• 제목/요약/키워드: Anatase and rutile phase

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졸-겔 침지코팅법으로 제조된 TiO2 박막의 구조적.광학적 특설 (Structural and optical properties of TiO2 thin films prepared by Sol-Gel dip coating method)

  • 김동진;이학준;한성홍;김의정
    • 한국광학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.197-203
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    • 2002
  • 촉매로 사용한 HCl 농도를 달리하여 TiO$_2$ 졸(T1-0.7N, T2-2.ON)을 제조하고, 졸-겔 침지코팅법을 이용하여 TiO$_2$ 박막을 제작하였으며, 각 박막의 열처리 온도에 따른 박막의 구조적 및 광학적 특성을 측정.분석하였다. X-선 회절분석 결과 T1박막의 경우, 400-80$0^{\circ}C$의 열처리 온도에서는 아나타제 결정상을 나타내었고, 100$0^{\circ}C$에서는 루타일 결정상을 나타내었다. T2 박막의 경우, 루타일 결정상이 보다 낮은 열처리 온도인 80$0^{\circ}C$에서 나타났다. 그리고 박막의 결정성은 T2 박막이 T1 박막보다 우수하였다. 열처리 온도가 증가함에 따라 박막의 결정 크기는 증가하였으며, T2 박막의 경우 아나타제 결정의 크기는 T1 박막보다 크며 루타일 결정의 크기는 작은 것으로 측정되었다. 박막의 표면 상태는 루타일 결정상을 지닌 박막이 아나타제 결정상을 지닌 박막보다 치밀하게 형성되어졌고, 이러한 현상은 T2박막에서 보다 뚜렷하게 나타났다. 100$0^{\circ}C$에서 열처리한 박막은 300~700nm의 파장영역에서 결정상 전이에 의한 밴드갭 에너지의 변화와 박막의 조성변화로 인한 흡수의 발생, 그리고 입자의 크기 증가에 의한 산란효과로 투과율의 감소를 초래하였다. 제조된 박막의 굴절률은 열처리 온도가 증가할수록 증가하였으며, 두께와 porosity는 감소하였다. 또한 T2 박막의 굴절률은 T1 박막보다 높았고, porosity는 낮았다.

TiO2 코팅 석탄회 복합체의 기상 Acetaldehyde 광분해 특성 (Photocatalytic Degradation of Gaseous Acetaldehyde through TiO2-Coated Fly Ash Composites)

  • 신대용;김경남
    • 한국세라믹학회지
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    • 제45권1호
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    • pp.43-47
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    • 2008
  • The photocatalyst of $TiO_2$ coated on a fly ash composites (TCF) was prepared from precipitant dropping method to remove the acetaldehyde by photocatalytic reaction. The TCF were characterized by crystal aize, crystal structure and specific surface area. The photodegradation of acetaldehyde has been investigated using a UV-illuminated fixed photocatalytic reactor with TCF catalyst and P-25 catalyst in gas phase. The effect of photodegradation reaction conditions, such as initial concentration of acetaldehyde, concentration of oxidant in mixed gas and the light intensity on the photodegradation of acetaldehyde were investigated. P-25 catalyst showed the highest photodegradation of acetaldehyde and anatase $TiO_2$ coated TCF showed higher decomposition rate than rutile coated TCF. The photodegradation rate of acetaldehyde increased with the decrease of flow rate, initial concentration of acetaldehyde ($C_i$) and water vapor, however, it was increased with the increas of UV light intensity. The optimum conditions were weight of TCF=10 g, flow rate=50 ml/min $C_i$=100 ppm, concentration of oxygen=20%, concentration of water vapor=100 ppm.

TiOCl2 수용액의 균일침전반응에 의한 나노크기의 브루카이트상 TiO2 분말제조 (Synthesis of Nanosized Brookite-type Titanium Dioxide Powder from aqueous TiOCl2 Solution by homogeneous Precipitation Reaction)

  • 이정훈;양영석
    • 한국재료학회지
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    • 제12권12호
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    • pp.947-954
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    • 2002
  • HCl concentration and reaction time are the decisive factors in determining the structure of precipitates in the process of synthesis of $TiO_2$ particles from aqueous $TiOCl_2$ solution by precipitation and the volumetric proportion of brookite phase in $TiO_2$ particles can be controlled by these two factors. As reaction rate increases with increase of reaction temperature, the reaction time, at which maximum volumetric proportion of brookite phase in $TiO_2$ particles was obtained, was reduced. The brookite was transformed directly to rutile phase with only increase of reaction time. And precipitation was delayed with increase of HCl concentration because the amount of $H_2$O, which is necessary source of oxygen for conversion of $Ti^{+4}$ to $TiO_2$, was relatively reduced with increase of that. Brookite in the mixture phase powder was finally transformed to rutile phase via anatase through heat-treatment.

균일침전시 여러 가지 금속염화물들을 첨가하여 제조된 TiO2 나노 분말들의 광산화 능력 평가 (Characterizations of Photo-Oxidative Abilities of Nanostructured TiO2 Powders Prepared with Additions of Various Metal-Chlorides during Homogeneous Precipitation)

  • 황두선;이남희;이희균;김선재
    • 한국재료학회지
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    • 제14권4호
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    • pp.293-299
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    • 2004
  • Transition metal ions doped $TiO_2$ nanostructured powders were prepared with simply heating aqueous $TiOCl_2$ solutions, contained various metal ions (Ni, Al, Fe, Zr, and Nb) of 1.47 mol% added as metal-chlorides, at $100^{\circ}C$ for 4 hrs by homogeneous precipitation process under suppressing conditions of water vaporization. The characterizations for prepared $TiO_2$ powders were carried out to observe doping of metal ions, their concentrations and microstructures using XRD, UV-VIS (DRS), XPS, SEM, TEM and ICP. Also, photo-oxidative abilities were evaluated by decomposition of 4-chlorophenol (4CP) under ultraviolet light irradiations. No secondary oxide phases were formed in all the $VTiO_2$ powders, showing doping with various transition metal ions. When adding ions ($Ni^{2+}$ or$ Al^{3+ }$ and $Zr^{4+}$ ) having valance states or ionic radii greatly different from those of $Ti^{4+}$ , the $TiO_2$ powders of mixed anatase and rutile phases were formed, whereas in the case of additions of $^Fe{3+ }$ and $Nb^{ 5+}$ as well as no addition of metal ion the powders with pure rutile phase alone were formed. Among the prepared $TiO_2$ powders, Ni$^{2+}$ doped $TiO_2$ powders, containing a small amount of anatase phase, showed excellent photo-oxidative ability in 4CP decomposition because of relative decreases in electron-hole recombination and poisoning of $TiO_2$ surface during the photoreaction.n.

화학기상증착법에 의한$TiO_2$박막의 구조 및 전기적 특성에 관한 연구 (Characterization of Structure and Electrical Properties of $TiO_2$Thin Films Deposited by MOCVD)

  • 최상준;이용의;조해석;김형준
    • 한국재료학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.3-11
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    • 1995
  • Titanium oxide$(TiO_{2})$ 박막을 금속 알콕사이드 물질인 $(Ti(OC_3H_7)_4$(titanium isopropoxide)를 이용하여 p-Si(100) 기판위에 상압 화학 기상 증착법으로 증착시켰다. $(TiO_{2})$ 박막의 증착기구는 단순경 계층 이론으로 잘 설명되었으며, 화학반응 지배 기구 영역에서 겉보기 활성화 에너지는 18.2kcal/mol이었다. 증착된 박막은 $250^{\circ}C$이상에서 anatase상의 결정질 박막이었으며, 고온에서 열처리를 했을 경우에 rutile상으로 전이하였다. 박막의 상전이에는 열처리 온도외에도 열처리 시간과 박막의 두께가 영향을 미쳤다. 정전용량-전압특성을 조사해 본 결과 전형적인 MOS 다이오드구조의 특성을 보였으며, 비유전율 상수는 약 80정도였다. 제조한 $(TiO_{2})$ 박막의 열처리 공정 후에는 정전용량이 감소하였으며, 첨가물을 사용한 박막은 열처리 전과 같았다. 이때 $V_{FB}$는 -0.5 ~ 1.5V였다. 전기전도 특성을 알아보기 위하여 전류-전압특성을 조사하였으며 증착된 박막의 전도기구는 hopping mechanism이었다. 전기적 특성을 개선하기 위해서 후열처리 방법과 박막 증착시 Nb, Sr을 첨가하였으며, 모두 누설전류의 감소와 정전파괴전압의 증가를 가져왔다.

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TiO2 Interlayer의 상변화에 따른 PLZT 박막의 구조 및 전기적 특성 (The effects of TiO2 interlayer phase transition on structural and electrical properties of PLZT Thin Films)

  • 이철수;윤지언;황동현;차원효;손영국
    • 한국진공학회지
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    • 제16권6호
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    • pp.446-452
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    • 2007
  • R.F. magnetron-sputtering 방법에 의해 $(Pb_{1.1},La_{0.08})(Zr_{0.65}.Ti_{0.35})O_3$ 박막을 $Pt/Ti/SiO_2/Si$, $TiO_2(interlayer)/Pt/Ti/SiO_2/Si$ 기판에 증착하고, $TiO_2$ interlayer에 의한 PLZT 박막의 특성을 고찰 하였다. $TiO_2$ interlayer의 증착조건을 변화시켜가며 단일상의 anatase 상과 rutile 상을 증착하였고, 그 위에 증착시킨 PLZT 박막의결정성을 x-ray diffraction(XRD)을 통해 분석하였다. 또한 $TiO_2$ interlayer에 의한 $PLZT-TiO_2$, $TiO_2-Pt$ 박막의 계면상태를 고찰하기 위해 glow discharge spectrometer(GDS) 분석을 행하였고, PLZT의 강유전 특성을 고찰하기 위해 전기적 측정을 행하였다. $TiO_2$ anatase 단일 상에 증착한 PLZT의 경우 (110) 방향으로 우선 배향됨을 알 수 있었고, 12.6 ${\mu}C/cm^2$의 잔류분극 값을 나타내었다.

In-Situ TEM Observation on Phase Formation of $TiO_2$ Nanoparticle Synthesized by Flame Method

  • Jie, H.S.;Park, H.;Kim, K.H.;Ahn, J.P.;Park, J.K.
    • 한국분말야금학회:학술대회논문집
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    • 한국분말야금학회 2006년도 Extended Abstracts of 2006 POWDER METALLURGY World Congress Part 1
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    • pp.469-470
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    • 2006
  • [ $TiO_2$ ] nanoparticle was synthesized by the flame method, which was controlled by varying the ratio and flow rate of gas mixtures consisting of oxygen (oxidizer), methane (fuel) and nitrogen (carrier gas). The crystalline phases of $TiO_2$ nanoparticle depended strongly on the temperature distribution in the flame, whereas the morphology was not sensitive. We proved that the anatase phase formed without the phase transformation in the flame and the rutile phase generated through several phase transformations.

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침전제적하법에 의한 나노 TiO2코팅 석탄회 복합체 제조 (Synthesis of Nano TiO2 Coated on Fly Ash Composites by the Precipitation Dropping Method)

  • 신대용;한상목
    • 한국세라믹학회지
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    • 제39권6호
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    • pp.550-557
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    • 2002
  • 광촉매용 TiO$_2$코팅 석탄회 복합체를 침전제적하법을 이용하여 합성한 후, $700^{\circ}C$에서 2시간 열처리하여 제조하였다. 석탄회 표면의 TiO$_2$ 입자 석출상태와 결정상은 반응용액의 pH, 침전제인NH$_4$HCO$_3$의 주입속도, 교반속도, 반응온도 및 TiC1$_4$ 의 첨가량에 영향을 받았다. NH$_4$HCO$_3$의 주입속도=1.0ml/min, 반응용액의 pH=6, 교반속도=1,000rpm 및 반응온도=8$0^{\circ}C$인 석탄회의 표면에는 약 10m의 TiO$_2$ 입자가 균일하게 석출되었으나,NH$_4$HCO$_3$의 주입속도=0.3 및 0.5ml/min, 반응용액의 pH=2 및 11 ,교반속도=300~500rpm 및 반응온도=5$0^{\circ}C$ 이하인 석탄회의 표면에는 불균일한 TiO$_2$ 입자의 석출이 관찰되었다. NH$_4$HCO$_3$의 주입속도와 반응온도가 증가하고 TiC1$_4$의 농도가 감소함에 따라 석탄회 표면에 석출된 anatase상의 결정성은 열처리온도에 따라 증가하였으나,800"C에서 rutile로 전이하였다 반응온도와 NH$_4$HCO$_3$의 주입속도 및 Tic14의 농도가 증가함에 따라 rutile상이 생성되었다. $700^{\circ}C$에서 2시간 열처리하여 약 21m의 anatase상 TiO$_2$ 입자가 코팅된 석탄회 복합체는 1.25g/㎤의 밀도, 82.8%의 강도 및 69.5Lab의 백색도를 나타내었으며, 광촉매로 응용이 가능하였다.능하였다.