초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
높은 광활성의 g-C₃N₄/TiO₂ 혼성 광촉매 물질과 자발발광성의 축광 물질을 조합한 발광 광촉매 복합소재를 건축 타일/보드에 적용함으로서, 오염물질/미세먼지 저감 기능과 자연발광에 의한 예술적인 심미성을 지닌 세계 최고(최초) 수준의 다기능성 발광-광촉매 건축재를 설계 제조하고자 함.

◼ 전체 내용
￭ 축광성 소재 복합화 및 타일/보드 적용 가능한 광활성이 우수한 g-C₃N

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
높은 광활성의 g-C₃N₄/TiO₂ 혼성 광촉매 물질과 자발발광성의 축광 물질을 조합한 발광 광촉매 복합소재를 건축 타일/보드에 적용함으로서, 오염물질/미세먼지 저감 기능과 자연발광에 의한 예술적인 심미성을 지닌 세계 최고(최초) 수준의 다기능성 발광-광촉매 건축재를 설계 제조하고자 함.

◼ 전체 내용
￭ 축광성 소재 복합화 및 타일/보드 적용 가능한 광활성이 우수한 g-C₃N₄/TiO₂ 혼성 광촉매 소재 제조
￭ 고휘도 및 장잔광 특성이 우수한 알칼리 희토류 산화물계 축광성 형광체 제조공정 기술 개발
￭ 축광 물질과 광촉매 물질을 융합한 축광성 광촉매 하이브리드 복합소재 개발
￭ 축광체 물질의 타일/보드 적용 기술 개발
￭ 광촉매-축광체 하이브리드 복합소재를 적용한 발광 타일/보드 개발
￭ 광촉매-축광체 하이브리드 복합소재의 타일/보드 기재에 대한 결착특성이 우수하고 내구성이 높은 코팅 및 접합 공정 기술
￭ 대기오염물질/미세먼지의 우수한 광분해 제거 성능을 지닌 친환경 광촉매 발광 타일/보드 건자재 제조기술 개발
￭ 축광성 광촉매 하이브리드 소재 적용한 타일/보드의 성능 평가

◼ 1년차
❏ 목표
￭ 건자재(타일/보드)용 고광활성 및 대기오염물질의 광분해 제거반응이 우수한 광촉매 소재 제조 공정 개발
￭ 고휘도 및 장잔광 특성이 우수한 알칼리 희토류 산화물계 축광성 형광체 제조공정 기술 개발 및 이의 건자재 적용 방법 개발
❏ 내용
￭ 타일/보드용 고광활성 광촉매 소재 제조공정 연구
-광촉매 전구체(g-C₃N₄, TiO₂), 유기금속화합물(예: 티탄알콕사이드, 티탄이소프로폭 사이드)의 습식 공정, 연소반응 공정 실험 및 고찰
-졸-겔법, 수열합성법을 이용한 타일/보드 적용 가능한 광촉매 나노분말 합성방법에 대한 연구 고찰
-가시광원 반응형 광촉매 복합소재: 흑연탄소질화물(g-C₃N₄)과 TiO₂의 혼성화 방법
￭ 타일/보드용 고휘도 및 장잔광 특성의 형광체 제조공정 기술 개발
-Sr-Al-O계 축광성 형광체 분말 제조방법 설정: 졸-겔법, 고상반응법, 연소반응법 등
-출발원료 SrCO₃, Al₂O₃, Sr(NO₃)₂, Al(NO₃)₃․9H₂O, 등의 적정 조성 및 열처리 조건 설정
-부활제 및 공부활제의 적정 첨가량 설정: Eu₂O₃, Dy₂O₃, etc.
￭ 축광성 형광체 분말의 타일/보드 혼입/코팅 공정 기술 개발
-축광체 분말, 유무기 결합제, 경화제의 적정 첨가비율 조절
-축광체 분말입도에 따른 충진율, 발광특성 최적화 기술
￭ 광촉매 물질과 축광체 물질을 융합한 광촉매-축광체 하이브리드 복합소재 제조 기술 g-C₃N₄와 Ti 전구체를 용해시켜서 졸 용액을 제조하고, 딥-코팅, 혹은 스프레이 법을 이용하여 축광체 분말을 나노 g-C₃N₄/TiO₂로 코팅함으로서 광촉매-축광체 혼성 분말을 제조함
-광촉매 g-C₃N₄/TiO₂ 졸을 이용한 형광체 코팅, 광촉매-형광체 하이브리드 소재 제조
-제조된 시료의 광활성, 발광특성 측정 평가
￭ 축광체 물질의 접합 기술 및 이의 타일/보드 적용 기술 개발
-글라스 프리트, 유약(liquid glaze)을 이용한 축광 물질의 접합 방법 고찰
-타일/보드 기재 표면 내 축광체/글라스의 적정 배열/혼입 공정 방법 개발
￭ 광분해 반응, 발광특성 평가 및 메카니즘 규명
-자외선 및 가시광원 하에서의 MB용액 광표백 정도 측정실험
-주요 유해물질/미세먼지 (CO₂, NO_x, SO_x, benzene, toluene, organic pollutants 등)의 광분해 측정 실험 및 분석

◼ 2년차
❏ 목표
￭ 광촉매-축광체 하이브리드 복합소재를 이용한 대기오염물질/미세먼지 저감 및 고휘도 발광 기능을 지닌 친환경 타일/보드 건자재 제조기술 개발
￭ 광촉매-축광체 하이브리드 복합소재의 타일/보드 기재 융합을 위한 결착특성이 우수하고 내구성이 높은 코팅 및 접합 공정 기술, 후열처리 기술 개발
❏ 내용
￭ 표면 광활성 극대화를 위한 광촉매, 축광체의 최적 혼합 기술 개발
-광촉매 소재의 조성비에 따른 타일/보드의 광분해 반응 특성 연구
-광촉매-축광체 소재, 모재 원료, 바인더 등의 혼합방법 및 공정 조건에 따른 타일/보드 기재의 광분해 반응, 발광휘도 특성 연구
￭ 축광체 발광 비드 제조 및 이의 타일/보드 기재 접합(표면 매립)기술 연구
-Sodium alginate, CaCl₂ 수용액을 이용한 축광체 발광 비드 제조방법 개발
-축광체 발광 비드의 g-C₃N₄/TiO₂ 광촉매 박막 코팅 연구
-광촉매 코팅 축광체 비드를 이용한 발광 타일/보드 제조 기술 개발
￭ 광촉매의 타일/보드 기재 코팅 기술 연구
-광촉매 (g-C₃N₄/TiO₂)-졸 용액의 타일/보드 기재 도포방법 연구
-광촉매 코팅 막의 밀착성 향상을 위한 실리카(SiO₂) 버퍼 층 코팅 기술 고찰
-광촉매 코팅 막의 점착 특성 및 경도 고찰
-(N-, Fe-) 원소 도핑에 의한 가시광 반응형 광촉매 타일/보드 제조 기술 연구
￭ 광촉매 코팅막의 열처리 공정 연구
-광촉매 코팅 층의 광분해성, 밀착성을 개선하기 위한 열처리 방법에 대한 연구 고찰
-광활성 극대화를 위한 후열처리 공정 연구
￭ 광촉매-축광체 적용 타일/보드의 성능시험
-고광활성, 발광 기능 타일/보드 시제품 제조 실험
-광촉매-축광체를 적용한 타일/보드의 주요 대기오염물질(CO₂ 포함)/미세먼지 (NO_x, SO_x, benzene, toluene, organic pollutants 등)에 대한 광분해 성능, 발광휘도, 잔광 특성 측정 고찰
-광촉매-축광체 적용 건자재의 환경평가, 내구성 수명 및 신뢰성 평가 고찰

□ 연구개발성과
￭ 이론적 아이디어 기술
-g-C₃N₄/TiO₂ 광촉매 물질과 축광 물질을 융합한 혼성 복합소재를 적용함으로서, 오염물질/미세먼지 저감 및 자연발광에 의한 예술적인 심미성을 지닌 다기능성 타일/보드 건축재 제조기술
< 정량적 연구개발성과 >

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
◾오염물질/미세먼지 저감 기능과 동시에 자연발광에 의한 예술적인 심미성을 지닌 세계 최초/최고수준의 다기능성 축광 광촉매 타일/보드 건축재 설계 제조기술에 대한 기존 광촉매 제품과 차별화된 원천기술을 확보함
◾참여기업 및 타일/보드 건자재 제조 기업을 대상으로 축광 광촉매 건축재 제품 생산시스템을 구축하기 위한 기술이전 추진
◾고부가가치의 친환경 고기능성 감성 광촉매 타일/보드 제품의 실용화에 따른 새로운 산업분야 일자리 창출에 기여

(출처 : 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 3
• 목차 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 9
• 1) 연구개발의 필요성 ... 9
• 2) 연구개발과제의 최종 목표 ... 11
• 2) 연구개발과제의 년차별 목표 ... 12
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 15
• 제 1 절 타일/보드 적용을 위한 혼성 광촉매 복합소재 개발 연구 ... 15
• 제 2 절 타일/보드 적용을 위한 축광성 발광 소재 제조 ... 21
• 제 3 절 축광체/광촉매 혼성화에 의한 발광 광촉매 복합소재 개발 연구 ... 39
• 제 4 절 타일/보드 적용을 위한 고광활성 축광성 광촉매 비드 제조 연구 ... 74
• 제 5 절 축광 광촉매 물질 코팅에 의한 발광성 광촉매 타일/보드 제조 ... 89
• 제 6 절 광촉매 코팅 막의 밀착성 측정 평가 ... 102
• 제 7 절 발광성 광촉매 타일/보드 시제품 제작 ... 103
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 107
• 1) 연구수행 결과 ... 107
• 2) 목표 달성 수준 ... 116
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 118
• 1) 목표 미달 원인(사유) 자체분석 내용 ... 118
• 2) 자체 보완활동 ... 118
• 3) 연구개발 과정의 성실성 ... 118
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 119
• 6. 연구개발성과 관리 및 활용 계획 ... 120
• 별첨 참고문헌 ... 121
• 끝페이지 ... 124