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이산화 티타늄/마이카 복합 재료의 적외선 광반사 특성
Synthesis and Infrared Light Reflecting Characteristics of TiO2/Mica Hybrid Composites 원문보기

공업화학 = Applied chemistry for engineering, v.27 no.1, 2016년, pp.16 - 20  

길현석 (공주대학교 화학과) ,  이석우 (공주대학교 화학과)

초록
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본 연구에서는 $TiO_2$/마이카 혼성 복합 재료의 합성과 적외선 반사 특성에 관한 연구를 수행하였다. 마이카 입자의 존재 하에 아세트산 수용액에서 titanium isopropoxide의 가수 분해 반응과 축합 반응에 의해 $TiO_2$/마이카 복합 재료를 합성하였다. $TiO_2$/마이카 복합 재료의 열처리($600{\sim}1000^{\circ}C$, 1~3 h)에 의해 마이카 표면에 형성된 비결정성 상의 $TiO_2$anatase 상을 거쳐 결정성 rutile 상으로 전환되었으며 열처리 조건에 의해 결정의 크기가 제어되었다. FE-SEM 분석, ED-XRF 분석, XRPD 분석을 통하여 마이카와 $TiO_2$/마이카 복합 재료의 물리화학적 특성을 규명하였다. 확산 반사-근적외선 분광 분석을 통하여 측정한 $TiO_2$/마이카 혼성 복합 재료의 근적외선 범위(780~2,500 nm)에서의 일사 반사율은 88.6%로, 순수한 소성 마이카의 86.6%보다 다소 높았다. 따라서 $TiO_2$/마이카 혼성 복합 재료는 높은 광반사율을 나타내는 차열 도료의 안료로 사용할 수 있을 것이다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this work, we describe the synthesis and infrared light reflecting characteristics of $TiO_2$/mica hybrid composites. $TiO_2$/mica composite materials were obtained by the hydrolysis and condensation reaction of titanium isopropoxide in an aqueous solution of acetic acid in ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 마이카 입자의 존재 하에 아세트산 수용액에서 titanium isopropoxide의 가수 분해 반응과 축합 반응에 의해 TiO2/마이카 복합 재료를 얻었으며, TiO2/마이카 복합 재료의 열처리(600∼1000 ℃, 1∼3 h)에 의해 마이카 표면에 형성된 이산화 티타늄의 상 변화 및 결정 크기 변화를 관찰하여 반사광 파장과의 상관관계를 도출하여 도료의 안료에 대한 응용성을 살펴보고자 하였다.
  • 본 연구에서는 산업 전반에 걸쳐 사용되는 판상 형태의 층상 구조물질인 마이카와 적외선 차단 물질인 이산화 티타늄을 복합화하여 다기능성 광반사 물질을 합성하고자 하였다. 마이카 입자의 존재 하에 아세트산 수용액에서 titanium isopropoxide의 가수 분해 반응과 축합 반응에 의해 TiO2/마이카 복합 재료를 얻었으며, TiO2/마이카 복합 재료의 열처리(600∼1000 ℃, 1∼3 h)에 의해 마이카 표면에 형성된 이산화 티타늄의 상 변화 및 결정 크기 변화를 관찰하여 반사광 파장과의 상관관계를 도출하여 도료의 안료에 대한 응용성을 살펴보고자 하였다.
  • 본 연구에서는 산업 전반에 걸쳐서 사용되는 판상 형태의 층상 구조 물질인 마이카와 적외선 차단 물질로 활용도가 높은 이산화 티타늄의 복합 재료를 합성하여 도료 분야에서의 광반사 물질로의 응용성을 살펴보고자 하였다. 이에 TTIP로 마이카 표면을 처리하고 소성 과정을 거쳐 TiO2/마이카 복합 재료를 합성하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
태양 광선의 광량 비율은 어떠한가? 태양 광선은 자외선 6.8%, 가시광선 38.9%, 적외선 54.3%의 광량 비율을 갖는다[1]. 이 중에서 적외선(780 nm~1 mm)은 에너지는 낮지만 열적 작용이 커서 열선이라고 불린다.
적외선 차단 도료의 기본 구성 성분은 어떻게 되는가? 이와 같이 적외선 차단 기능을 갖는 무기계 산화물의 특징은 유기계 차단제보다 열적으로 안정하여 내구성이 높다는 장점을 갖는다. 적외선 차단 도료의 기본 구성 성분은 1) 유기계 중합체 수지(결합제), 2) 분산 용매, 3) 안료, 4) 첨가제로 이루어진다. 무기계 나노 입자 중 대표적인 백색 근적외선 차단제는 TiO2, CeO2, MgO, Al2O3, ZnO 등이며, 최근 들어 불순물 혼입된 TiO2, 산화철, 산화 크로뮴 기반 복합 산화물 등이 유색 안료로 사용되고 있다[3-13].
차열 도료를 건물 외피에 도포하는 것은 근적외선(열선)의 어떤 영향을 막기 위함인가? 이 중에서 적외선(780 nm~1 mm)은 에너지는 낮지만 열적 작용이 커서 열선이라고 불린다. 이와 같은 열선들은 여름철 건물의 실외 및 실내 온도의 상승을 유발하고, 냉방기의 가동을 점차 증가시켜 도시의 열섬(heat island) 현상을 일으킨다[2,3]. 따라서 건물의 외피에 차열 도료를 도포함으로써 건물 내로 유입되는 근적외선을 차단하여 건물의 온도 상승을 억제하고자 하는 노력이 활발하게 진행 중이다.
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참고문헌 (29)

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  2. H. H. Kim, Urban heat island, Int. J. Remote Sensing, 13, 2319-2336 (1992). 

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