공정 변수에 따른 TiO2 특성과 XRD를 이용한 상분석

소개

순도 99.9%인 TiCl4를 염산수용액에 희석한 후, Ti4+농도가 0.8M이 되도록 한다. 이후 80C에서 15시간 침전반응을 시킨다. 이 때 생성된 침전물은 TiO2라고 예상하였다. TiO2가 가지는 RUTILE, ANATASE, BROOKITE의 3가지 상에 대한 각각의 구조적 특성과 공정변수를 달리하였을 때 어떤 상이 나타나는지 알아보기로 한다.

목차

[1] 실험 제목
[2] 실험 목적
[3] Time Schedule
[4] 조원의 역할
[5] 실험 배경 및 이론
[6] 실험 방법
[7] 예상되는 결과
[8] 분석결과 및 토의
[9] 활용 분야
[10] reference

본문내용

[1] 실험 제목

공정 변수에 따른 TiO2 특성과 XRD를 이용한 상분석


[2] 실험 목적

순도 99.9%인 TiCl4를 염산수용액에 희석한 후, Ti4+농도가 0.8M이 되도록 한다. 이후 80C에서 15시간 침전반응을 시킨다. 이 때 생성된 침전물은 TiO2라고 예상하였다. TiO2가 가지는 RUTILE, ANATASE, BROOKITE의 3가지 상에 대한 각각의 구조적 특성과 공정변수를 달리하였을 때 어떤 상이 나타나는지 알아보기로 한다.

[5] 실험 배경 및 이론
나노 기술의 이용은 원자나 분자 단계에서 물질을 조작함으로써 상위 단계에서 나타나지 않았던 여러 가지 물성을 개발할 수 있다. 이러한 특성은 종래의 방법으로 한계에 다다른 기존 기술들을 새롭게 향상시키는 것이 가능하다. 그러한 장점에도 불구하고, 나노 시장은 아직 도입, 발전기에 있기 때문에 여러 국가들은 범정부적 투자와 함께 특정 분야의 집중적 개발을 통해 나노 시장의 선점을 목표로 하고 있다.
나노 물질 중에서는 특히 TiO 가 다각도의 연구 대상이 되고 있다. TiO 는 화학적, 영역학적으로 안정하고 인체에 무해하며, 자외선을 차단할 수 있고 광촉매의 성질도 갖고 있기 때문에 이용가능성이 높은 물질이다. 실제로 anatase 구조의 TiO 는 밴드갭 에너지가 3.2eV로 rutile 구조에 비해 낮고 수용액에서의 안정성이 우수해 대기 정화나 수질 정화, 셀프크리닝 기구 등의 광촉매로 응용되고 있고, 초친수성을 이용한 김서림 방지 유리 또한 개발되었다.[1,2] 대부분의 TiO 관련 상품은 나노 물질을 이용한 것으로, TiO 를 나노 크기로 제조할 경우 광촉매적 특성을 강화시킬 수 있음이 여러 차례 보고된 봐 있다. TiO 의 나노 결정은 기존의 벌크 상태에 비해 비표면적이 높아 외부와의 반응성이 크고, 전자와 정공이 반응 장소인 표면에 빠르게 도달하기 때문에 중간에 재결합하는 비율이 낮아 효과적인 광촉매 작용을 할 수 있다. 또한, TiO 는 주로 박막 형태로 물질의 표면에서 항균성,항부식성을 발현하기 때문에 효율을 높이기 위해서는 나노 사이즈의 미세 입자가 필요하다.
TiO 의 결정구조는 크게 3가지로 나타나는데 Rutile, Brookite, Anatase 구조로 나뉘어진다.

참고자료

· 1.Sol-Gel 박막 코팅공정(Sol-Gel Thin Film Coating Process), 박언호, 배병수
· 2.Sol-Gel 법으로 제조한 TiO의 광촉매 활성도, 김동형, 이태규, 김광복, 이승원
· 3.재료연구정보센터 www.icm.re.kr
· 4.무기결정구조 데이터베이스 http://icsd.kisti.re.kr
· 5.B.D.CULLITY(X선회절 3rd). ITC, 2003
· 6.박영한저(X선회절의 응용). 서울, 단국대학교 출판부, 2003
· 7.