초록 ▼

1. 연구개발 목표
• 우수한 초친수성, 방오 특성을 지닌 광촉매 소재를 개발하고, 높은 경도 및 밀착성을 갖는 광촉매막을 유리표면에 코팅할 수 있는 방법을 개발함으로서, 우수한 자가세정 기능을 지닌 주택․빌딩용 고기능성 광촉매 유리 제조공정 기술을 개발함.

2. 연구내용 및 범위
(1) 광촉매 유리용 친수성 및 광활성이 우수한 광촉매 소재 및 원료 제조에 관한 원천기술 확립
• 졸-겔 코팅용 광촉매 소재 및 원료 합성 방법 확보
• 졸-겔 법을 이용한 다른 금속산화물(WO₃,

1. 연구개발 목표
• 우수한 초친수성, 방오 특성을 지닌 광촉매 소재를 개발하고, 높은 경도 및 밀착성을 갖는 광촉매막을 유리표면에 코팅할 수 있는 방법을 개발함으로서, 우수한 자가세정 기능을 지닌 주택․빌딩용 고기능성 광촉매 유리 제조공정 기술을 개발함.

2. 연구내용 및 범위
(1) 광촉매 유리용 친수성 및 광활성이 우수한 광촉매 소재 및 원료 제조에 관한 원천기술 확립
• 졸-겔 코팅용 광촉매 소재 및 원료 합성 방법 확보
• 졸-겔 법을 이용한 다른 금속산화물(WO₃, etc.)과 TiO₂를 조합시킨 혼성 광촉매 제조 기술 확립
• 가시광 반응형 광촉매 복합소재 및 높은 광활성의 광촉매 복합소재 개발
• 금속담지 및 F 도핑에 의한 광분해율 개선 기술 확립

(2) 광촉매 나노소재를 투명하고 밀착력이 강한 코팅 막을 유리표면에 형성할 수 있는 광촉매 코팅기술 확립
• 졸-겔 및 스핀코팅 방법을 이용하여 광촉매 TiO₂ 박막 코팅기술 확립
• 유리 표면의 확산방지막 SiO₂ 층 형성 및 TiO₂/SiO₂ 이중층 광촉매 막 코팅 기술 개발
• Ag, F, N이 도핑된 (Ag,F,N)-TiO₂SiO₂ 이중층 박막 제조방법 연구에 따른 친수성 및 가시광대 광활성 반응이 우수한 광촉매 코팅막 개발
• 광촉매 코팅막의 열처리 공정 기술 확보

(3) 광촉매 나노소재를 이용한 우수한 자가세정 기능의 유리 제조기술 개발
• 광촉매 코팅막의 투명성, 경도 및 점착 특성 향상 기술 확보
• 광촉매 유리의 초친수성, 광분해율, 자가세정 기능 평가 기술 확보

(4) 광촉매 유리의 주택 및 빌딩 적용 타당성 고찰연구
• 시제품(실험실용) 제작 및 신뢰성 평가
• 광촉매 유리의 내구성 수명 평가

3. 연구결과(성과)
• 연구결과의 국내외저명학술지 게재 10건 및 관련 기술 특허출원 8건 등

Abstract ▼

2. Results of Research & development

(1) Results of Research
The summarized results for the past 2 years were listed.

[Annual-Year 1]

Contents of research:
• Research of photocatalyst material and precursor for sol-gel coating reaction
Result of research:
• Examined

2. Results of Research & development

(1) Results of Research
The summarized results for the past 2 years were listed.

[Annual-Year 1]

Contents of research:
• Research of photocatalyst material and precursor for sol-gel coating reaction
Result of research:
• Examined the effect of particle shape like nano-coral or nano-needle TiO₂ for photocatalytic activity using sol-gel hydrothermal synthesis.

Contents of research:
• Making heterojunction with another semiconductor(WO₃) via sol-gel method
Result of research:
• Improved MB degradation effect was observed in nitrogen doped TiO₂/WO₃ heterostructure via nitric acid treated sol-gel synthesis comparing with hydrochloric acid treated one because of deactivation stem from chlorine absorption.

Contents of research:
• Development of visible light sensitive and highly photoactive photocatalyst
Result of research:
• Enhanced benzene decomposition rate was observed in graphite SiO₂-TiO₂ heterojunction via one-pot routecomparing with TiO₂ only. Furthermore, visible light activity was drastically improved.
• TiO₂-graphene oxide heterostured material was synthesized via solvothermal method. It showed enhanced photodecomposition efficiency benzene gas

Contents of research:
• Coating of photocatalyst composite
Result of research:
• Improved hydrophilicity was observed for SiO₂/TiO₂ multilayer via sol-gel spin coating method under UV light condition.
• Enhanced photodecomposition rate for MB solution and hydrophilicity was detected in SiO₂/TiO₂-WO₃ film. This film was fabricated via sol-gel spin coating method.Nitric acid treated sol shows good photocatalytic activity because of nitrogen doping effect.

Contents of research:
• Research for improvement of photocatalytic activity by metal deposition process
Result of research:
• More efficient photoactivity rate at benzene degradation was examined in Ag-doped TiO₂ particles via successive sol-gel and photodeposition method. The higher photocatalytic activity was attributed to the band modification effect of Ag doping.
• Various metal species such as chromium, cobalt, and iron were doped on TiO₂ matrix via sol gel method. As synthesized Cr-TiO₂, Co-TiO₂, Fe-TiO₂ nanoparticles can activate under visible light. These nanoparticlesshowed improved photodecomposition effect of MB solution and removing bacteria under visible light region.

Contents of research:
• Research for synthesis and examine the characteristics of TiO₂ luminescence heterostructure material
Result of research:
• TiO₂ heterostructure luminescence material was synthesized via coating the TiO₂ on the Sr₄Al₁₄O₂5:Eu²⁺,Dy³⁺ powder. As prepared TiO₂-luminescence material heterostructured species showed active photodecomposition effect for benzene and toluene gas under visible light.

[Annual-Year 2]

Contents of research:
• Research for fabrication of barrier layer and photocatalyst layer
-Evaluating characteristics of photocatalyst film
-Examining the hydrophilicity and photocatalytic activity
Result of research:
• The SiO₂-TiO₂ double layer was fabricated using sol-gel reaction subsequent spin coating method. As prepared uniform SiO₂-TiO₂ double layered photocatalyst film showed efficient photocatalytic acitivity and super hydrophilicity under UV light condition.
• Ag-F-TiO₂/SiO₂ double layer film was synthesized via sol-gel spin coating method. This Ag-F-TiO₂/SiO₂ double layer photocatalyst film showed improved photocatalytic activity and hydrophilicity comparing with TiO₂/SiO₂ double layer film. Furthermore, Ag-F-TiO₂/SiO₂ photocatalyst can activate under visible-ray region, which can applied for various practical fields.
• TiO₂/WO₃ composite film was fabricated via sol-gel spin coating method. The film made by TNP(Titanium n-propoxide) precursor showed the highest photocatalytic activity and photo induced hydrophilicity comparing with films which is made by other precursors such as titanium n-butoxdie and titnaium isopropoxide.

Contents of research:
• Effect of thermal treatment for photocatalyst film
- characterization of photocatalyst film
- Analysis of photocatalytic activity and hydrophilicity
Result of research:
• TiO₂ film was synthesized via sol-gel spin coating method. The film sintered at 400℃ was found to be efficient for photocatalyst reaction and hydrophilicity.
• Especially, TiO₂ film prepared from peroxo titanic acid precursor showed photocatalytic activity after the 110℃of thermal treatment, which is relatively mild condition.

Contents of research:
• Examination for photocatalyst film of durability and adhesion characteristics
Result of research:
• Superior adhesion was observed at SiO₂-TiO₂ laminated film. The characterization is conducted by cross-cut method. The result shows 0 class for ISO standard.
• Durability test was conducted using N-TiO₂/WO₃ film until April 2015. At July 2016, the film remained good photodegradation ability, so it can be decided that as-fabricated film had sufficient durability.
• MB decomposition for N-TiO₂/WO₃ film (large area) using liquid film contact method. MB solution turned to clear solution under UV light for 3 hours. This fact verified the uniformity of photocatalyst coated surface

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 4
• 요약문 ... 5
• SUMMARY ... 12
• Contents ... 18
• 목차 ... 20
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 22
• 제 1 절 연구개발의 개요 ... 22
• 제 2 절 연구개발의 최종목표 ... 24
• 제 3 절 연구개발내용 및 범위 ... 25
• 제 4 절 연구개발의 필요성 ... 26
• 제 2 장 국내외 기술 개발 현황 ... 34
• 제 1 절 국내외 연구동향 및 학술적 성과 ... 34
• 제 2 절 국내외 기술 특허 동향 ... 38
• 제 3 절 국내외 시장분석 및 산업동향 ... 41
• 제 3 장 연구 수행 내용 및 성과 ... 44
• 제 1 절 졸-겔 코팅용 광촉매 소재 및 원료 연구 ... 46
• 제 2 절 졸-겔법에 의한 TiO2-WO3 혼성 광촉매 소재합성 연구 ... 49
• 제 3 절 가시광 반응형 광촉매 복합소재 개발 연구 ... 52
• 제 4 절 광촉매 소재의 유리 코팅 기술 개발 연구 ... 62
• 제 5 절 금속담지법을 이용한 TiO2 광촉매의 광반응 향상 연구 ... 68
• 제 6 절 TiO2-발광물질 혼성 광촉매 소재 제조 개발 연구 ... 87
• 제 7 절 유리 표면의 확산방지막 및 광촉매 막 코팅 기술 연구 ... 92
• 제 8 절 광촉매 코팅막의 열처리 공정 연구 ... 114
• 제 9 절 광촉매 유리 코팅막의 점착 특성 및 내구성 수명 평가 ... 118
• 제 10 절 광촉매 유리 시제품 제작 ... 122
• 제 11 절 기존 연구결과와의 차별성 및 장점 ... 123
• 제 12 절 광촉매 유리의 주택/빌딩 적용을 위한 성능평가 시스템 및 시험방법의 표준화(참여기업: ㈜삼중테크) ... 125
• 제 4 장 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 127
• 제 1 절 목표 달성도 ... 127
• 제 2 절 관련 분야 기여도 ... 131
• 제 5 장 연구개발성과의 활용계획 ... 133
• 제 1 절 연구개발성과의 활용방안 ... 133
• 제 2 절 기대성과 및 파급효과 ... 134
• 제 3 절 기타 ... 135
• 제 6 장 연구 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ... 136
• 제 7 장 연구개발성과의 보안등급 ... 139
• 제 8 장 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 140
• 제 9 장 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 ... 141
• 제 10 장 연구개발과제의 대표적 연구 실적 ... 143
• 제 11 장 참고 문헌 ... 147
• 끝페이지 ... 150