| 초록 |
독성이 낮고, 안정성이 높으며 경제성이 뛰어난 광촉매인 이산화티타늄(TiO2)은 제조방법, 특성 조절, 다양한 응용 분야에서 많은 연구가 진행되어 왔다. 자연계에서 TiO2는 주로 아나타제와 루틸 두 개의 상 중 하나로 존재하게 되는데, 아나타제 상 TiO2는 넓은 밴드갭 에너지(3.2 eV)로 가시광 영역의 빛을 흡수 하기 어려워, 낮은 촉매 활성을 보인다. 루틸 상 TiO2는 아나타제 상 TiO2보다 작은 밴드갭 에너지(3.0 eV)를 가지고 있으나, 일반적으로 고온에서 합성되며 그 구조의 조절이 어려워, 다양한 나노 구조의 루틸 상 TiO2를 제조하기 쉽지 않다. 본 연구의 목적은, 온화한 조건에서 루틸 상 TiO2를 합성하여 가시광선 영역에서 높은 활성을 보이는 광촉매를 디자인하는 것이다. 루틸 상 TiO2를 합성하기 위해 금속 이온 치환법과 졸-겔 방법을 사용하였으며, 광촉매의 성능을 높이고자 중공형태의 나노입자를 디자인하였다. TEM, SEM 분석을 통해 제조된 TiO2 입자가 중공형태 임을 확인하였으며, XRD 분석을 통해 루틸상을 확인하였다. 가시광선 영역에서의 광촉매적 활성 확인을 위해, 광화학적 페놀 분해 실험을 진행하였으며, 합성된 루틸 상 TiO2의 촉매적 성능이 아나타제 상 TiO2보다 우수함이 확인되었다. |
