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제안 방법
- 10 wt%, 20 wt% Li-TiO2 복합분말의 광촉매 활성은 메틸오렌지(methyl orange)의 제거효율로 측정하였다. Pyrex로 제작된 용기에 0.
- 10 wt%Li-TiO2 복합분말의 하소온도에 따른 광촉매 활성을 측정하기 위해서 자외선 광원을 이용하여 메틸오렌지(MO) 용액의 잔류농도를 측정하였다(Fig. 6). 6시간 동안 UV 광원을 조사한 후에 잔류된 메틸오렌지의 농도를 측정한 결과, as-received와 750oC 하소한 복합분말에서 각각 6.
- 10 wt%Li-TiO2 복합분말의 하소온도에 따른 미세조직의 변화를 관찰하기 위해서 FE-SEM을 수행하였다(Fig. 4). As-received 복합분말, 450oC와 600oC에서 하소한 복합분말은 100 nm 이하의 구형의 미세한 입자들이 응집되어 있으며 하소 온도가 높은 750oC에서는 결정화와 입성장 되어 약 150 nm 크기를 갖는 다각형의 입자로 관찰되었다.
- TiO2의 낮은 유기물 흡착능력을 개선하여 상대적으로 높은 광촉매 효율을 보인다[10, 11]. TiO2의 흡착-분해 반응을 증가시켜 광촉매 효율을 향상시키기 위해서 알카리 금속을 첨가하여 알카리-TiO2 복합분말 합성을 시도하였다. 알카리 금속 중에서 리튬(Li)은 세상에서 가장 가벼운 금속으로 CO2 흡착제, 리튬배터리, Al-Li 합금, 의약품 등에 사용된다.
- 형성된 겔은 80oC에서 24시간 건조한 후 10 wt%, 20 wt% Li-TiO2 복합분말을 얻었다. 복합분말은 10oC/min의 승온 속도로 450, 600, 750oC에서 1시간 유지하여 하소 처리 하였다.
- 2 wt% 비율이 되도록 10 wt%, 20 wt% Li-TiO2 복합분말을 반응용액에 넣고 잘 분산 시켰다. 자외선 광원으로는 250-390 nm의 파장을 갖는 40W 수은 램프 (medium-pressure mercury lamp)를 사용하였고 자외선 조사에 따른 초기농도 10ppm 메틸오렌지의 농도 변화를 UV-vis 분광계를 이용하여 측정하였다. 하소 온도에 따른 10 wt%, 20 wt% Li-TiO2 복합분말 상변화, 미세조직은 XRD(D/MAX2500H, Rigaku, Japan)과 FE-SEM (SU8010, Hitachi, Japan)를 이용하여 관찰하였다.
- 자외선 광원으로는 250-390 nm의 파장을 갖는 40W 수은 램프 (medium-pressure mercury lamp)를 사용하였고 자외선 조사에 따른 초기농도 10ppm 메틸오렌지의 농도 변화를 UV-vis 분광계를 이용하여 측정하였다. 하소 온도에 따른 10 wt%, 20 wt% Li-TiO2 복합분말 상변화, 미세조직은 XRD(D/MAX2500H, Rigaku, Japan)과 FE-SEM (SU8010, Hitachi, Japan)를 이용하여 관찰하였다.
- 하소온도에 따른 20 wt%Li-TiO2 복합분말의 미세조직 변화를 관찰하였다(Fig. 5). As-received 복합분말은 10 wt%LiTiO2 복합분말(Fig.
- 복합분말을 합성하였다. 합성된 10 wt%, 20 wt% Li-TiO2 복합분말의 하소 온도에 따른 상 변화와 미세조직은 XRD와 FE-SEM을 이용하여 수행하였고 10 wt%, 20 wt% Li-TiO2 복합분말의 광촉매 활성을 측정하기 위해서 수용액 상에서 메틸오렌지의 제거 효율을 측정하였다.
대상 데이터
- 10 wt%, 20 wt% Li-TiO2 복합분말은 졸겔법으로 제조하였다(Fig. 1). 200 mL의 티타늄 이소프로폭사이드 (Ti(O-iPr)4, Aldrich, 99%)를 2,000 mL 반응용기에 넣고 200 mL 이소프로판올 (C3H7OH, 동우화인켐, 98%)과 0.
- 1). 200 mL의 티타늄 이소프로폭사이드 (Ti(O-iPr)4, Aldrich, 99%)를 2,000 mL 반응용기에 넣고 200 mL 이소프로판올 (C3H7OH, 동우화인켐, 98%)과 0.1 mole 아세칠아세톤네이트 (acetylacetonate, Junsei, 99%)를 첨가하여 교반하였다. 혼합용액은 90oC에서 2시간 동안 교반 및 환류 시킨다.
- 본 연구에서는 티타늄 이소프로폭사이드와 탄산리튬(Li2CO3)를 전구체로 사용하여 졸-겔법으로 10 wt%, 20 wt% Li-TiO2 복합분말을 합성하였다. 합성된 10 wt%, 20 wt% Li-TiO2 복합분말의 하소 온도에 따른 상 변화와 미세조직은 XRD와 FE-SEM을 이용하여 수행하였고 10 wt%, 20 wt% Li-TiO2 복합분말의 광촉매 활성을 측정하기 위해서 수용액 상에서 메틸오렌지의 제거 효율을 측정하였다.
- 전구체로 티타늄 이소프로폭사이드와 탄산리튬(Li2CO3)을 졸-겔법에 의해서 10 wt%, 20 wt%Li-TiO2 복합분말을 합성하였다. 10 wt%Li-TiO2 복합분말의 경우, 비정질 형태의 as-received 복합분말이 하소온도 450oC, 600oC로 증가 함에 따라 아나타제-TiO2 상이 형성되고 750°C에서는 루타일-TiO2와 아나타제-TiO2 상이 검출되지만 Li의 어떤 상도 검출되지 않았다.
- 이온반경은 60 pm(6배위의 경우)로 매우 비슷한 크기를 갖는다. 티타늄 이소프로폭사이드와 탄산리튬을 리튬이 반응하여 10 wt%, 20 wt% Li-TiO2 복합분말을 합성하였다.
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