• 한국결정성장학회지
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• 제26권4호
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• pp.150-154
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• 2016

$K_2Ti_6O_{13}$ 휘스커를 합성하는 방법은 고상법, 수열합성법, 소성법, 융제법, 서냉법, 용융법, KDC법, 졸-겔법 등이 있다. 융제법을 이용하여 $K_2Ti_6O_{13}$을 합성하는 연구를 진행하였다. 칼륨 전구체의 종류와 반응온도와 시간을 조절하여 합성 된 $K_2Ti_6O_{13}$의 입자크기와 분포를 제어하였고, 합성된 $K_2Ti_6O_{13}$의 평균입자 크기는 $500nm{\sim}2{\mu}m$였다. KOH와 $TiO_2$의 비율, pH(KOH 첨가량), 반응온도와 반응시간 등의 공정변수에 대해 연구를 진행하였다. 합성된 $K_2Ti_6O_{13}$은 X-선 회절분석기와 전계방사 주사전자현미경을 이용하여 특성평가를 실시하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제27권1호
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• pp.9-17
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• 2017

$K_2Ti_6O_{13}$ 휘스커는 낮은 온도 및 압력조건에서 수열합성법을 통해 합성하였다. 합성된 $K_2Ti_6O_{13}$의 평균길이는 $300nm{\sim}1.5{\mu}m$이고, 평균 반경은 15 nm~60 nm이다. 합성된 $K_2Ti_6O_{13}$의 Aspect ratio는 12 이하로 측정되었다. 합성된 $K_2Ti_6O_{13}$의 평균 길이와 직경은 반응온도와 시간, KOH 몰 농도를 조절하여 제어하였다. 결정구조 상 반응온도 $210^{\circ}C$, 반응시간 4시간 이상에서 potassium hexatitanate가 합성되었고, 휘스커의 길이는 반응온도가 증가할수록 증가하였다. 합성된 $K_2Ti_6O_{13}$은 X-선 회절분석기(XRD)와 전계 방사 주사전자현미경(FE-SEM)을 이용하여 특성평가를 실시하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제5권3호
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• pp.261-268
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• 1995

소성서냉법으로$K_2Ti_4O_9$ 중간상 휘스커를 제조한 다음, 비등수 및 산처리에 의하여$K_2Ti_6O_{13}$ 휘스커로 상전이 시키는데 있어서, 비등수 및 산처리 시간과 농도가 상전이 및 휘스커의 표면과 해섬(scattering a bundle of whisker)에 미치는 영향을 알아보았다. 그 결과 휘스커의 표면상태가 개선되었으며, 아울러 휘스커 간에 해섬을 유도하여 직경이 작으면서도 aspect ratio가 큰 양질의 휘스커를 얻을 수 있었다. 비등수 및 산처리는 휘스커의$K_2Ti_4O_9 {\leftrightarro} K_2Ti_6O_{13}$상전이를 유도하였는데 이러한 상전이는 $K^+$ 이온의 용출에 의해 진행되었다.

• 공업화학
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• 제9권4호
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• pp.585-590
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• 1998

섬유상의 $Na_xTi_nO_{2n+1}$는 층상구조의 $H_2Ti_4O_9{\cdot}nH_2O$에대한 $H^+/Na^+$의 이온교환에 의해서 합성되었다. 이온교환 반응은 0.5~2.0 M NaOH 용액에서 이루어졌으며, 2.0 M NaOH의 용액에서 이온 교환할 때 73%가 치환되었다. 이 때 길이가 $10{\sim}20{\mu}m$이고 직경이 약 $0.7{\mu}m$인 비교적 균일한 형태의 섬유상을 얻을 수 있었다. 그리고 층상구조의 티탄산나트륨에 대한 상전이는 열분석을 통해 확인하였으며, 이 결과 $Na_xTi_nO_{2n+1}$ 섬유는 $200{\sim}600^{\circ}C$의 온도에서 $Na_2Ti_6O_{13}$과 $TiO_2$로 분해되었다.

• 공업화학
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• 제7권6호
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• pp.1174-1180
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• 1996

공업용 $TiO_2$, $K_2CO_3$, $K_2MoO_4$를 출발원료로 사용하여 소성법과 융제법에 의해 육티탄산칼륨 섬유를 합성하였다. 소성법의 경우 비등수로 처리한 후의 여액이 pH 9 이상의 알칼리성이 되므로 적절한 중화 처리가 필요하였으며, 칼륨 성분의 회수는 미량이므로 회수한다는 것이 경제적으로 부적합하였다. 또한 융제법의 경우 초생상 10g을 100ml로 10번 처리하였을 때 융제인$K_2MoO_4$, 중 Mo성분이 96.1%, K성분이 91.8%가 회수되었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제39권12호
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• pp.1197-1202
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• 2002

방전 플라즈마 소결법을 이용하여 건전한 강도를 갖는 다공성 육티탄산 칼륨 휘스커 프리폼을 제조하기 위해서, 여러 소결온도 조건하에서 휘스커 프리폼을 제조한 후 기공률과 압축강도 등을 조사하였다. 그 결과, 소결 온도 900∼950${\circ}C$, 유지시간 10분, 압축하중 40 MPa, 승온속도 50${\circ}C$/min, on-off pulse type 12:2의 조건에서 높은 기공률을 갖는 프리폼을 제조할 수 있었다. 이상의 최적조건에서 제조한 프리폼은 기공률이 15∼37% 범위임에도 불구하고 174∼266 MPa의 비교적 높은 압축강도를 나타내었다. 이와 같은 강도의 향상은 휘스커간의 스파크 플라즈마 방전 및 자기 발열작용의 영향에 기인한 것으로 생각된다. 900${\circ}C$ 이하에서 제조한 휘스커 프리폼의 강도 레벨은 80∼100MPa로 900∼950${\circ}C$의 온도조건에서 제조한 프리폼에 비해 2배 이하의 낮은 값을 나타내었다. 1000 ${\circ}C$에서의 압축강도는 523 MPa로 가장 높은 강도값을 나타내었으나, 약 5%의 낮은 기공률을 나타내었다. 이상의 결과로부터, 비교적 강도가 높고 다공성의 티탄산 칼륨 휘스커를 제조하는데 있어 방전 플라즈마 소결법이 효과적인 것으로 생각된다.

• 공업화학
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• 제5권1호
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• pp.160-175
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• 1994

육티탄산칼륨을 $860{\sim}1100^{\circ}C$의 온도범위에서 서냉소성법에 의해 효과적으로 합성하였다. 섬유상의 $K_2Ti_6O_{13}$의 결정을 얻기 위해서는 소성온도 $1100^{\circ}C$, $K_2CO_3$에 대한 $TiO_2$의 mole ratio는 4.5가 가장 적절하였다. 소성 후 서냉조작은 결정상의 티탄산칼륨과 $K_2O$와 $TiO_2$의 혼합물 액상과의 화합으로 티탄산칼륨의 섬유상 결정화에 효과적이며, 적절한 서냉속도는 $860^{\circ}C$까지 $0.5^{\circ}C/min$이었다. 서냉 소성 후 물에 의한 알칼리 침출 조작에 의해 단상의 $K_2Ti_6O_{13}$의 섬유상이 얻어지며 이때의 침출조건은 끓는물에서 10시간이 적절하였다. 또한 소성시료인 $K_2CO_3$와 $TiO_2$ 혼합물에 대한 가압은 티탄산칼륨의 섬유화에 매우 효과적이었다. 최종적으로 얻어진 육티탄산칼륨은 직경 $0.5{\sim}1{\mu}m$, 길이는 $100{\sim}1000{\mu}m$로 aspect ratio 100~1000의 섬유상 결정이었다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제28권5호
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• pp.338-343
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• 2015

Dye sensitized solar cells (DSSCs), which is one of the contending renewable energy sources, have the problem of low efficiency. To improve the efficiency, the fast electron transport and long electron lifetime are required. In this study, one-dimensional sodium hexatitanate, which is expected to have an advantageous structure for electron transports, was synthesized and the feasibility of the material on DSSC was tested. Its physical properties were characterized by the SEM, XRD, and BET method. The dye adsorption and solar cell properties were also characterized. In addition to the expectation of fast electron transport, sodium hexatitanate showed longer electron lifetime: This means sodium hexatitanate can improve the DSSC efficiency. However, it showed low current and voltage because of the low surface area leading to the low amount of dye adsorbed. Therefore, it should be mixed with titanium oxide with high surface area for the optimal performance.