• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.353-353
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• 2011

Titanium dioxide is a suitable material for industrial use at present and in the future because titanium dioxide has efficient photoactivity, good stability and low cost [1]. Among the three phases (anatase, rutile, brookite) of titanium dioxide, the anatase form is particularly photocatalytically active under ultraviolet (UV) light. In fabrication of photocatalytic devices based on catalytic nanodiodes [2], it is challenging to obtain a photocatalytically active TiO2 thin film that can be prepared at low temperature (< 200$^{\circ}C$). Here, we present the synthesis of a titanium dioxide film using TiO2 nanoparticles and sol-gel methods. Titanium tetra-isopropoxide was used as the precursor and alcohol as the solvent. Titanium dioxide thin films were made using spin coating. The change of atomic structure was monitored after heating the thin film at 200$^{\circ}C$ and at 350$^{\circ}C$. The prepared samples have been characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microcopy, X-ray photoelectron spectroscopy, transmission electron microscopy, ultraviolet-visible spectroscopy (UV-vis), and ellipsometry. XRD spectra show an anatase phase at low temperature, 200$^{\circ}C$. UV-vis confirms the anatase phase band gap energy (3.2 eV) when using the photocatalyst. TEM images reveal crystallization of the titanium dioxide at 200$^{\circ}C$. We will discuss the switching behavior of the Pt /sol-gel TiO2 /Pt layers that can be a new type of resistive random-access memory.

• 한국염색가공학회지
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• 제26권2호
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• pp.88-98
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• 2014

This study is to assess the photocatalytic degradation of PET and Nylon 6 films containing nano-sized $TiO_2$ powders of anatase and rutile types. The PET and Nylon 6 films containing six kinds of the nanoparticles were prepared by melt casting method using a heating press machine. Reflectance in visible region and water contact angles of the irradiated PET and Nylon 6 composite films decreased with increasing UV/$O_3$ irradiation. Also the enhanced hydrophilicity has a close relationship with the increase in the Lewis base parameter, which indicates more oxidized polymer surfaces. The photocatalytic degradation of the nanocomposite films increased with increasing $TiO_2$ content and UV energy, which is more significant with the anatase types rather than the rutile types. The amide linkages in the Nylon 6 seemed to be more susceptible to the UV light compared to the ester groups in the PET, particularly in the presence of the $TiO_2$ photocatalysts. The photoscission and photodegradation of the polymers in the composites produced more degraded structure assisted by the photocatalytic activity of the $TiO_2$ nanoparticles. Also the composite films can bleach the methylene blue dyes more easily under the UV/$O_3$ irradiation, suggesting the photobleaching activity of the $TiO_2$ nanoparticles.

• 한국분말재료학회지
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• 제28권3호
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• pp.259-266
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• 2021

The (Ga_1-xZn_x)(N_1-xO_x) solid solution is attracting extensive attention for photocatalytic water splitting and wastewater treatment owing to its narrow and controllable band gap. To optimize the photocatalytic performance of the solid solution, the key points are to decrease its band gap and recombination rate. In this study, (Ga_1-xZn_x)(N_1-xO_x) nanofibers with various Zn fractions are prepared by electrospinning followed by calcination and nitridation. The effect of the composition and crystallinity of electrospun oxide nanofibers on the morphology and optical properties of the obtained solid-solution nanofibers are systematically investigated. The results show that the final shape of the (Ga_1-xZn_x) (N_1-xO_x) material is greatly affected by the crystallinity of the oxide nanofibers before nitridation. The photocatalytic properties of (Ga_1-xZn_x)(N_1-xO_x) with different Ga:Zn atomic ratios are investigated by studying the degradation of rhodamine B under visible light irradiation.

• Archives of Metallurgy and Materials
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• 제65권3호
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• pp.1111-1116
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• 2020

Graphitic carbon nitride (g-C₃N₄) is an attractive photocatalyst, however, its practical photocatalytic applications are still faced with huge challenges. The aim of this research is to identify the correlation between synthetic conditions and properties of the g-C₃N₄ and derive an optimum synthesis condition for improving photocatalytic activities of the g-C₃N₄. In this study, novel and versatile g-C₃N₄ nanosheets were synthesized by the simple thermal pyrolysis of urea. In the synthesis process, the pyrolysis temperature and the heating rate, which can have the most significant influence on the structures and properties of g-C₃N₄, were set as variables, and the effects were systematically investigated. When synthesized at a relatively high temperature, the amount of material being synthesized is reduced, however it has been found to represent optical properties suitable for highly efficient photo-catalyst by the increase in the thickness and defects formed in the g-C₃N₄ nanosheets. The photocatalytic degradation experiment of MB dyes indicated that the highest degradation of 95.2% after the reaction for 120 min was achieved on the g-C₃N₄ nanosheets synthesized at 650℃.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.1-6
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• 2017

태양전지의 셀을 보호하기 위한 커버 글라스에는 반사방지 코팅 및 셀프클리닝과 같은 기능성 코팅이 적용되어왔다. 일반적으로 메조포러스 실리카를 이용한 반사방지 코팅은 빛의 투과를 증가시키며, $TiO_2$ 광촉매 필름은 셀프클리닝 코팅에 적용되어왔다. 본 연구에서는 $SiO_2/TiO_2$ 박막 코팅에 의한 투명 발수 반사방지 및 셀프클리닝 코팅을 sol-gel 공정과 dip-coating 공정으로 글라스 기판 위에 제조하였다. 기능성 코팅의 표면형상은 전계방출 주사전자현미경과 원자힘 현미경으로 분석하였고, 광학적 특성은 UV-visible 분광광도계로 분석하였다. 필름의 발수특성은 접촉각 측정으로 확인하였다. 그 결과 $TiO_2$ 필름은 기판인 슬라이드 글라스와 비슷한 수준의 높은 광 투과율을 나타내었다. 일반적으로 $TiO_2$ 나노입자는 필름에서 반사를 증가시키며, 결과적으로 투과율의 저하를 가져온다. 하지만 본 연구의 $SiO_2/TiO_2$ 박막으로 이루어진 기능성 코팅은 $110^{\circ}$의 접촉각을 나타내었으며, 파장 550 nm에서 기판인 슬라이드 글라스의 투과율보다 2.0% 증가한 93.5%의 광 투과율 특성을 나타내었다.

• 자원리싸이클링
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• 제18권4호
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• pp.24-30
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• 2009

희토류 원소를 기반으로한 알루미늄산 형광체에 담지된 산화티탄은 졸겔방법 으로 제조되었다. 이렇게 제조된 산화티탄 나노입자의 재료물성을 분석하기 위해 XRD, FT-IR, DRS UV-Vis, TEM 측정을 실시하였다. 형광체에 담지된 산화티탄 입자의 소결 전후의 XRD분석결과는 600도 이상의 온도에서 아나타제에서 루틸로 상변화가 일어나지 않았다. 600도 이상의 온도에서 지속적인(장시간) 열처리 후에도 형광체에 담지된 산화티탄이 결정화도가 높은 아나타제로 존재 하는 것은 형광체 지지체와 담지된 산화티탄의 서로 다른 결정입계에 의하여 결정성장과 상변화에 필요한 치밀화가 억제되기 때문으로 판단된다. DRS측정결과 형광체에 담지된 산화티탄은 산화티탄이 없는 형광체에 비하여 보다 긴 장파로 쉬프트한 것은 밴드갭 에너지의 환원을 나타낸다. 이러한 형광체에 담지된 산화티탄의 FT-IR 스펙트럼은 피크의 위치가 더 높은 파수로 이동하였다. 이것은 산화티탄 입자와 지지체 사이의 공유결합이 관계하기 때문 이라 판단된다. TEM 이미지는 형광체 지지체에 다른 입자 크기로 담지되어 있는 산화티탄의 분산, 결정화 및 입자 형상을 나타낸다.

• 치위생과학회지
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• 제14권3호
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• pp.319-324
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• 2014

본 연구는 광촉매 반응을 이용하여 치아우식증의 주요 원인균인 S. mutans를 조절하기 위한 새로운 방법을 제안하고자 기존 이산화 티타늄 광촉매에 주로 사용되었던 자외선영역의 광원과 현재 임상현장에서 활용되고 있는 405 nm의 가시광선 빛에 의한 광촉매 반응을 유도하여 항균효과를 비교하였다. 우선 최적의 이산화 티타늄 농도를 탐색한 결과 254 nm 또는 405 nm 빛 조사시 0.1 mg/ml의 농도에서 S. mutans에 대한 항균력이 각각 93%와 24%로 가장 높게 나타났다. 또한 광조사 시간과 S. mutans에 대한 항균력은 정비례 관계를 보였으며, 254 nm의 빛은 20분 이상, 그리고 405 nm의 빛은 40분 이상 조사할 경우 $10^4CFU/ml$ 정도의 생균이 완전히 사멸되는 결과를 확인하였다. 따라서 이산화티타늄의 광촉매 반응은 인체에 무해한 405 nm의 가시광선으로 유도될 수 있으며, 향후 항균력을 보다 증가시킬 수 있는 방법을 고안 한다면 임상현장에서 효과적으로 구강 내 S. mutans를 억제하는 데 활용이 가능할 것으로 예상된다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.230-237
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• 2007

알칼리 수열합성법에 의해 높은 비표면적을 갖는 티타니아 나노튜브(TiNT)를 합성하였다. 가시광용 광촉매로서의 응용성을 조사하기 위해 CdS 나노입자와 조성(r=TiNT/(CdS+TiNT))을 바꿔가며 일련의 무기 복합필름을 제조하였다. 또한 비교를 위해 티타니아 나노튜브 대신 티타니아 나노입자와 CdS로 구성된 복합체를 역시 제조하였다. 합성된 티타니아 나노튜브는 $200^{\circ}C$ 이상의 소결온도에서 부분적으로 튜브 구조의 붕괴가 시작되었지만, CdS와의 복합체는 $450^{\circ}C$ 까지도 비교적 안정한 구조를 유지하였다. (CdS+TiNT)복합필름은 티타니아 나노입자 복합계와 비교할 때 가시광 흡수 측면에서는 유사한 정도를 나타내었지만, 수소생산 활성과 광전류 발생은 오히려 훨씬 낮은 값을 나타내었다. 결과적으로, 티타니아 나노튜브는 그의 높은 비표면적에도 불구하고 자기들끼리의 응집성이 강하여 CdS와의 전기적 상호작용이 약하며, 특히 얇은 튜브벽 두께(${\sim}3nm$)와 낮은 결정성에 기인하는 약한 광전류 특성은 이의 광촉매로서의 응용성을 상당히 제한하는 요소로 나타났다.

• 한국결정성장학회지
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• 제20권5호
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• pp.227-231
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• 2010

광촉매 특성을 지닌 초친수 $TiO_2$ 박막을 액상증착법에 의해 유리 기판 위에 성공적으로 제조하였다. 제조된 $TiO_2$ 박막은 $70^{\circ}C$에서 박막표면에 $TiO_2$ 나노 입자들을 형성하였다. $TiF_4$ 용액의 침적시간이 증가됨에 따라 박막의 두께도 일정하게 증가되었다. $TiO_2$ 박막은 약 $5^{\circ}$ 이하의 접촉각과 가시영역에서 약 75~90 %의 투과율을 보여주었다. 또한 제조된 $TiO_2$ 박막은 자외선 조사에 의해 메칠오렌지 용액을 분해하는 광촉매 특성을 보여주었다. 침적시간 조건에 따라 제조된 박막의 표면 구조, 광학적 특성, 접촉각을 FE-SEM, AFM, UV-Vis, contact angle meter를 이용하여 측정하였다.

• 한국분말재료학회지
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• 제28권2호
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• pp.143-149
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• 2021

In this study, (GaN)_1-x(ZnO)_x solid solution nanoparticles with a high zinc content are prepared by ultrasonic spray pyrolysis and subsequent nitridation. The structure and morphology of the samples are investigated by X-ray diffraction (XRD), field-emission scanning electron microscopy, and energy-dispersive X-ray spectroscopy. The characterization results show a phase transition from the Zn and Ga-based oxides (ZnO or ZnGa₂O₄) to a (GaN)_1-x(ZnO)_x solid solution under an NH3 atmosphere. The effect of the precursor solution concentration and nitridation temperature on the final products are systematically investigated to obtain (GaN)_1-x(ZnO)_x nanoparticles with a high Zn concentration. It is confirmed that the powder synthesized from the solution in which the ratio of Zn and Ga was set to 0.8:0.2, as the initial precursor composition was composed of about 0.8-mole fraction of Zn, similar to the initially set one, through nitriding treatment at 700℃. Besides, the synthesized nanoparticles exhibited the typical XRD pattern of (GaN)_1-x(ZnO)_x, and a strong absorption of visible light with a bandgap energy of approximately 2.78 eV, confirming their potential use as a hydrogen production photocatalyst.