photo chemical catalyst material, therefore these two are used often as industrial use. Anatase is used as catalyst material for photo chemical reaction since it has good photo activity. When anatase is separated by photoemission, electrons and hole‘s recombination is not easily done and photo chemical catalyst is excellent that it gives high efficiency. These materials which have excellent characteristics in photo chemical catalyst material, titanium dioxide is used as thin film form or coated powder. Therefore collection of powder, surface's separation of boundary layer and reuse of the material have many restrictions. This leads to a lot of restrictions of using titanium dioxide. To solve the problem above, anodization is used when making TiO₂. By this way not only the problem of using the material has improved but also the process of making became simple. By anodization reaction, brief duration time and low voltage makes titanium oxide which has photo chemical catalyst characteristics. However by this method, oxidation film layer is thin or the crystalline is not good enough so that additional heat process is needed to make anatse crystal. To solve the problem above with anodization, use F^(-) when making the material. By controlling electrolyte's pH, voltage, duration of time, many different kinds of materials could be produced. Electrolyte is water or ethylene glycol, organic solvent with F^(-), including HF, NaF, KF, NH₄F and more. According to the condition of anodization, voltage and duration of time was controlled. When using water as electrolyte, 25 minutes with 23V was the best condition, whereas ethylene glycol was different depending on which reagent was used. With HF as reagent, 10 hours at 100V, but with Na4F 17 hours at 60V was the best condition. The produced Ti02 nanotube's diameter was about 100nm, and the diameter changes according to the reaction time and when the duration of the reaction increases, the diameter also increases. The diameter increases as twice depending on the used titanium‘s volume and the changes of current when nano tube is producing changes as the steps of the reactions. If there is no change in current when making nano tube, the nano tube is made and the length will grow. By this process, no additional heat process is needed to make titanium dioxide as anatase.
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