• 한국세라믹학회지
• /
• 제36권7호
• /
• pp.742-750
• /
• 1999

화학기상응축법을 이용한 TiO2 나노분말합성시 전구체 주입속도 및 산소 반응기체유량의 변화에 따른 나노입자의 형성과정을 분말특성의 관점에서 조사하였다. 기상합성반응의 주요 열역학, 동역학적 인자인 과포화도, 충돌율, 체류시간의 상기 두 공정변수에 대한 의존성을 이론적으로 평가하였고, 이를 0.376, 0.742 m//min의 두 전구체 주입속도 조건에서 산소유량을 1에서 2slm까지 변화시키며 합성한 TiO2 나노분말의 특성과 관련하여 분석하였다 모든 조건에서 합성된 TiO2 분말은 20~30 nm의 크기를 갖는 미세한 anatase 상과 극소량의 rutilc상이 혼합되어 서로 느슨한 결합을 하고 있었다 전구체 주입속도가 0.376m//min의 경우, 전반적인 입도와 응집도는 0.742 m//min에 비해 작았으며, 산소유량이 증가할수록 체류시간과 충돌율이 감소하여 형성된 TiO2 분말의 입도는 감소하였다. 또한 산소유량 증가에 따른 과포화도의 감소는 분말형성과정과 기구에 영향을 미치는 것으로 판단되나, 정확한 분석을 위해서는 각각의 독립적인 열역학 및 동역학적 변수 조건하에서의 면밀한 고찰이 요구되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.308-308
• /
• 2013

본 연구에 염료감응형 태양전지(Dye Sensitized Solar Cells; DSSCs)의 광전변환효율을 높이기 위해 작업전극에 새로운 구조의 광투과층 및 산란층을 도입하였다. DSSCs 작업전극의 빛을 투과시키는 투과층에 크기가 10 nm 이하의 nanoparticle $TiO_2$를 적용하고, 투과된 빛이 산란되어 많은 전자가 여기 될 수 있도록 기존의 큰 입자 사이즈였던 산란층을 이용하는 대신 $TiO_2$ nanorod 및 nanotube 형태의 구조를 도입하여 기존의 작업전극과 비교하였다. 산란층에서 방향성을 가지는 rutile 상의 $TiO_2$는 저온에서 안정적인 anatase 상의 $TiO_2$보다 화학적으로 안정하며, 높은 산란율을 가지고, 광에 의해 여기된 전자를 직접적으로 집전전극에 전달해 줌으로서 소자의 효율을 증가시킨다고 보고되고 있다. Rutile 상의 $TiO_2$ 층 제작 시 수열합성법을 이용하면 nanorod 모양의 $TiO_2$층을 형성할 수 있고, 이와 같은 방법으로 성장시킨 산란층에 전기영동법의 식각 효과를 사용하면 nanotube 모양의 $TiO_2$층을 성장시킬 수 있어 산란효과의 극대화 및 전극의 표면적을 넓히는 장점이 있다. 각각의 방법을 이용하여 만든 구조 위에 입자 크기 10 nm의 $TiO_2$를 Dr blade 방법으로 도포하여 double layer (산란층+흡수층)로 구성된 작업 전극을 이용한 DSSCs를 제작한 후 I-V curve와 EIS (Electrochemical Impedance Spectroscopy)를 측정하여 효율 및 전기화학적 특성을 분석하였다.

• 태양에너지
• /
• 제11권2호
• /
• pp.70-76
• /
• 1991

본 실험에서는 태양광의 photon energy를 활용한 물분해 수소제조 연구를 위하여 일차적으로 $TiO_2$ 광전극의 제조와 함께 전기화학적 특성관찰의 기초실험을 수행하였다. $TiO_2$ anatase 분말을 원형으로 molding 한 후 $1250^{\circ}C$에서 sintering하여 n형 반도체 전극을 제조하였으며, titanium plate를 직접 funace내에서 $800^{\circ}C$의 공기 및 산소 분위기 속에서 각각 산화막을 생성시켰다. 각 전극들의 XRD pattern을 관찰한 결과 rutile $TiO_2$ 성질의 표면구조를 지니고 있었으며, 표면상태를 광학 현미경으로 관찰하였다. 선택된 $TiO_2$ 전극의 전기적 특성을 조사하기 위하여 두가지 농도의 NaOH electrolyser내에서, dark상태 그리고 Xenon lamp를 활용한 illuminated상태에 대하여 각각의 I-E 특성을 Potentiostat을 이동하여 관찰분석하였다.

• 센서학회지
• /
• 제20권2호
• /
• pp.82-89
• /
• 2011

Ruthenium(Ru)-doped $TiO_2$ nanofibers were prepared using electrospun Ru-$TiO_2$/poly(vinyl acetate) (PVAc) fibers and subsequent annealing for 1 h at temperatures in the range of $500^{\circ}C$ to $1000^{\circ}C$ in air. The properties of the Ru-$TiO_2$ fibers were characterized as a function of the Ru content and calcination temperature using X-ray diffraction, thermal gravimetry with differential scanning calorimetry, Fourier transform infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, and viscometer, pycnometer and dynamic tensiometer measurements. Although the diameter of the fiber decreased slightly with increasing calcination temperature, no dramatic changes were observed with respect to the ruthenium content. The XRD and FT-IR results revealed that anatase phase and ruthenium metal began to be formed after calcination at temperatures above $500^{\circ}C$. Anatase and rutile phases and ruthenium metal coexisted in the fibers calcined above $600^{\circ}C$. No anatase phase was detected in the fibers containing ruthenium when they were calcined at $1000^{\circ}C$. The morphology of the fibers changed from smooth and uniform to porous with increasing temperature. The experimental results suggest that the calcination temperature and Ru content were influential in determining the morphology and structure of the fibers.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제37권10호
• /
• pp.933-937
• /
• 2000

고기능성 전자재료용 TiO$_2$분말 및 박막제조에 사용되는 중간생성물인 TiCl$_4$는 99% 이상의 고순도가 요구된다. 고순도.미립의 TiO$_2$분말 및 TiCl$_4$는 황산법으로 제조한 저순도 TiO$_2$원료를 사용하여 염소화법으로 Ti-염화물 및 염화불순물로 제조한 후, 대부분의 염화불순물들은 3단계 과정을 거쳐 고순화 하였다. 대부분의 염화불순물은 분리.응축 및 분별증류로, VOCl$_3$는 mineral oil을 첨가하여 비등점을 변화시켜, 그리고 미량의 염화불순물은 열가수분해하여 침전시킨 후 유기용제 처리하여 제거하였다. 유기용제 처리는 TiO$_2$분말의 고순도화에 도움이 되었으며, 입자간의 응집을 적게 하여 TiO$_2$입자크기도 작아졌다. 또한 anatase에서 rutile 결정구조로의 전이온도도 낮아지는 부수적인 효과를 보였다.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제36권7호
• /
• pp.691-697
• /
• 1999

TiO2 powder was adsorbed on the surface of mica using the heterocoagulation method in water TiO2 powder was prepared from hydrolysis of titanium-iso propoxide in a mixed solvent of anhydrous ethanol and water. When the molar ratio of water to titanium iso-propoxide was 0.25 monodispersed spherical TiO2 particles were obtained. The prepared TiO2 powder showed anatase phase after heat treatment at 50$0^{\circ}C$ for 2 h and then transformed to rutile phase after heat treatment at 100$0^{\circ}C$ for 2h. The iso-electric points of TiO2 and Mica were pH 3.9 and pH 3.25 respectively which were measured by the Z-potential analysis in water base. The maximum Z-potential difference between two powders was observed in the range of pH 3.6~3.7 TiO2 powder was adsorbed on the surface of mica by heterocoagulation method in pH 3.6~3,7 The properties of prepared TiO2 powder was haracterized by TG-DTA, XRD and SEM The morphology and thermal properties of TiO2-adsorbed mica were examined.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제49권6호
• /
• pp.642-647
• /
• 2012

$TiO_2$ thin films for a pulse power capacitor were deposited by RF magnetron sputtering. The effects of the deposition gas ratio and thickness on the crystallization and electrical properties of the $TiO_2$ films were investigated. The crystal structure of $TiO_2$ films deposited on Si substrates at room temperature changed to the anatase from the rutile phase with an increase in the oxygen partial pressure. Also, the crystallinity of the $TiO_2$ films was enhanced with an increase in the thickness of the films. However, $TiO_2$ films deposited on a PET substrate showed an amorphous structure, unlike those deposited on a Si substrate. An X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) analysis revealed the formation of chemically stable $TiO_2$ films. The dielectric constant of the $TiO_2$ films as a function of the frequency was significantly changed with the thickness of the films. The films showed a dielectric constant of 100~110 at 1 kHz. However, the dissipation factors of the films were relatively high. Films with a thickness of about 1000nm showed a breakdown strength that exceeded 1000 kV/cm.

• 한국표면공학회지
• /
• 제48권5호
• /
• pp.238-244
• /
• 2015

$TiO_2$ nanowires were synthesized by hydrothermal method for the application to ethanol gas sensor. $TiO_2$ nanowires were decorated with Au nanoparticles to improve the sensitivity to ethanol gas. Scanning electron microscopy and Transmission electron microscopy revealed that the synthesized nanowires had diameters and lengths of approximately 100 - 200 nm and a few micrometers, respectively. Size of the Au nanoparticles decorated on the $TiO_2$ nanowires was observed to be in the range of 10 - 20 nm. X-ray diffraction confirmed that the decorated nanowires were composed of anatase-, rutile-$TiO_2$, and Au. The sensitivities of $TiO_2$ nanowires sensors decorated with Au were approximately 1.1 - 3.65 times as high as those of as-synthesized $TiO_2$ sensors for the ethanol concentration of 5 - 100 ppm at $200^{\circ}C$. The mechanism of the improved ethanol gas sensing of the $TiO_2$ nanowires decorated with Au nanoparticles is discussed.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제44권4호
• /
• pp.375-381
• /
• 2006

티타늄 담지 구형활성탄(spherical activated carbon, SPAC)을 제조하여 유동상 광촉매 반응에 적용하고 그 특성을 평가하였다. 티타늄을 담지하기 위하여 염화티타늄용액으로 이온교환 처리된 이온교환수지를 열처리 과정을 통하여 구형활성탄으로 변환시켜 주었다. 열처리 과정 중 감량되는 성분 및 무게 변화는 TGA/MS 분석을 통하여 알아보았으며,Ti을 함유한 구형활성탄의 물리화학적 성질은 SEM, XRD, EPMA, ESR, EDS, BET와 같은 분석을 통하여 그 특성을 알아보았다. 그 결과 Ti-구형활성탄의 입자 크기는 $350{\mu}m{\sim}400{\mu}m$, 비표면적은 $617m^2/g$ 이였으며, 담지 된 티타늄은 $TiO_2$ anatase 형태와 rutile 형태가 주를 이루고 있음을 알 수 있었다. 구형활성탄에 담지 된 $TiO_2$는 약 6 wt%로 균일한 분산도로 구형활성탄 표면에 담지 된 것을 EPMA 분석을 통해 알 수 있었다. 더욱이 ESR 분석을 통하여 간접적인 광촉매 활성을 확인할 수 있었으며, 따라서 이러한 결과들을 바탕으로 유동상 광반응조를 이용한 HA(humic acid) 광분해 반응에 적용하였다. 그 결과, 제거 효율이 약 70％ 정도로 높게 나타났을 뿐만 아니라 반응 중에도 Ti-구형활성탄의 강도가 계속 유지되어 유동상 반응에서의 광분해 촉매로서 활용가능성을 보여주었다.

• 전기학회논문지
• /
• 제58권10호
• /
• pp.1982-1988
• /
• 2009

$TiO_2$ films are fabricated using silk printing method. Heat treatment temperature of films is 600[$^{\circ}C$]. From the analysis of microstructure, grain size of $TiO_2$ films is about $0.2{\sim}0.3[{\mu}m]$. Thickness of films is 30.19[${\mu}m$] and surface uniformity of films is good. From the analysis of crystalline structure, $TiO_2$ films transform anatase phase to rutile phase. Capacitance of films increases according to increase relative humidity and decrease measuring frequency. Hysteresis characteristics of capacitance and impedance are best at 45[%RH] and 75[%RH] respectively. Impedance of films increases according to decrease measuring frequency.