초록 ▼

본 연구는 실내공기를 오염 시키는 주된 물질인 VOCs 중 대표적으로 5종의 VOCs, 포름알데히드, 자일렌, 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠을 선택적으로 감지하여 실내공기질을 실시간으로 모니터링 할 수 있는 센서개발에 관한 것이다. 1차년도의 계획으로, VOCs 센서의 가장 중요한 부분인 센싱소재에 대한 개발을 진행하였다. 기존의 금속산화물 기반의 화학 저항식 센서의 높은 감도와 낮은 분별력을 개선하여 경제적인 센서를 만들기 위해, 기존에 주로 사용되던 금속산화물이 아닌 그래핀 기반의 센싱소재를 개발하기 위한 연구방향을 제시하였다. 이에

본 연구는 실내공기를 오염 시키는 주된 물질인 VOCs 중 대표적으로 5종의 VOCs, 포름알데히드, 자일렌, 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠을 선택적으로 감지하여 실내공기질을 실시간으로 모니터링 할 수 있는 센서개발에 관한 것이다. 1차년도의 계획으로, VOCs 센서의 가장 중요한 부분인 센싱소재에 대한 개발을 진행하였다. 기존의 금속산화물 기반의 화학 저항식 센서의 높은 감도와 낮은 분별력을 개선하여 경제적인 센서를 만들기 위해, 기존에 주로 사용되던 금속산화물이 아닌 그래핀 기반의 센싱소재를 개발하기 위한 연구방향을 제시하였다. 이에 대한 결과로, 그래핀 옥사이드 와 산화아연 의 화학적인 증착을 통한 센싱에 적합한 수용액의 농도와 열처리 방식을 도출하였고, 대표가스로 휘발성이 좋은 에탄올과 포름알데히드를 통해 연구방향의 타당성을 검증하였다. 또한, 그래핀 옥사이드의 열처리 방식을 통한 환원을 통해 열처리 조건에 따라 에탄올과 포름알데히드의 선택적 반응이 가능한 소재도출을 하였으며, 이를 기반으로 2차년도에 포름알데히드 이외의 자일렌, 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠에 대한 선택적 반응이 가능한 센싱소재를 도출할 토대를 마련하였다.

Abstract ▼

Volatile Organic Compounds (VOCs), one of critical pollutants in indoor air was selected as research target to monitor the indoor air quality (IAQ). Five representative VOCs such as formaldehyde, xylene, benzene, toluene, and ethyl benzene were chosen to detect selectively in indoor air by using sin

Volatile Organic Compounds (VOCs), one of critical pollutants in indoor air was selected as research target to monitor the indoor air quality (IAQ). Five representative VOCs such as formaldehyde, xylene, benzene, toluene, and ethyl benzene were chosen to detect selectively in indoor air by using single array gas sensor. To develop highly selective VOCs sensor for indoor air quality monitoring, new material as a sensing layer was suggested. Graphene is one of new material which has drawn lots of interests in several electronic applications due to its great electric and mechanical properties. As a new sensing material, several experimental conditions were examined to test the feasibility and was found that reduction rate by theraml treatment was good to selectively detect ethanol and formaldehyde in 1st yeat study. Based on 1st years` results, other VOCs such as xylene, benzene, toluene and ethyl benzene will be tested as VOCs and appropriate sensing materials for each VOC will be developed by treating graphene oxide and mixing zinc oxide in 2nd year study.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 총괄요약문 ... 3
• 제 출 문 ... 17
• 요 약 문 ... 18
• Summary ... 21
• 목 차 ... 24
• 표 목 차 ... 26
• 그림목차 ... 27
• 제1장 서 론 ... 30
• 1. 연구의 필요성 ... 30
• 1.1 연구의 필요성 ... 30
• 1.2 국내외 실내공기 오염 기준 ... 31
• 2. 연구개발 목표 및 추진 계획 ... 32
• 2.1 연구개발의 목표 ... 32
• 2.2 연구 추진 일정 ... 34
• 2.3 추진체계 및 전략 ... 36
• 제2장 국내외 연구 및 기술 동향 ... 38
• 1. 실내공기내 VOCs 종류 및 특성 ... 38
• 1.1 개요 ... 38
• 1.2 종류별 특징 ... 38
• 2. 검출원리에 따른 센서 기술 ... 42
• 2.1 개요 ... 42
• 2.2 검출원리별 분류 ... 43
• 3.VOCs 종류별 센서의 분류 ... 59
• 3.1 센서 개요 및 VOCs 물질의 특성 ... 59
• 3.2 5종 VOCs 센서 감지기술 ... 61
• 4. 연구 관련 최신 연구 동향 ... 71
• 4.1 그래핀 ... 71
• 4.2 Multi array기반 센서 ... 75
• 제3장 그래핀 산화물 혼합 실험 ... 78
• 1. 실험 목적 ... 78
• 2. 실험 내용 및 범위 ... 78
• 2.1 총괄 실험 내용 ... 78
• 2.2 회차별 주요내용 ... 79
• 2.3 회차별 세부 내용 ... 79
• 제4장 그래핀 분석 ... 86
• 1. 분석 목적 ... 86
• 2. 분석 결과 ... 87
• 2.1 SEM 분석 ... 87
• 2.2 XRD 분석 ... 88
• 2.3 FTIR 분석 ... 89
• 2.4 RAMAN 분석 ... 90
• 제5장 결론 및 향후 연구계획 ... 91
• 1. 결론 ... 91
• 1.1 실험결론 ... 91
• 1.2 파급효과 ... 92
• 2. 향후 연구계획 ... 93
• 2.1 5종 VOCs 가스에 대한 분별적 센싱소재 도출 완료 ... 93
• 2.2 랩 스케일 실험용 VOCs 센서 제작 ... 93
• 참고문헌 ... 94
• 서지자료 ... 99
• Bibliographic Data ... 100
• 끝페이지 ... 101