표제지

목차

나노소재 및 표면활성 기술을 복합 이용한 고기능성 고활성능 광촉매 개발 : 총괄과제 1

제출문 3

보고서 초록 4

목차 7

제1장 서론 11

제1절 연구개발의 중요성 및 필요성 11

1. 기술적 측면 11

2. 경제·산업적 측면 11

3. 사회·문화적 측면 11

제2절 연구개발의 국내외 현황 12

제3절 연구개발대상 기술의 차별성 27

제2장 연구개발의 목표 및 내용 32

제1절 연구의 최종목표 32

제2절 연도별 연구개발의 목표 및 평가방법 32

제3절 연도별 추진체계 33

제3장 연구개발 결과 및 활용계획 34

제1절 연구개발 결과 및 토의 34

1. 1차년도 연구개발 결과 34

2. 2차년도 연구개발 결과 54

3. 3차년도 연구개발 결과 65

제2절 연구개발 결과 요약 75

1. 저온균일침전법에 의한 TiO₂ 초미립 분말 제조 75

2. 변형된 온수법에 의한 TiO₂ 초미립 분말 제조공정의 확립 75

제3절 연도별 연구개발목표의 달성도 83

1. 1차년도 연구 개발 목표 달성도 83

2. 2차년도 연구 개발 목표 달성도 83

3. 3차년도 연구 개발 목표 달성도 84

제4절 연도별 연구성과(논문·특허 등) 87

제5절 관련분야의 기술발전 기여도 87

제6절 연구개발 결과의 활용계획 87

제4장 참고문헌 89

부록 90

나노소재 및 표면활성 기술을 복합이용한 고기능성 고활성능 광촉매 개발 (세부1 : 발광성 광촉매 개발) 92

제출문 93

보고서 초록 94

목차 97

제1장 서론 104

제1절 연구개발의 중요성 및 필요성 104

제2절 연구개발의 국내외 현황 105

제3절 연구개발대상 기술의 차별성 105

제2장 연구개발의 목표 및 내용 108

제1절 연구의 최종목표 108

제2절 연도별 연구개발의 목표 및 평가방법 108

제3절 연도별 추진체계 109

제3장 연구개발 결과 및 활용계획 110

제1절 연구개발 결과 및 토의 110

제2절 연구개발 결과 요약 201

제3절 연도별 연구개발목표의 달성도 206

제4절 연도별 연구성과(논문·특허 등) 207

제5절 관련분야의 기술발전 기여도 210

제6절 연구개발 결과의 활용계획 210

제4장 참고문헌 214

나노소재 및 표면활성 기술을 복합 이용한 고기능성 고활성능 광촉매 개발(세부2 : 고효율 광촉매 개발) 220

제출문 221

보고서 초록 222

목차 224

제1장 서론 230

제1절 연구개발의 중요성 및 필요성 230

제2절 연구개발의 국내외 현황 234

제3절 연구개발대상 기술의 차별성 236

제2장 연구개발의 목표 및 내용 238

제1절 연구개발의 목표 238

제2절 평가의 착안점 및 기준 241

제3절 연구개발의 추진전략·체계 및 연구수행 방법 242

제3장 연구개발 결과 및 활용계획 247

제1절 연구개발수행 내용 및 결과 247

제2절 연구개발 결과 요약 318

제3절 연구개발 목표의 달성도 319

제4절 연도별 연구성과 320

제5절 관련분야의 기술발전 기여 및 연구개발 결과의 활용 321

제4장 참고문헌 323

나노소재 및 표면활성 기술을 복합 이용한 고기능성 고활성능 광촉매 개발 : 총괄과제 10

〈표 1-1〉 증발 응축법에 의한 초미립자의 제조 20

〈표 3-1〉 형광등 파장 분포도 82

〈표 3-2〉 연도별 연구개발목표의 달성도 86

〈표 3-3〉 연도별 연구성과 87

나노소재 및 표면활성 기술을 복합이용한 고기능성 고활성능 광촉매 개발 (세부1 : 발광성 광촉매 개발) 103

〈표 3-1〉 Free TiO₂와 축광체-TiO₂³의 다른 소성 온도에서 free TiO₂와 축광체-TiO₂³의 평균 결정 크기(nm) 154

〈표 3-2〉 (1) 축광체, (2) TiO₂, (3) 축광체-TiO₂의 FT-IR 스펙트럼 155

〈표 3-3〉 Free TiO₂, 축광체-TiO₂ 나노입자의 DRS 자외선-가시광선 스펙트럼으로부터 흡수 밴드(nm) 157

〈표 3-4〉 XRD를 이용하여 다른 소성 온도에서 TiO₂ 나노입자의 평균 결정 크기(nm) 162

〈표 3-5〉 다른 소성 온도에서 TiO₂ 나노입자의 DRS 자외선-가시광선 최대 흡수(nm)와 일치하는 밴드갭 에너지(eV) 163

〈표 3-6〉 졸-겔 합성법에 의해 준비된 축광체-TiO₂ 촉매의 사용량 요약 167

〈표 3-7〉 XRD를 이용하여 400℃에서 소성된 축광체-TiO₂의 아나타제 피크(1 0 1)로부터 평균 결정 크기(nm) 169

〈표 3-8〉 XRD로부터 free TiO₂와 축광체-TiO₂의 선택된 피크의 two-theta(2θ)값 170

〈표 3-9〉 400℃에서 소성된 free TiO₂와 축광체-TiO₂ 나노입자의 DRS 자외선-가시광선 최대 흡수(nm) 173

〈표 3-10〉 졸-겔 합성법에 의해 준비된 PST4와 PST5 촉매의 사용량 요약 179

〈표 3-11〉 XRD를 이용하여 400℃에서 소성된 축광체-TiO₂ PST4의 아나타제 피크(1 0 1)로부터 평균 결정 크기(nm) 182

〈표 3-12〉 XRD로부터 400℃에서 소성된 free TiO₂와 축광체-TiO₂의 선택된 피크의 two-theta(2θ)값 183

〈표 3-13〉 400℃와 600℃에서 소성된 free TiO₂와 축광체-TiO₂ 나노입자 PST4의 DRS 자외선-가시광선 최대(회대) 흡수(nm) 187

〈표 3-14〉 광체-TiO₂ PST4-d-PST-h의 조직과 구조적 성질 192

나노소재 및 표면활성 기술을 복합 이용한 고기능성 고활성능 광촉매 개발(세부2 : 고효율 광촉매 개발) 228

〈표 1.1〉 Application field of Photocatalysts 234

〈표 3.1〉 Characterization of precursors 247

〈표 3.2〉 Physical properties of TiO₂ nanoparticles prepared from (TiO(OH)₂, TM) 255

〈표 3.3〉 The Premary Irritation Index (PII) 298

〈표 3.4〉 Band Gab Energy 303

나노소재 및 표면활성 기술을 복합 이용한 고기능성 고활성능 광촉매 개발 : 총괄과제 8

〈그림 1-1〉 광원 스펙트럼 29

〈그림 1-2〉 저온균일침전법 및 온수법 29

〈그림 1-3〉 염소법에 의한 이산화티타늄 제조 공정 30

〈그림 1-4〉 황산법에 의한 이산화티타늄 제조 공정 31

〈그림 3-1〉 전형적인 루틸 XRD peak 35

〈그림 3-2〉 열처리하지 않은 루틸상 TiO₂XRD 피크 35

〈그림 3-3〉 자연 건조후 루틸상 TiO₂ XRD 피크 36

〈그림 3-4〉 200℃로 열처리한 후 루틸상 TiO₂XRD 피크 변화 36

〈그림 3-5〉 400℃로 열처리한 후 루틸상 TiO₂XRD 피크 변화 37

〈그림 3-6〉 700℃로 열처리한 후 루틸상 TiO₂XRD 피크 변화 37

〈그림 3-7〉 아나타제상 TiO₂표준 XRD 피크 40

〈그림 3-8〉 자연 건조후 아나타제상 TiO₂XRD 피크 40

〈그림 3-9〉 120℃로 열처리한 후 아나타제상 TiO₂XRD 피크 변화 41

〈그림 3-10〉 400℃로 열처리한 후 아나타제상 TiO₂XRD 피크 변화 41

〈그림 3-11〉 반응 온도에 따른 TiO₂결정상 변화 42

〈그림 3-12〉 자연 건조후 브루카이트상 TiO₂XRD 피크-Autoclave 반응물 44

〈그림 3-13〉 자연 건조후 루틸상-브루카이트상 혼합 TiO₂XRD 피크 44

〈그림 3-14〉 100℃ 진공 건조후 아나타제상-브루카이트상 혼합 TiO₂XRD 피크 50

〈그림 3-15〉 자연 건조후 아나타제상-루틸상-브루카이트상 혼합 TiO₂XRD 피크 50

〈그림 3-16〉 아세트알데히드 분해 실험 - 루틸상 TiO₂코팅액 51

〈그림 3-17〉 아세트알데히드 분해 실험 - 브루카이트 TiO₂코팅액 52

〈그림 3-18〉 UV-VIS 스펙트럼 분석 53

〈그림 3-19〉 광촉매 분해 반응기 53

〈그림 3-20〉 TiCl₄를 원료로한 TiO₂생성 반응도 57

〈그림 3-21〉 광촉매 코팅 매질에 따른 광촉매 반응 비교 57

〈그림 3-22〉 제조 공정에 따른 광촉매 특성 비교 58

〈그림 3-23〉 자외선등을 이용한 광촉매 반응 58

〈그림 3-24〉 black light를 이용한 광촉매 반응 58

〈그림 3-25〉 아세트알데히드 분해실험 59

〈그림 3-26〉 아세트알데히드 분해실험 59

〈그림 3-27〉 톨루엔 분해 실험 59

〈그림 3-28〉 톨루엔 분해 실험 59

〈그림 3-29〉 벤젠 분해 실험 60

〈그림 3-30〉 벤젠 분해 실험 60

〈그림 3-31〉 암모니아 분해 실험 60

〈그림 3-32〉 암모니아 분해 실험 60

〈그림 3-33〉 항균성 (대장균) 실험 61

〈그림 3-34〉 항균성 (대장균) 실험 61

〈그림 3-35〉 항균성 (대장균) 실험 61

〈그림 3-36〉 항균성 (대장균) 실험 61

〈그림 3-37〉 항균성 (살모넬라균) 실험 62

〈그림 3-38〉 항균성 (살모넬라균) 실험 62

〈그림 3-39〉 항균성 (살모넬라균) 실험 62

〈그림 3-40〉 항균성 (살모넬라균) 실험 62

〈그림 3-41〉 항균성 (황색포도상구균) 실험 63

〈그림 3-42〉 항균성 (황색포도상구균) 실험 63

〈그림 3-43〉 항균성 (황색포도상구균) 실험 63

〈그림 3-44〉 항균성 (황색포도상구균) 실험 63

〈그림 3-45〉 초친수성 시험 64

〈그림 3-46〉 초친수성 시험 64

〈그림 3-47〉 광촉매 제품 인증서 64

〈그림 3-48〉 제조 방법에 따른 광촉매 비교 64

〈그림 3-49〉 루틸상 TiO₂ 76

〈그림 3-50〉 63％ HNO₃로 제조한 루틸상 TiO₂ 76

〈그림 3-51〉 NH₃로 핵생성후 제조한 루틸상 TiO₂ 77

〈그림 3-52〉 온수법으로 제조한 TiO₂ 77

〈그림 3-53〉 변형된 온수법으로 제조한 TiO₂-45℃ 77

〈그림 3-54〉 변형된 온수법으로 제조한 TiO₂-35℃ 77

〈그림 3-55〉 루틸상과 브루카이트상 TiO₂ 78

〈그림 3-56〉 TiO₂ 모든 혼합상 78

〈그림 3-57〉 TiO₂ 아나타제-브루카이트 혼합상 78

〈그림 3-58〉 그림 광촉매 필터 적용 공기청정기 78

〈그림 3-59〉 고압 반응기 79

〈그림 3-60〉 공기청정기 시험 장비 79

〈그림 3-61〉 광촉매 코팅 벽지 확대 사진 79

〈그림 3-62〉 아나타제형 TiO₂ 79

〈그림 3-63〉 루틸형 TiO₂ 80

〈그림 3-64〉 당사 제작 염료감응형 태양전지 80

〈그림 3-65〉 루틸 TiO₂ BET 측정치 81

〈그림 3-66〉 브루카이트 TiO₂ BET 측정치 81

나노소재 및 표면활성 기술을 복합이용한 고기능성 고활성능 광촉매 개발 (세부1 : 발광성 광촉매 개발) 98

〈그림 3-1〉 고상반응법 실험 과정 110

〈그림 3-2〉 본 축광소재 합성을 위해 제작한 고온 전기로 111

〈그림 3-3〉 잔광특성 측정을 위해 제작한 장치 및 PL을 측정하기 위한 분광기기 111

〈그림 3-4〉 제조된 청색 축광소재 원료 및 잔광특성 111

〈그림 3-5〉 (a)CaAl₂O₄:Eu,Nd와 (b)CaAl₂O₄:Eu,Er의 CIE 색좌표 112

〈그림 3-6〉 CaAl₂O₄:Eu2+의 입자 XRD 패턴(이미지참조) 113

〈그림 3-7〉 CaAl₂O₄:Eu2+의 SEM 사진(이미지참조) 114

〈그림 3-8〉 CaAl₂O₄:Eu2+의 TEM 사진(이미지참조) 114

〈그림 3-9〉 CaAl₂O₄:Eu2+의 여기와 방출 스펙트럼(이미지참조) 115

〈그림 3-10〉 CaAl₂O₄:Eu2+의 붕괴 시간(이미지참조) 116

〈그림 3-11〉 CaAl₂O₄:Eu2+,Nd3+(2, 3, 5mol% Nd)의 대표 XRD 패턴(이미지참조) 117

〈그림 3-12〉 CaAl₂O₄:Eu2+,Nd3+(2, 3, 5mol% Nd)의 SEM 사진(이미지참조) 117

〈그림 3-13〉 CaAl₂O₄:Eu2+,Nd3+, (a) 2 mol% Nd와 (b) 5 mol% Nd의 SAD 패턴과 대표 TEM 사진(이미지참조) 118

〈그림 3-14〉 CaAl₂O₄:Eu2+,Nd3+(0.5, 1, 2, 3, 5mol% Nd)의 여기와 방출 스펙트럼(이미지참조) 119

〈그림 3-15〉 CaAl₂O₄:Eu2+,Nd3+(0.5, 1, 2, 3, 5mol% Nd)의 붕괴시간(이미지참조) 119

〈그림 3-16〉 Zn1-xCaxAl₂O₄:Eu(0〈x〉1) 구성의 입자 XRD(이미지참조) 120

〈그림 3-17〉 Z-2 (x ＝ 0.95)의 대표 SEM 사진 121

〈그림 3-18〉 Z-3(x＝0.1)의 SAD 패턴과 일치하는 대표 TEM 사진 121

〈그림 3-19〉 Zn1-xCaxAl₂O₄:Eu2+, (a) x＝1, 0.95, 0.9, 0.85, 0.8, (b) x ＝0.7, 0.6, 0.5, 0.4, 0.3 일 때 PL 스펙트럼(이미지참조) 122

〈그림 3-20〉 Zn1-xCaxAl₂O₄:Eu2+의 성분 붕괴 시간(이미지참조) 123

〈그림 3-21〉 CaAl₂O₄:Eu2+(1mol%), Ti3+(0.2mol%)의 대표 XRD 패턴(이미지참조) 124

〈그림 3-22〉 (a)CaAl₂O₄:Eu2+(1mol%), Ti3+(0.2mol%), (b)CaAl₂O₄:Eu2+(1mol%), Ti3+(0.3mol%), (c)CaAl₂O₄:Eu2+(2mol%), Ti3+(0.2mol%)의 대표 SEM 사진(이미지참조) 124

〈그림 3-23〉 CaAl₂O₄:Eu2+(1mol%); (a)Ti3+(0.2mol%), (b)Ti3+(0.3mol%), (c)Ti3+(0.2mol%)의 SAD 패턴과 대표 TEM 사진(이미지참조) 125

〈그림 3-24〉 CaAl₂O₄:Eu2+(1mol%), Ti3+(0.2mol%), CaAl₂O₄:Eu2+(1mol%), Ti3+(0.3mol%), CaAl₂O₄:Eu2+(2mol%), Ti3+(0.2mol%)의 (a)여기와 (b)방출 스펙트럼(이미지참조) 126

〈그림 3-25〉 CaAl₂O₄:Eu2+(1mol%), Ti3+(0.2mol%), CaAl₂O₄:Eu2+(1mol%), Ti3+(0.3mol%), CaAl₂O₄:Eu2+(2mol%), Ti3+(0.2mol%)의 붕괴시간(이미지참조) 127

〈그림 3-26〉 CaAl₂O₄:Eu2+(1mol%), Cr3+(0.1mol%)의 대표 XRD 패턴(이미지참조) 128

〈그림 3-27〉 (a)CaAl₂O₄:Eu2+(1mol%), Cr3+(0.1mol%), (b) CaAl₂O₄:Eu2+(1mol%), Cr3+(0.05mol%), (c) CaAl₂O₄:Eu2+(2mol%), Cr3+(0.1mol%)의 대표 SEM 사진(이미지참조) 128

〈그림 3-28〉 (a) CaAl₂O₄:Eu2+(1mol%), Cr3+(0.1mol%), (b) CaAl₂O₄:Eu2+(1mol%), Cr3+(0.05mol%), (c) CaAl₂O₄:Eu2+(2mol%), Cr3+(0.1mol%)의 SAD 패턴과 대표 TEM 사진(이미지참조) 129

〈그림 3-29〉 CaAl₂O₄:Eu2+(1mol%), Cr3+(0.1mol%), CaAl₂O₄:Eu2+(1mol%), Cr3+(0.05mol%), CaAl₂O₄:Eu2+(2mol%), Cr3+(0.1mol%) (a) 여기와 (b) 방출 스펙트럼(이미지참조) 130

〈그림 3-30〉 CaAl₂O₄:Eu2+(1mol%), Cr3+(0.1%), CaAl₂O₄:Eu2+(1mol%), Cr3+(0.05%), CaAl₂O₄:Eu2+(2mol%), Cr3+(0.1%)의 붕괴시간(이미지참조) 131

〈그림 3-31〉 CaAl₂O₄:Eu2+, Er3+(0, 2, 3, 4, 5, 10mol% Er)의 대표 XRD 패턴(이미지참조) 131

〈그림 3-32〉 CaAl₂O₄:Eu2+,Er3+(2, 3, 5mol% Er)의 SEM 사진(이미지참조) 132

〈그림 3-33〉 CaAl₂O₄:Eu2+,Er3+(2, 3, 5mol% Er)의 대표 HRTEM 사진과 SAD 패턴(이미지참조) 132

〈그림 3-34〉 CaAl₂O₄:Eu2+,Er3+(2, 3, 4, 5, 10mol% Er)의 여기와 방출 스펙트럼(이미지참조) 133

〈그림 3-35〉 CaAl₂O₄:Eu2+,Er3+ (2, 3, 4, 5, 10mol% Er)의 붕괴시간(이미지참조) 134

〈그림 3-36〉 328 nm에서 SrAl₂O₄:Ce3+의 방출 스펙트럼(이미지참조) 136

〈그림 3-37〉 고상반응법에 의한 녹색 축광체의 합성 과정 137

〈그림 3-38〉 고상반응법에 사용된 전기로 138

〈그림 3-39〉 Mg1-xSrxAl₂O₄:Eu:Nd(x＝0, 0.1, 0.25)의 대표 XRD 패턴(이미지참조) 139

〈그림 3-40〉 MgxSr1-xAl₂O₄:Eu2+:Nd3+ (a)x＝0.05, (b)x＝0.15, (c)x＝0.25의 대표 HRTEM 사진과 SAD 패턴(이미지참조) 139

〈그림 3-41〉 MgxSr1-xAl₂O₄:Eu2+, Nd3+(x＝ 0.05, 0.10, 0.15, 0.20, 0.25)의 (a) 여기 스펙트럼과 (b) 방출 스펙트럼(이미지참조) 140

〈그림 3-42〉 MgxSr1-xAl₂O₄:Eu2+,Nd3+(x＝ 0.05, 0.10, 0.15, 0.20, 0.25)의 붕괴곡선(이미지참조) 140

〈그림 3-43〉 SrAl₂O₄:Eu2+,Nd3+(모체, 1, 2, 3mol% Nd)의 대표 XRD 패턴(이미지참조) 141

〈그림 3-44〉 SrAl₂O₄:Eu2+,Nd3+(2, 3mol% Nd)의 SEM 사진(이미지참조) 141

〈그림 3-45〉 SrAl₂O₄:Eu2+,Nd3+, (a) Eu, Nd＝0, (b) Nd＝ 2, (c) Nd＝ 3mol% 일 때 대표 HRTEM 사진과 SAD 패턴(이미지참조) 141

〈그림 3-46〉 SrAl₂O₄:Eu2+,Nd3+(Nd＝0, 1, 2, 3mol%)의 (a) 여기 스펙트럼과 (b) 방출 스펙트럼(이미지참조) 142

〈그림 3-47〉 SrAl₂O₄:Eu2+,Nd3+(Nd＝0, 1, 2, 3mol%)의 붕괴곡선(이미지참조) 142

〈그림 3-48〉 Sr1-xBaxAl₂O₄:Eu2+,Dy3+(x＝1, 0, 0.5)의 XRD 패턴(이미지참조) 143

〈그림 3-49〉 Sr1-xBaxAl₂O₄:Eu2+,Dy3+(x＝1, 0, 0.5)의 SEM 사진(이미지참조) 143

〈그림 3-50〉 Sr1-xBaxAl₂O₄:Eu2+,Dy3+ (a) x＝1, (b) x＝0.75, (c) x＝0 일 때 TEM 사진과 SAD 패턴(이미지참조) 144

〈그림 3-51〉 Sr1-xBaxAl₂O₄:Eu2+,Dy3+ (x＝0, 0.25, 0.5, 1)의 여기와 방출 스펙트럼(이미지참조) 145

〈그림 3-52〉 (a) 다양한 소성 온도, (b) 다양한 소성 시간, (c) 다양한 가스 흐름 속도로 처리한 SrAl₂O₄:Eu,Dy의 방출 스펙트럼 145

〈그림 3-53〉 다양한 소성 온도로 처리한 SrAl₂O₄:Eu,Dy과 상업용 축광체의 방출 스펙트럼과 다른 광학 성질들 146

〈그림 3-54〉 여기 시간에 따른 SrAl₂O₄:Eu,Dy의 방출 세기 147

〈그림 3-55〉 Eu₂O₃을 0.018mol로 고정하고 Dy₂O₃로 처리한 SrAl₂O₄:Eu,Dy(D)와 상업용 축광체의 방출 스펙트럼과 잔광 붕괴 성질 148

〈그림 3-56〉 Eu₂O₃을 0.005mol로 고정하고 Dy₂O₃로 처리한 SrAl₂O₄:Eu,Dy와 상업용 축광체의 방출 스펙트럼과 잔광 붕괴 성질 148

〈그림 3-57〉 Eu₂O₃을 0.01mol로 고정하고 Dy₂O₃로 처리한 SrAl₂O₄:Eu,Dy와 상업용 축광체의 방출 스펙트럼과 잔광 붕괴 성질 149

〈그림 3-58〉 Eu₂O₃을 0.015mol로 고정하고 Dy₂O₃로 처리한 SrAl₂O₄:Eu,Dy와 상업용 축광체의 방출 스펙트럼과 잔광 붕괴 성질 149

〈그림 3-59〉 Eu₂O₃을 0.018mol로 고정하고 Dy₂O₃로 처리한 SrAl₂O₄:Eu,Dy와 상업용 축광체의 방출 스펙트럼과 잔광 붕괴 성질 150

〈그림 3-60〉 Eu₂O₃을 0.02mol로 고정하고 Dy₂O₃로 처리한 SrAl₂O₄:Eu,Dy와 상업용 축광체의 방출 스펙트럼과 잔광 붕괴 성질 150

〈그림 3-61〉 Eu₂O₃을 0.025mol로 고정하고 Dy₂O₃로 처리한 SrAl₂O₄:Eu,Dy와 상업용 축광체의 방출 스펙트럼과 잔광 붕괴 성질 151

〈그림 3-62〉 Eu₂O₃을 0.03mol로 고정하고 Dy₂O₃로 처리한 SrAl₂O₄:Eu,Dy와 상업용 축광체의 방출 스펙트럼과 잔광 붕괴 성질 151

〈그림 3-63〉 Cr 조성변화에 따른 BaAl₂O₄:Eu2+:Cr3+계 축광소재의 SEM 사진 (a) Cr＝0.01, (b) Cr＝0.05, (c) Cr＝0.1mol%(이미지참조) 152

〈그림 3-64〉 축광체-TiO₂ 광촉매의 졸-겔 공정의 과정 153

〈그림 3-65〉 다른 온도에서 (1)TiO₂, (2) 축광체-TiO₂의 XRD 패턴 153

〈그림 3-66〉 (1) 축광체, (2) TiO₂, (3) 축광체-TiO₂의 FT-IR 스펙트럼 155

〈그림 3-67〉 (1) TiO₂와 축광체-TiO₂ : PST1-a, PST1-b, PST1-c, (2) TiO₂와 축광체-TiO₂ : PST2-a, PST2-b, PST2-c, (3) TiO₂와 축광체-TiO₂ : PST3-a, PST3-b, PST3-c 일 때 자외선-... 156

〈그림 3-68〉 (1)TiO₂와 축광체-TiO₂ : (2)PST1-a, (3)PST2-a, (4)PST2-c의 TEM 사진과 SAD 패턴 158

〈그림 3-69〉 광분해 성질 측정을 위한(휘한) 실험 장비 159

〈그림 3-70〉 졸-겔 방법에 의한 TiO₂ 나노입자의 합성 과정 161

〈그림 3-71〉 다른 온도에서 소성된 TiO₂ 나노입자의 XRD 패턴 163

〈그림 3-72〉 300℃에서 600℃의 다른 온도에서 소성된 TiO₂ 나노입자의 자외선-가시광선 확산 반사 스펙트럼 164

〈그림 3-73〉 400℃에서 소성된 TiO₂ 나노입자의 FT-IR 스펙트럼 (200-800cm-1에서 Ti-O-Ti 진동 성질을 보여줌)(이미지참조) 164

〈그림 3-74〉 400℃에서 소성된 TiO₂ 나노입자의 SEM 사진 165

〈그림 3-75〉 400℃에서 소성된 TiO₂ 나노입자의 TEM 사진 165

〈그림 3-76〉 졸-겔 방법에 의해 합성된 축광체-TiO₂ 나노입자의 합성 과정 167

〈그림 3-77〉 400℃에서 소성된 축광체-TiO₂ 나노입자 (a) PST1, (b)PST2, (c)PST3와 400℃와 600℃에서 소성된 축광체-TiO₂ 나노입자 (d)PST2-c의 XRD 168

〈그림 3-78〉 축광체, free TiO₂, 축광체-TiO₂촉매(PST1-c, PST2-c)의 FT-IR 스펙트럼 (200-800cm-1 범위를 확대하여 삽입)(이미지참조) 170

〈그림 3-79〉 축광체, free TiO₂, 축광체-TiO₂ 촉매 (a)PST1, (b)PST2, (c)PST3, (d) 400℃에서 소성된 free TiO₂와 TiO₂(P-25)의 DRS UV-visible 스펙트럼 172

〈그림 3-80〉 축광체-TiO₂ 나노입자 (a),(b)PST2-b, (c),(d) PST2-c의 SEM 사진 174

〈그림 3-81〉 (a) TEM 사진, (b) PST1-a의 HRTEM 사진 (c) TEM 사진, (d) PST1-c의 HRTEM 사진 175

〈그림 3-82〉 PST2-a와 PST2-c의 (a),(c) TEM 사진과 (b),(d) HRTEM 사진 176

〈그림 3-83〉 PST3-a와 PST3-c의 (a),(c) TEM 사진과 (b),(d) HRTEM 사진 176

〈그림 3-84〉 PST4와 PST5 촉매의 졸-겔 합성법에 의한 합성 과정 178

〈그림 3-85〉 (a) free 나노 TiO₂, (b)-(f) 400℃와 600℃에서 소성된 PST4-d~PST4-h (g), (h) 400℃와 600℃에서 소성된 PST4-d-h의 XRD 181

〈그림 3-86〉 축광체, free TiO₂, 축광체-TiO₂ 촉매(PST4-e ~ PST4-h)의 FT-IR 스펙트럼(200-800cm-1 범위를 확대하여 삽입함)(이미지참조) 184

〈그림 3-87〉 축광체, free TiO₂, 축광체-TiO₂ 촉매 (a) PST4-a ~ PST4-d, (b) 400℃에서 소성된 PST4-e ~ PST4-h, (c) 600℃에서 소성된 PST4-d ~ PST4-h (400℃에서 소성된 TiO₂), (d) 축광체, 400℃에서 소성된 free TiO₂(조절된... 185

〈그림 3-88〉 축광체-TiO₂ 나노입자 PST4-d ~ PST4-h의 SEM 사진 188

〈그림 3-89〉 (a), (c), (e), (g) PST4-e ~ PST4-h의 TEM 사진과 (b), (d), (f), (h) PST4-e ~ PST4-h의 격자 줄무늬를 보여주는 HRTEM 사진 190

〈그림 3-90〉 (a) PST4-e, (b) PST4-g, (c) PST4-h의 대표 EDAX 사진 191

〈그림 3-91〉 (a)-(e) 삽입된 축광체-TiO₂(400℃에서 소성된 PST4-d ~ PST4-h)의 질소 등온선의 탈착 가지로부터 계산된 질소 흡-탈착 등온선과 일치하는 기공 크기 분배 곡선과 (f) PST4 촉매의 BET 표면적 대 TIP 농도와... 193

〈그림 3-92〉 (a) 광촉매 활성 측정에 사용된 실험장치 (b) 사용된 광촉매 반응기 196

〈그림 3-93〉 (a) 다른 시간동안 UV 빛에 노출된 후에 MB 용액과 함께 측정된 PST1-b의 흡수 스펙트럼과 (b) 빛의 존재 유무와 축광체 존재 유무에 따른 광촉매 효과 비교 196

〈그림 3-94〉 (a) PST1, (b) 가시광선 빛 하에 free TiO₂, (c) 자외선 빛 조사 하에 PST1와 free TiO₂의 광특성 비교 197

〈그림 3-95〉 (a) 자외선 빛 하에, (b) 가시광선 빛 조사 하에 PST2-a, PST2-b, PST2-c의 광특성 비교 198

〈그림 3-96〉 (a) PST3-a, PST3-b, PST3-c, (b) 자외선 빛 조사(소사) 하에 PST5-a, PST5-b, PST5-c의 광특성 비교 198

〈그림 3-97〉 자외선 빛 조사 하에 PST4-a ~ PST4-h와 free TiO₂ 촉매의 광특성 비교 200

나노소재 및 표면활성 기술을 복합 이용한 고기능성 고활성능 광촉매 개발(세부2 : 고효율 광촉매 개발) 225

〈그림 3.1〉 Removal mechanism of SO₄² by neutralization using NH₄OH. 248

〈그림 3.2〉 The schematic diagram of reaction process for the preparation of TiO₂ powder. 249

〈그림 3.3〉 XRD patterns of TiO₂ prepared from TiO(OH)₂ vs. calcination temperature. TM-(); () is calcination tempreature.A and R are anatase and rutile TiO₂ respectively. 251

〈그림 3.4〉 FT-IR spectra of TiO₂ prepared from TiO(OH)₂ vs. calcination temperature. TM-(); () is calcination temperature. 252

〈그림 3.5〉 (a) SEM and (b) TEM images of TiO₂ prepared from TiO(OH)₂ and calcined at 500℃ (TM-500). 253

〈그림 3.6〉 UV/DRS spectra of TiO₂ prepared from TiO(OH)₂ vs. calcination temperature. TM-(); () is calcination temperature. 254

〈그림 3.7〉 Photocatalytic degradation of MB on TiO₂ prepared from TiO(OH)₂ vs. calcination temperature; AS(□), 300(○), 500(△), 700(◇) and 900 (☆). 255

〈그림 3.8〉 The schematic diagram of reaction process for the preparation of composite fiber of (1-x)SiO₂/(x)TiO₂. 260

〈그림 3.9〉 Viscosity variation of sol-gel solution as a function of time. 262

〈그림 3.10〉 TG/DSC curves of (a)SiO₂, (b)SiO₂/TiO₂ electrospun nanofibers. 264

〈그림 3.11〉 XRD patterns of composite fiber of (1-x)SiO₂/(x)TiO₂ with various compositions after calcined at 1000℃. 265

〈그림 3.12〉 Average diameters of silica nanofibers elecrospun with different applied voltages, distance between tip and collecting plate, mass flow rates, and needle inner diameters. 266

〈그림 3.13〉 Diameter distribution of (1-x)SiO₂/(x)TiO₂ composite micro/nanofibers with various concentration and calcined temperature. 267

〈그림 3.14〉 SEM photographs of (0.5)SiO₂/(0.5)TiO₂ composite fibers with various temperature. 267

〈그림 3.15〉 Cross-sectional TEM images of the 0.5SiO₂/0.5TiO₂ composite fibers calcined at 1000℃. 268

〈그림 3.16〉 FT-IR Spectra of composite fiber of (1-x)SiO₂/(x)TiO₂ with various compositions after calcined at 1000℃. 269

〈그림 3.17〉 XPS spectra of the (1-x)SiO₂/(x)TiO₂ composite fibers with different conceatration after calcined at 100℃. 270

〈그림 3.18〉 UV-vis DRS of the (1-x)SiO₂/(x)TiO₂ composite fibers with various compositions after calcined at 1000℃. 271

〈그림 3.19〉 Decomposition of MB by the (1-x)SiO₂/(x)TiO₂ composite fiber with various compositions after calcined at 1000℃. 272

〈그림 3.20〉 Viscosity and gel time of various mol ratios. 275

〈그림 3.21〉 Diameter distribution of composite fibers of various mol ratios after calcined at 1,000℃. 276

〈그림 3.22〉 SEM photograph of SiO₂/TiO₂ composite fibers with various mol ratio. 276

〈그림 3.23〉 SEM photograph of SiO₂/TiO₂/Fe composite fibers with various mol ratio. 276

〈그림 3.24〉 XRD of the composite fibers of various mol ratios after calcined at 1,000℃. 277

〈그림 3.25〉 IR spectra of the composite fibers of various mol ratios after calcined at 1,000℃. 278

〈그림 3.26〉 UV-DRS of the composite fibers of various mol ratios after calcined at 1,000℃. 279

〈그림 3.27〉 TEM images of 0.5 SiO₂/0.5 TiO₂ composite fibers calcined at 1,000℃. 279

〈그림 3.28〉TEM images of 0.5 SiO₂/0.5 TiO₂/Fe composite fibers calcined at 1,000℃. 280

〈그림 3.29〉 Viscosity and gel time of various mol ratios. 281

〈그림 3.30〉 Diameter distribution of the composite fibers of various mol ratios after calcined at 1,000℃. 281

〈그림 3.31〉 SEM photograph of SiO₂/TiO₂/Zn composite fibers with various mol ratio. 282

〈그림 3.32〉 (a) Inogranic nanofiber web. (b) pretretment of nanofibers. 282

〈그림 3.33〉 Photocatalysis evaluation checker(model : PCC-2) 283

〈그림 3.34〉 Decomposition of MB. 283

〈그림 3.35〉 Photocatalysis evaluation preparation process. 284

〈그림 3.36〉 (1-x)SiO₂/(x)TiO₂ system _ Photodegradation of MB solution under UV irradiation of various mol ratios after calcined at 1,000℃. 284

〈그림 3.37〉 Si/Ti/Fe system_Photodegradation of MB solution under UV irradiation of various mol ratios after calcined at 1,000℃. 285

〈그림 3.38〉 Si/Ti/Zn system_Photodegradation of MB solution under UV irradiation of various mol ratios after calcined at 1,000℃. 286

〈그림 3.39〉 Photodegradation of MB solution under UV irradiation of different composite(compositie) fiber after calcined at 1,000℃. 287

〈그림 3.40〉 Decomposition mechanism of acetaldehyde. 288

〈그림 3.41〉 Schematic diagram(daigram) of photoreactor for acetaldehyde photocatalytic degradation. 289

〈그림 3.42〉 GC-FID closed circulation system for acetaldehyde photocatalytic degradation. 289

〈그림 3.43〉 Photocatalytic decomposition of CH₃CHO. 290

〈그림 3.44〉 Schematic diagram(daigram) of photoreactor for formaldehyde photocatalytic degradation. 291

〈그림 3.45〉 Photoreactor for formaldehyde photocatalytic degradation. 292

〈그림 3.46〉 Formaldehyde photocatalytic degradation without ((a)) and under ((b)) UV lamp. 292

〈그림 3.47〉 Photocatalytic decomposition of HCHO. 293

〈그림 3.48〉 Photocatalytic decomposition of NH₃. 294

〈그림 3.49〉 Schematic diagram(daigram) of antibacterial test and The photo of the Cultivation at incubator. 295

〈그림 3.50〉 The images of the control test after cultivated at incubator. 296

〈그림 3.51〉 The images of nanofiber after cultivated at incubator. 297

〈그림 3.52〉 Photodegradation of MB solution in the presence of Si Ti 20% system with various TiO₂-sol coating solutions. 300

〈그림 3.53〉 FE-SEM images of Si Ti 20% system with various TiO₂-sol coating solutions. 301

〈그림 3.54〉 UV-vis DRS spectrum of Si Ti 20% system with various TiO₂-sol coating solutions. 303

〈그림 3.55〉 Photocatalytic decomposition of acetaldehyde. 305

〈그림 3.56〉 The images of nanofiber after cultivated at incubator. 306

〈그림 3.57〉 A single nozzle electrospinning instrument for manufacturing a nanofiber. 308

〈그림 3.58〉 A multi nozzle electrospinning instrument for manufacturing a nanofiber. 309

〈그림 3.59(a)〉 Filter package for air cleaner. 310

〈그림 3.59(b)〉 Filter package for air cleaner. 311

〈그림 3.59(c)〉 The 1st trial product for air clean. 311

〈그림 3.60〉 The 2nd trial product for air clean. 312

〈그림 3.61〉 Relative energy of UV lamp BL. 313

〈그림 3.62〉 The final trial product for air clean. 314

〈그림 3.63〉 The test chamber for trial product. 315

〈그림 3.64〉 Photocatalytic decomposition of acetaldehyde. 316

〈그림 3.65〉 The product for water clean. 317