• 제목/요약/키워드: Rutile-anatase $TiO_2$

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WO3 첨가에 의한 TiO2계 SCR 촉매의 상전이 및 입자성장이 고온안정성에 미치는 영향 (Effects of anatase-rutile phase transition and grain growth with WO3 on thermal stability for TiO2 SCR catalyst)

  • 윤상현;김장훈;신병길;박삼식;신동우;이희수
    • 한국결정성장학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.181-186
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    • 2011
  • $WO_3$ 첨가가 $TiO_2$계 SCR 촉매의 고온안정성에 미치는 영향을 구조적, 형상학적 분석을 통해 규명하였다. 순수한 $TiO_2$시편과 10 wt%의 $WO_3$를 첨가한 $WO_3-TiO_2$ 시편을 제조하여 $800^{\circ}C$에서 5시간 동안 열적 스트레스를 인가하였다. FT-IR을 이용하여 촉매의 산점 변화를 확언한 결과 $WO_3-TiO_2$ 시편의 경우가 순수한 $TiO_2$ 시편에 비해 열적 열화로 인한 산점의 감소가 상대적으로 적었다. 반면 $WO_3-TiO_2$$TiO_2$의 anatase에 서 rutile로의 상전이 정도는 각각 28.4%와 22.9%로 오히려 $WO_3-TiO_2$ 시편에서 rutile 상이 더 많이 증가한 것을 확인하였다. 형상학적 분석 결과 $WO_3-TiO_2$ 시편은 고온에서 $TiO_2$에 고용되어 있던 amorphous 상태의 $WO_3$$TiO_2$ 입자 표면에 석출되며 결정화가 일어나게 되고 이로 인해 촉매의 입자성장을 억제함을 확인하였다. 따라서 SCR용 $TiO_2$ 촉매에 첨가된 $WO_3$는 anatase에서 rutile로의 상전이를 촉진시켜 고온에서의 촉매 활성을 저하시킬 수 있지만, 입성장 억제에 대한 영향이 커 결과적으로 고온안정성을 향상시킴을 확인하였다.

산화티타늄을 이용한 VOCs의 광촉매 반응 (Photocatalytic Reaction of VOCs Using Titanium Oxide)

  • 정수경
    • 한국환경과학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.171-176
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    • 2008
  • The VOCs have a direct influence on indoor air pollution, and stimulate respiratory organs and eyes in human body. Also, most of VOCs are a carcinogenic substances and causes to SBS (sickness building syndrome). Therefore, this study was progressed in photocatalysis of VOCs using UV/$TiO_2$ which was a benign process environmentally. The experiments were performed to know photodegradation characteristics as crystalline structure of $TiO_2$ which had anatase, rutile and P-25 (anatase : rutile = 70 : 30). The main purpose of this study was to identify photocatalytic characteristics as inlet concentration of reactants, $H_2O$, and residence time.

HRTEM Study of Phase Transformation from Anatase to Rutile in Nanocrystalline $TiO_2$ Particles

  • Kim, Kyou-Hyun;Park, Hoon;Ahn, Jae-Pyoung;Lee, Jae-Chul;Park, Jong-Ku
    • 한국분말야금학회:학술대회논문집
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    • 한국분말야금학회 2006년도 Extended Abstracts of 2006 POWDER METALLURGY World Congress Part 1
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    • pp.466-467
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    • 2006
  • The anatase particle was facetted at the free surface and a neck formation between the anatase particles prior to the phase transformation occured. This resulted in the severe lattice distortion at the region of the interface near the neck and this can act as the nucleation sites for the phase transformation. The grain growth of rutile particles after the phase transformation grew very fast by the sweeping phenomena of grain boundary. Therfore, It leaded to the microstructure without the rutile phase located in anatase particle.

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이산화티탄에 의한 삼염화에틸렌의 광촉매 분해반응 (Photocatalytic Degradation of Trichloroethylene over Titanium Dioxides)

  • 이용두;안병현;임권택;정연태;이근대;홍성수
    • 공업화학
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    • 제10권7호
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    • pp.1035-1040
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    • 1999
  • 자외선 조사하에서 $TiO_2$를 촉매로 하여 trichloroethylene의 광분해반응을 행하였다. 여러 가지 $TiO_2$ 촉매의 활성을 비교하였고, 반응조건에 따른 광분해 활성을 조사하였다. 또한 빛의 세기에 따른 분해활성과 반응물에 첨가된 물의 영향을 조사하였다. 여러 가지 $TiO_2$ 촉매에서 P-25가 가장 높은 활성을 보였고, anatase형이 rutile형보다 높은 활성을 보였다. 또한 반응물의 유속이 느릴수록 또한 초기농도가 낮을수록 trichloroethylene의 분해 반응 활성은 증가하였고, 산화제로서 공기를 사용하는 것이 효과적이었다. 한편 반응물에 첨가된 물은 촉매의 활성을 감소시켰고, 빛의 세기가 증가할수록 분해 반응속도가 증가하였으나 태양광에 의해서는 분해율이 매우 낮았다. trichloroethylene의 농도가 낮을 경우에는 촉매의 활성저하가 거의 일어나지 않았다.

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Structural and Morphological Behavior of TiO2 Rutile Obtained by Hydrolysis Reaction of Na2Ti3O7

  • Lee, Seoung-Soo;Byeon, Song-Ho
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제25권7호
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    • pp.1051-1054
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    • 2004
  • The structural transformation behavior of $Na_2Ti_3O_7$ by hydrolysis was investigated in mild and strong acidic aqueous medium. Compared with $K_2Ti_4O_9,\;Na_2Ti_3O_7$ exhibits quite different structural and morphological transformation behavior despite their similar layered structural characteristics. $TiO_2(B)$ obtained by heat treatment of $H_2Ti_3O_7\;at\;350^{\circ}C$ transforms to rutile $H_2Ti_3O_7\;at\;900^{\circ}C$. This temperature is much lower than $1200{\circ}C$, the temperature for anatase to rutile transition when $K_2Ti_4O_9$ is used as a starting titanate. A rectangular rod shape and size of $TiO_2(B)$ particles obtained from $Na_2Ti_3O_7$ is also different from a fibrous structure of $TiO_2(B)$ prepared using $K_2Ti_4O_9$. Rutile crystals of 100 nm diameter with a corn-like morphology and large surface area are directly obtained when the hydrolysis of $Na_2Ti_3O_7$ is carried out at $100^{\circ}C$ in a strong acid solution. The structure of starting titanates and the hydrolysis conditions are an important factor to decide the particle size and morphology of $TiO_2(B)\;and\;TiO_2$.

10 wt%, 20 wt%Li-TiO2 복합분말의 합성과 광촉매 활성평가 (Synthesis and Photo Catalytic Activity of 10 wt%, 20 wt%Li-TiO2 Composite Powders)

  • 김형철;한재길
    • 한국분말재료학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.33-37
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    • 2016
  • 10 wt.% and 20 wt.%$Li-TiO_2$ composite powders are synthesized by a sol-gel method using titanium isopropoxide and $Li_2CO_3$ as precursors. The as-received amorphous 10 wt.%$Li-TiO_2$ composite powders crystallize into the anatase-type crystal structure upon calcination at $450^{\circ}C$, which then changes to the rutile phase at $750^{\circ}C$. The asreceived 20 wt%$Li-TiO_2$ composite powders, on the other hand, crystallize into the anatase-type structure. As the calcination temperature increases, the anatase $TiO_2$ phase gets transformed to the $LiTiO_2$ phase. The peaks for the samples obtained after calcination at $900^{\circ}C$ mainly exhibit the $LiTiO_2$ and $Li_2TiO_3$ phases. For a comparison of the photocatalytic activity, 10 wt.% and 20 wt.% $Li-TiO_2$ composite powders calcined at $450^{\circ}C$, $600^{\circ}C$, and $750^{\circ}C$ are used. The 20 wt.%$Li-TiO_2$ composite powders calcined at $600^{\circ}C$ show excellent efficiency for the removal of methylorange.

비정량적 산화티타늄 박막의 상변태 특성 (Phase Transitions In Nonstoichiometric Titanium Oxide Thin Films)

  • 홍성민;이필홍;고경현;안재환;이순일
    • 한국재료학회지
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    • 제8권3호
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    • pp.224-228
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    • 1998
  • 비정량적 조성을 가진 비정질 산화타이타늄 박막을 반응성 스퍼터링으로 제조한후, $500^{\circ}C$~$600^{\circ}C$에서 10분-3시간 열처리후 냉각속도를 달리하였을 때의 상변태과정을 고찰하였다. 10분-30분정도의 단기간의 열처리후 급냉한 경우에는 Mageneli상이 관찰되어 비정상정 상($TiO_{2-x}$)이 산화되는 속도가 결정화속도보다 훨씬 느린 것으로 생각되었다. 그러나 열처리 유지시간이 증가하면 $500^{\circ}C$에서 부터의 느린 냉각과정에서는 Magneil가 anatase로 변화하며 변태한 anatase는 저온에서는 rutile로 변화하지 않았으나 $500^{\circ}C$~$300{\circ}C$의 온도 구간을 비교적 빠르게 냉각하면 Matneli상은 직접 rutile상으로 변화할 수 있는 것으로 고찰되었다. 또한 $600^{\circ}C$에서 냉각시에도 rutile상이 형성됨으로서 rutile상은 $500^{\circ}C$이상의 고온에서도 이 상ㅇ르 거치지 않고 변태할 수 있는 것으로 분석된다. 결정화 및 산화과정은 부피의 변화를 야기하여 박막의 표면 형상의 변화도 가져옴이 관찰되었다.

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이산화티타늄($TiO_2$)의 Anatase상에 따른 가스감응 특성의 영향

  • 오상진;허증수;이한용;조봉한
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
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    • pp.30.2-30.2
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    • 2009
  • TiO2는 3가지의 결정구조를 가지고 있으며 결정 입자, 구조, 상의 형태에 따라서 성질 및 기능에 영향을 주고 있다. anatase상의 애너지 밴드갭과 전자와의 재결합 확률이 크기 때문에 Rutile상 보다 우수한 성질을 갖고 있어 산화물 반도체로 이용하는 것이 적합하다. 본 실험에서는 나노로드의 TiO2를 수열처리법에 의해 합성한 후 박막을 제조하여 감응특성을 조사하였다. X선 회절분석기(X-Ray Diffraction)로 분석결과 ph=1의 루타일상을 제외하고, pH=2~7의 더 넓은 구간에서 뚜렷한 회절피크의 anatase 상이 나타났으며 다른 비정질상이 발생되지 않는 결정성이 좋은 단결정임이 나타났다. NaOH solution 을 이용하여 수열처리후 $180^{\circ}C$이상의 특정 온도 구간에서 수십 나노 로드 형태로의 2차 성장된 모습을 TEM과 EDS로 결정구조와 화학조성을 분석하였다. 그리고 BET 측정을 통해 $180^{\circ}C$의 소성온도에서 TiO2 입자의 비표면적이 가장 우수한 것으로 나타났다. 나노로드의 수용액을 Al2O3기판의 감지막 위에 떨어뜨려 네트워크된 막을 형성한후에 센서를 제작하였다. 히터 전압이 $400^{\circ}C$에서 나노 파우더센서에서는 반응이 일어나지 않은 반면, 나노 로드센서는 CH3SH에서 28% 의 높은 감도를 얻었고, Toluene의 반응에서는 15%의 감도가 나타났다. 그 외 NO, CO, H2등의 측정에서 아무런 반응이 일어나지 않았다. 이는 비교적 기공이 큰분자(Size)를 가진 CH3SH=76nm, Toluene=60nm에서 반응이 일어난 반면, H2=28nm, CO=22nm에서 감도가 나타나지 않은 것을 보아 흡착분자크기에 의한 영향이 큰 것으로 나타났다.

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