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제안 방법
- 그림 3은 N 이온 도핑 첨가제 양 및 합성 온도에 따른 반사율 변화를 비교한 그래프이다. 500℃와 600℃에서 합성한 순수 TiO2의 고유 파장대는 각각 390, 406 nm로 확인되었으며 이를 기준으로 N 이온이 도핑되었을 때 단파장 혹은 장파장 영역으로 쉬프트 되었는지 비교 분석하였다. 순수 TiO2 대비 N-doped TiO2는 도핑 첨가제 양 및 합성 온도에 따라 파장의 변화를 보였다.
- N 이온을 도핑시켜 제조한 TiO2의 광학적 특성을 평가하기 위해 반사율을 측정하였다. 그림 3은 N 이온 도핑 첨가제 양 및 합성 온도에 따른 반사율 변화를 비교한 그래프이다.
- 01 g의 준비된 시료를 투입하여 가시광 노출시간에 따른 광촉매의 유기물 분해 특성을 평가하였다. N-doped TiO2 합성된 조건에 따른 결정구조의 분석을 위해 CuKα radiation(λ = 1.54178 Å)의 조건으로 X선 회절(Right D/max 2500v/pc, Rigaku, Japan)을 측정하였다. 또한, N 이온 도핑 첨가제 양 및 합성 온도에 따른 광학적 특성 및 광촉매 특성 거동은 UV-Visible Spectrometer(UV2600, Shimazu, Japan)를 이용하여 분석하였다.
- 반면에 본 연구는 빛을 광원으로 하는 조명체에 정화 기능이 있는 기능성 조명을 개발하기 위한 연구로써, 백색도와 광촉매 특성에 초점을 맞추고 있다. 따라서, 본 연구에서는 졸겔법을 통해 N 이온을 TiO2 표면에 도핑하고자 하였고, N 이온 도핑 첨가제 종류 등 합성 조건을 변화시켜 고백색의 가시광 응답형 TiO2를 합성하였다.
- N 이온 도핑 첨가제로는 NH4OH 및 NH4Cl로 이용하였고, 합성 온도는 500~600℃로 변화시켰다. 순수 TiO2 대비 N-doped TiO2의 결정상과 백색도를 비교하고 메틸렌 블루 용액을 이용하여 흡광도를 측정하고 광분해 효과를 확인하였다. NH4OH를 첨가하여 600℃에서 제조한 N-doped TiO2는 아나타제-루타일 비율이 40:60인 혼합 결정상으로 백색도가 +97 이상으로 가장 높았으며, 순수 TiO2에 비해 큰 차이는 없는 것으로 확인되었다.
대상 데이터
- 를 대표적인 습식 합성법인 sol-gel법으로 합성하였다. 사용한 시약은 Ti source로 titanium isopropoxide(Ti[OCH(CH3)2]4, 95%, Daejung Chem., Korea)와 반응 용매인 isopropyl alcohol (IPA, 99.5%, Deajung Chem., Korea), 그리고 N 이온 도핑을 위한 source 로 ammonia solution(NH4OH-xH2O, 28% Junsei Chem., Japan)과 ammonium chloride(NH4Cl, 99% Junsei Chem., Japan)을 사용하였으며, 해당 시약은 별도의 정제과정 없이 사용하였다. 90 mL의 titanium isopropoxide를 360 mL의 IPA에 용해하였다.
데이터처리
- 54178 Å)의 조건으로 X선 회절(Right D/max 2500v/pc, Rigaku, Japan)을 측정하였다. 또한, N 이온 도핑 첨가제 양 및 합성 온도에 따른 광학적 특성 및 광촉매 특성 거동은 UV-Visible Spectrometer(UV2600, Shimazu, Japan)를 이용하여 분석하였다. 분광광도계를 통한 광학적 특성분석과 더불어 제조된 입자의 색도에 대한 평가를 위해 색차계(Handy color meter, NR-12A, Nippon Denshoku Industries Co.
이론/모형
- 광촉매용 가시광 응답형 N-doped TiO2를 대표적인 습식 합성법인 sol-gel법으로 합성하였다. 사용한 시약은 Ti source로 titanium isopropoxide(Ti[OCH(CH3)2]4, 95%, Daejung Chem.
- 본 논문에서는 졸겔법을 활용하여 가시광 응답형 Ndoped TiO2를 제조하였다. N 이온 도핑 첨가제로는 NH4OH 및 NH4Cl로 이용하였고, 합성 온도는 500~600℃로 변화시켰다.
- 합성한 N-doped TiO2의 가시광 영역에서의 활성도를 확인하기 위하여 가장 잘 알려진 메틸렌 블루 분해 테스트법을 이용하였다[23]. 일반적으로 메틸렌 블루를 수용액으로 제조시 파란색을 띠며 가시광선에서 분해되어 용액색이 투명하게 변화되지만 자외선 영역에서는 거의 분해되지 않는 특성을 갖고 있다.
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