• 대한금속재료학회지
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• 제46권11호
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• pp.730-736
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• 2008

$TiO_2$ nanotubes fabricated in aqueous HF-based electrolytes have been generally grown only to about 500nm in length because of the strong dissolubility of HF acid. In this paper, ethylene glycol solution has been applied for increasing the length of the anodic $TiO_2$ nanotubes, and the growth behaviors of the nanotubes according to water contents has been investigated. Anodization of Ti in ethylene glycol + 1 wt% $NH_4F$ (EG solution) with water additions up to 10 wt% were carried out at the constant voltage of 20 V. The results show that a thin titanium oxide layer is formed in the initial stage and the nanotube structure grows underneath the initial layer. And the length of $TiO_2$ nanotubes decreases with the increasing water content in the solution. It can be ascribed to the locally acidified circumstance around the barrier layer inside the nanopore due to $H^+$ ion originated from water. The XPS for the nanotubes suggests that the spectra of Ti2p and O1s are the major chemical bonding states of the $TiO_2$, and those for F1s, N1s and C1s come from the compound of $(NH_4)_2TiF_6$.

• 대한환경공학회지
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• 제33권12호
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• pp.907-912
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• 2011

물의 광분해에 의한 수소생산을 위하여 이산화티타늄($TiO_2$)과 산화니오븀($Nb_2O_5$)을 이용하여 가시광선 감응 광촉매 개발을 본 연구의 목적으로 하고 있다. 이를 위하여 요소를 이용한 질소 도핑한 $TiO_2$, $Nb_2O_5$, $HNb_3O_8$ ($TiO_2-N$, $Nb_2O_5-N$와 $HNb_3O_8-N$)을 제조하였다. 그 결과 질소 도핑이 광촉매의 띠간격 에너지를 감소시킴으로써 excitation파장이 자외선 영역에서 가시광선 영역으로 이동한 것을 reflectance 관찰을 통해 알 수 있었다. 특히 $TiO_2-N$의 경우 띠 간격 에너지가 3.3 eV ($TiO_2$)에서 2.72 eV로 가장 큰 감소를 보였다. 또한, 가시광선 영역에서 로다민 B 광분해 반응을 통하여 광촉매의 활성도를 평가하였을 때, 질소 도핑한 경우($Nb_2O_5-N$와 $HNb_3O_8-N$)는 모두 80% 이상의 분해 효율을 나타내었으며 특히 $TiO_2-N$이 약 99.8%의 높은 분해율을 보여주었다. 그러나 질소 도핑을 하지 않은 $TiO_2$와 $Nb_2O_5$의 경우, 약 10% 의 로다민 B가 분해된 것으로 관찰되었다. 또한 가시광선 영역에서 각 촉매의 광전류 생성을 비교해보았을 때, $HNb_3O_8-N$ ($63.7mA/cm^2$)이 가장 높은 전류 반응을 나타내었으며 물의 광분해에 의한 수소생산량을 비교해보면 $Nb_2O_5-N$이 $19.4{\mu}mol/h$의 가장 많은 양을 생산한 것으로 나타났다.

• 한국결정성장학회지
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• 제15권5호
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• pp.175-181
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• 2005

스컬용융법에 의해 루틸 단결정들을 성장시켰으며, 서로 다른 융액의 유지시간에 따른 ingot의 특성을 비교하였다. 스컬용융법은 교류전자기장(RF)에 의해 전기가 흐르는 융액의 직접유도가열에 근거하며, 가열은 RF 에너지의 흡수로 실행된다. $TiO_2$는 상온에서는 부도체이지만 온도가 올라갈수록 전기 전도성이 증가한다. 따라서, 초기 RF 유도가열을 위해 티타늄 금속 링(외경 : 6cm, 내경 : 4cm, 두께 : 0.2cm)을 $TiO_2$ 분말(아나타제상, CERAC, 3N)내부에 묻었다. 스컬용융법에 의한 산화물 용융에서 매우 중요한 것은 융점에서의 전기 저항 값, RF generator의 주파수 그리고 냉각도가니 크기이다. 본 연구에서는, $TiO_2$의 융점에서의 전기저항$(10^{-2}\~10^{-1}\;{\Omega}{\cdot}m)$은 알루미나$(10^{-1}\;{\Omega}{\cdot}m)$의 지르코니아$(10^{-3}\;{\Omega}{\cdot}m)$의 전기저항 데이터를 바탕으로 추정하였다. 냉각도가니의 내부직경은 11cm, 높이는 14cm였으며, 이것은 침투깊이$(0.36\~1.13cm)$와 RF generator 주파수를 고려하여 결정하였다

• 해양환경안전학회지
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• 제20권5호
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• pp.468-473
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• 2014

본 연구에서는 정제되지 않은 ZnO 및 $TiO_2$나노입자를 M4배지에 노출시켜 두 나노입자가 어느 정도 크기의 응집체로 변화되는지를 살펴보고 또한 두 나노입자가 수생태계 생물종인 Daphnia magna에 어떠한 영향을 초래하는지 유영저해 및 폐사율을 통해 살펴보았다. ZnO 및 $TiO_2$나노입자의 분말상태 크기는 각각 20 nm와 40 nm였지만, M4배지에서는 1333 nm와 1628 nm로 약 40~70배의 크기로 응집되었다. 유영저해의 경우 ZnO와 $TiO_2$나노입자 모두 시간 및 농도가 높아질수록 D.magna가 유영하는데 영향을 미친 것으로 나타났으며, 특히 ZnO나노입자가 $TiO_2$나노입자에 비해 더 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 폐사율의 경우 ZnO나노입자에서는 시간 및 농도가 높아질수록 폐사되는 비율이 높았으며, $TiO_2$나노입자에서는 72시간이 경과된 시점의 10 ppm 이상의 농도에서 폐사하는 것으로 관찰되었다. 이는 나노입자가 해양에 유입됨으로 인해 원래의 크기에 비해 응집되어 증가되어진다는 것을 알 수 있으며, 또한 그 응집체로 인해 수생태계 생물에 영향을 주는 것으로 나타났다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권4호
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• pp.557-564
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• 2021

페로브스카이트 구조를 갖는 Sr_0.92Y_0.08Ti_1-xV_xO_3-δ (SYTV)는 고체산화물 연료 전지(Solid oxide fuel cell, SOFC)에서 H₂S를 포함하는 연료를 사용하기 위한 대체 연료극으로 연구되었다. Sr_0.92Y_0.08TiO_3-δ (SYT)의 전기화학적 성능을 향상시키기 위해 페로브스카이트의 B-사이트에 위치한 티타늄을 바나듐으로 치환하였다. 페치니법을 통해 합성된 SYTV는 작동 온도 조건에서 추가적인 부산물의 형성 없이 YSZ(yttria-stabilized zirconia) 전해질과 화학적으로 안정했다. 바나듐의 치환량이 증가함에 따라 산소 공공 결함(Oxygen vacancy)이 증가하였으며, 생성된 산소 공공 결함으로 인해 연료극의 이온 전도도가 증가했다. 전지 성능은 850 ℃ 순수한 H₂ 연료 조건에서 바나듐 치환 정도에 따라 1 mol.%의 바나듐이 치환된 경우 19.30 mW/cm² 이고 7 mol.%의 바나듐이 치환된 경우 34.87 mW/cm²이다. 1000 ppm의 H₂S를 포함하는 H₂ 연료조건에서 cell의 최대 전력밀도는 1 mol.%의 경우 22.34 mW/cm²이고 7 mol.%의 경우 73.11 mW/cm²로 증가하였다.