초록 ▼

MOCVD법에 의한 $TiO_2$ 나노선 성장기술 확립 및 성장메커니즘 규명
: Ti 금속유기원료로서 $(C_{11}H_{19}O_{2})_2(C_3H_7O)_2Ti$를 사용하여 metallorganic chemical vapor deposition (MOCVD)법으로 고품질의 $TiO_2$ 나노선을 성장하였다. 510${^{\circ}C}$의 비교적 저온에서Au 같은 금속촉매 없이도 $TiO_2$ 나노선구조가 성장됨을 확인하였으

MOCVD법에 의한 $TiO_2$ 나노선 성장기술 확립 및 성장메커니즘 규명
: Ti 금속유기원료로서 $(C_{11}H_{19}O_{2})_2(C_3H_7O)_2Ti$를 사용하여 metallorganic chemical vapor deposition (MOCVD)법으로 고품질의 $TiO_2$ 나노선을 성장하였다. 510${^{\circ}C}$의 비교적 저온에서Au 같은 금속촉매 없이도 $TiO_2$ 나노선구조가 성장됨을 확인하였으며 성장메커니즘은 액상이 배제된 vapor-solid (VS) 메커니즘에 의한 것으로 보인다.
Sr 금속이온 in-situ 도핑에 의한 가시광선 감응 $TiO_2$ 나노선 제조
: 태양광의 50-60%를 점하는 가시광선 또는 실내의 약한 광원에서도 감응하여 광촉매 반응을 일으킬 수 있도록 하기 위해 MOCVD 장치에서 Sr 이온을 $TiO_2$ 나노선 성장시 in-situ 도핑하였다. 가시광선에서 1시간에 methylene blue 초기 농도의 ~25% 정도를 분해하였으며 자외선에서 초기 농도의 ~15%를 분해하여 개발목표치를 상회하는 결과를 얻었다.
메탄가스 분위기에서 열처리를 통한 가시광선 감응 $TiO_2$ 광촉매제 개발
: Ti 금속층을 메탄가스 분위기에서 열처리 하여 가시광선에 감응하는 $TiO_2$ 광촉매제를 형성하는 공정을 개발하였다. 900${^{\circ}C}$ 열처리에서 가시광선 및 자외선 광촉매반응 모두 가장 효율이 높았다. 가시광선의 경우 1시간에 methylene blue 초기 농도의 ~23% 정도가 분해되었으며, 자외선에서는 초기 농도의 ~23%를 분해하여 역시 개발목표치를 상회하는 결과를 얻었다. 본 기술의 개발로 대면적 기판 위에서 가시광선 감응 $TiO_2$ 광촉매제를 매우 저렴하게 대량생산할 수 있는 체제를 구축할 수 있었으며 국내특허를 1건 출원하였다
$TiO_2$ 나노선 기반 광촉매 청정필터 시제품 개발
: 제조된 $TiO_2$ 나노선을 기반으로 하여 가시광선 감응 광촉매 청정필터 제작기술을 개발하여 시제품을 제작하였다. 개발된 청정필터는 실내의 전구 및 형광등의 가시광선에서도 감응할 수 있기 때문에 기존 비싼 자외선 광원을 쓰는 필터에 비해 광촉매특성이 우수할 뿐 만 아니라 모듈이 간단하고 가격 경쟁력이 우수하여 기존 시장 진출 및 신규 시장 창출에 유리할 것으로 판단하고 있다.

목차 Contents

• 요약서(초록) ... 6
• 목 차 ... 8
• 제 1 장 서론 ... 9
• 제 1 절 기술개발의 개요 ... 9
• 제 2 절 개발목적 및 목표 ... 10
• 제 2 장 과제개발 내용 및 방법 ... 10
• 제 1 절 $TiO_2$ 나노선 성장방법 ... 10
• 제 2 절 MOCVD법에 의한 $TiO_2$ 나노선 성장기술 확립 및 성장메커니즘 규명 ... 11
• 제 3 절 Sr 금속이온 in-situ 도핑에 의한 가시광선 감응 $TiO_2$ 나노선 제조 및 광촉매 특성 ... 14
• 제 4 절 메탄가스 분위기에서 열처리를 통한 가시광선 감응 $TiO_2$ 광촉매제 개발 ... 16
• 제 5 절 $TiO_2$ 나노선 기반 광촉매 청정필터 시제품 개발 ... 19
• 제 3 장 사업성과 ... 19
• 제 1 절 기술적 성과 ... 19
• 제 2 절 경제적 성과 ... 20
• 제 4 장 결론 ... 20
• 제 1 절 개발결과 요약 및 결론 ... 20
• 제 2 절 향후 계획 ... 20
• 부록: 특허출원 증빙서류 ... 21