• 한국분말재료학회지
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• 제27권2호
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• pp.132-138
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• 2020

A facile one-pot wet chemical process to prepare pure anatase TiO₂ hollow structures using ammonium hexafluorotitanate as a precursor is developed. By defining the formic acid ratio, we fabricate TiO₂ hollow structures containing fluorine on the surface. The TiO₂ hollow sphere is composed of an anatase phase containing fluorine by various analytical techniques. A possible formation mechanism for the obtained hollow samples by self-transformation and Ostwald ripening is proposed. The TiO₂ hollow structures containing fluorine exhibits 1.2 - 2.7 times higher performance than their counterparts in photocatalytic activity. The enhanced photocatalytic activity of the TiO₂ hollow structures is attributed to the combined effects of high crystallinity, specific surface area (62 ㎡g^-1), and the advantage of surface fluorine ions (at 8%) having strong electron-withdrawing ability of the surface ≡ Ti-F groups reduces the recombination of photogenerated electrons and holes.

• 공업화학
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• 제32권6호
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• pp.690-694
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• 2021

본 연구에서는 글루코스를 전구체로 사용하여 수열합성방법을 통해 구형탄소입자(carbon sphere, CS)를 제조하였다. 200 nm, 500 nm, 1,200 nm 크기의 중공형 TiO₂ (H-TiO₂)는 CS/TiO₂ core-shell 구조를 졸-겔 법과 열처리 방법으로 합성하였다. FE-SEM, HR-TEM, XRD 분석을 통하여 H-TiO₂의 물리적 특성을 측정하였다. H-TiO₂/polyacrylate (PA) 복합체의 UV-Vis-NIR 분석을 통해 색상변화와 일사반사율을 얻었으며, 실험실에서 제작한 차열온도 측정기를 통해 차열온도를 측정하였다. H-TiO₂/PA 복합체는 열전도도가 낮은 건조공기로 채워진 중공구조에 의한 우수한 차열 특성과 근적외선 반사율을 보였다. H-TiO₂/PA 복합체에서 중공구의 크기가 증가함에 따라 열차단 특성이 증가하였다. 1,200 nm 중공 크기의 H-TiO₂를 혼합한 PA 필름에서 측정된 차열온도가 투명 유리판의 차열온도보다 26 ℃ 감소하였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제32권12호
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• pp.4382-4386
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• 2011

$TiO_2$ hollow spheres were fabricated by using $SiO_2$ as an inorganic template. Spherical $SiO_2$ particles were coated by $TiO_2$ through the nucleation process, and then the core $SiO_2$ part was eliminated by using HF solution. Finally, $TiO_2$ hollow spheres were obtained. The size of the $TiO_2$ hollow spheres was about 300-400 nm and the thickness of the hollow wall was about 20-30 nm. The hollow has several holes whose diameters were within 100-200 nm. Dye-sensitized solar cells fabricated by using the $TiO_2$ hollow spheres were characterized. The solar conversion efficiency of the cell was 8.45% when $TiO_2$ hollow spheres were used as a scattering material, while it was 4.59% when $TiO_2$ hollow spheres were used as a normal electrode material.

• 공업화학
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• 제30권3호
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• pp.345-351
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• 2019

본 연구에서는 $TiO_2$를 기반으로 한 중공사형 흡착제를 제조와 다양한 금속산화물 첨가에 따른 비소 흡착 특성을 평가하였다. 실험 결과 $TiO_2$ 중공사형 흡착제가 가장 우수한 비소 흡착 성능을 보였으며, 금속산화물을 첨가한 경우 금속산화물이 $TiO_2$ 표면의 산점을 막음으로 인해 오히려 비소 흡착 성능이 저하되었다. 그러나 장시간 비소 흡착 성능을 비교한 결과 $Al_2O_3$를 첨가한 중공사형 흡착제의 비소 흡착 성능이 증진되었다. 또한 비표면적 및 기공 크기가 상대적으로 클수록 비소 흡착 성능이 우수하였으며, 루이스 산점과 브뢴스테드 산점이 풍부하게 존재할수록 흡착에 유리한 사이트가 제공됨을 확인하였다. 이를 통해 기존 파우더 형태의 상용 $TiO_2$를 담체 형태로도 제조하여 소규모 정수처리 시설에 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제25권8호
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• pp.639-645
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• 2012

Embossed $TiO_2$ thin films with high surface areas are achieved using soft-templates composed of monolayer polystyrene beads. The form of links between the beads in the templates is controlled by varying the $O_2$ plasma etching time on the templates, resulting in various templates with close-linked, nano-linked, and isolated beads. Room-temperature deposition of $TiO_2$ on the plasma-treated templates and calcination at $550^{\circ}C$ result in embossed films with tailored links between anatase $TiO_2$ hollow hemispheres. Although all the embossed films have similar surface areas, the sensitivity of films with nano-linked $TiO_2$ hollow hemispheres to 500 ppm CO and ethanol gases are much higher than that of films with close-linked and isolated hollow hemispheres, and the detection limits of them are as low as 0.6 ppm for CO and 0.1 ppm for ethanol. The strong correlation of sensitivity with the form of links between hollow hemispheres reveals the critical role of potential barriers formed at the links. The facile, large-scale, and on-chip fabrication of embossed $TiO_2$ films with nano-linked hollow hemispheres on Si substrate and the high sensitivity without the aid of additives give us a sustainable competitive advantage over various methods for the fabrication of highly sensitive $TiO_2$-based sensors.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제35권12호
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• pp.3583-3589
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• 2014

This study evaluated a simple and useful route to the synthesis of mesoporous $TiO_2$ microcapsules with a hollow macro-core structure. A hydrophilic precursor sol containing the surfactants in the hydrophobic solvents was deposited on PMMA polymer surfaces modified by non-thermal plasma to produce mesoporous shells after calcination. The surface of the PMMA polymer spheres was coated with $NH_4F$ and CTAB to control the interfacial properties and promote the subsequent deposition of inorganic sols. These hollow type mesoporous $TiO_2$ microcapsules could be applied as an efficient substrate for the immobilization of DNA oligonucleotides.

• 분석과학
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• 제26권1호
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• pp.42-50
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• 2013

이 논문은 센서 및 연료전지에 사용할 수 있는 $Pt-Ru@TiO_2-H$ 나노구조체촉매의 제조 및 전기화학적 촉매의 특성에 대한 것이다. 이 $Pt-Ru@TiO_2-H$ 나노구조체촉매는 주형제인 폴리스틸렌볼(PSB)을 제조하고, 이 주형제의 표면에 졸-겔 반응을 통해 $TiO_2$를 코팅한 후, $Pt^{4+}$와 $Ru^{3+}$의 환원에 의해 제조하였다. 제조된, $Pt-Ru@TiO_2-H$ 나노구조체촉매는 전자투과현미경(TEM), X-선 회절(XRD)와 원소분석에 의해 특성평가 하였고, $Pt-Ru@TiO_2-H$의 전기화학적 촉매특성은 에탄올, 메탄올, 도파민, 아스크로브 산, 프로말린과 글루코오즈의 산화-환원 능력에 의해 평가 하였다. 이 $Pt-Ru@TiO_2-H$ 나노구조체촉매는 바이오분자에 대해 전기화학적촉매 특성을 나타내어, 연료전지 전극 또는 비효소바이오센서에 사용 될 것으로 기대된다.

• 청정기술
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• 제24권4호
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• pp.280-286
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• 2018

본 연구에서는 금속산화물 2종, $TiO_2$ 분말과 $Al_2O_3$ 분말을 이용하여 건식 조건에서의 기상 VOCs 흡착 성능을 평가하였으며, BET분석과 암모니아 in-situ FT-IR 분석을 통해 비표면적, 표면 산점을 분석하고 성능과의 상관성을 평가하였다. 그 결과 $TiO_2$ 분말, $Al_2O_3$ 분말은 각각 $317.6m^2\;g^{-1}$, $64m^2\;g^{-1}$의 비표면적을 갖으며, $TiO_2$ 분말의 경우 표면에 다수의 산점이 관찰되었다. 두 금속 산화물 분말을 이용하여 기상 VOCs 흡착 성능을 평가한 결과, 비표면적이 크고 다수의 산점을 보유한 $TiO_2$ 분말이 비교적 우수한 흡착 성능을 나타내었다. 특히 비표면적이 흡착성능에 직접적인 영향을 미치는 것으로 판단되며, 산점에 의한 영향에 대해서는 추가적인 연구가 요구된다. 우수한 흡착 성능을 나타낸 $TiO_2$를 기반으로 honeycomb, hollow fiber, disc의 성형체로 제조 한 결과, 분말보다 흡착 성능은 낮았으나 적용성 측면에서 유리하며 제조공정의 특성상 우수한 열적 내구성을 갖는 polymeric disc 흡착제의 경우, 수회의 고온 탈착공정 후에도 흡착 성능을 안정적으로 유지함을 확인하였다.

• 공업화학
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• 제22권3호
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• pp.340-342
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• 2011

다양한 종류의 이온성액체를 사용하여 미세중공체 이산화티타늄 입자를 제조하였다. 이온성액체의 종류에 따라 제조된 이산화티타늄 입자는 다양한 크기와 모양을 형성하였다. 이는 이온성액체와 유기용매 계면 사이에서 형성되는 이산화티타늄이 두 물질 사이의 상호작용에 의해 모양 형성에 영향을 받기 때문이다. 여러 가지 이온성액체 중에서 미세중공체를 제조하는데 있어서 가장 효과적인 이온성액체는 1-Butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권6호
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• pp.1853-1856
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• 2013

$TiO_2$ hollow nanoparticles (HNPs) and their light scattering effect which influences on the photoelectric conversion efficiency of a dye-sensitized solar cell (DSSC) were investigated. When only HNPs were employed in DSSC as the anode layer material, the conversion efficiency (e.g., 0.96%) was the lowest, possibly due to scattering loss of incident light. However, DSSC fabricated by using HNPs as a scattering overlayer on the $TiO_2$ nanoparticles (P-25), showed higher conversion efficiency (4.02%) than that without using HNPs (3.36%).