황산으로 개질된 TiO₂ 촉매의 특성

Characterization of TiO₂ Catalyst Modified with H₂SO₄

$TiCl_4-HCl$ 혼합용액으로부터 침전법으로 $TiO_2$를 만들고 이를 황산으로 개질하여 $TiO_2/SO_4{^{2-}}$ 촉매를 제조하였으며 제조된 촉매의 특성을 IR, XPS, XRD 및 DT-TGA로 조사하였다. 개질된 촉매의 산의 세기는 적어도 $H_0{\leq}-14.52$로 초강산 성질을 나타내었으며 이 성질은 $TiO_2$와 황산이온에 의하여 형성된 착물의 S=O 결합성질에 기인하였다. $TiO_2/SO_4{^{2-}}$의 IR spectra를 조사한 결과 황산이온은 $TiO_2$ 표면에 2자리 ligand로 배위하였다. $TiO_2/SO_4{^{2-}}$는 황산으로 개질하지 아니한 순수한 $TiO_2$에 비하여 표면적이 상당히 컸으며 또한 무정형에서 anatase상으로 되는 전이온도도 높았다.

$TiO_2/SO_4{^{2-}}$ was prepared by precipitation from the mixed solution of titanium chloride and hydrochloric acid followed by modification with sulfuric acid. The characterization of prepared catalyst was performed by using IR, XPS, XRD and DT-TGA. Infrared spectra of $TiO_2/SO_4{^{2-}}$ showed bidentate sulfate ion coordinated to the surface of $TiO_2$. The acid strength of modified catalyst was at least $H_0{\leq}-14.52$, showing the superacidic properties which are attributed to the double bond nature of S=O of the complex formed by the interaction of $TiO_2$ with sulfate ion. For $TiO_2/SO_4{^{2-}}$, the specific surface area increased and the transition from the amorphous to anatase phase occurred at a higher temperature, as compared with pure $TiO_2$.