일반기술

태양광 활용을 위한 나노크기전이, 란타나이드계, 귀금속이온이 도핑된 초미세립다양한 금속 또는 이외 산화물/이산화티타니아 혼합광촉매 제조 조성과 방법 및 적용

본 기술은 촉매 개질을 위하여 이루어진 것으로서, 이산화티타니아(TiO2)의 에너지 띠간격 사이에 산화 환원 전위를 갖는 전이, 란타나이드계, 귀금속이온을 도핑시켜 이 금속이온들이 격자내에서 전자 또는 정공의 포획지역(trap site)으로 작용하여 전하쌍 재결합 속도를 지연시키고, 띠간격에너지를 낮추어 광화학반응에서의 태양광의 가시광선 파장영역까지의 광 활용을 증가시켜 주는 역할을 하도록, 상용화되고 있는 광원은 물론 태양광 활용을 증가시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.이를 위하여 이산화티타니아(TiO2)의 에너지 띠간격 사이에 산화 환원 전위를 갖는 금속이온을 도핑시켜 이 금속이온들이 격자내에서 전자 또는 정공의 포획지역(trap site)으로 작용하여 전하쌍 재결합 속도를 변화시키고, 띠에너지를 낮추어 광화학반응에서의 태양광의 가시광선 영역까지의 광은 물론 상용화되고 있는 광원의 유용성을 증가시켜 주는 역할을 하도록 하는 것과, 다양한 전이, 란타나이드, 귀금속 출발물질 중에서 MxCly(Metal Chloride 계의 전구체 시약)를 낮은 온도의 증류수에 주입하여 교반시킨 후 TiCl4를 혼합하여 금속 산화물/이산화티타니아(M/Ti)의 입자성장을 위해 교반시키면서 반응시키며, 이 콜로이드(colloid)의 이온강도(ionic strength)를 감소시킴으로써 안정성을 증가시키고 분말형성을 용이하게 하기 위하여 Spectra/Por Membrane(MWCO:6-8000)을 사용하여 투석(dialyzing)한 후, 투석(dialyzing)한 용액을 회전식 감압증발기(Rotary evaporator)에 넣은 후 감압증발(evaporation)하며, 용액이 있는 항온조(water bath)의 온도는 콜로이드(colloid)의 온도 상태를 상온으로 유지하면서 고진공을 만들어 주는 것과 제조된 나노메터 크기의 금속이 도핑된 나도입자 금속 산화물/이산화티타니아(M/TiO2)는 수용액에 풀었을 경우 투명하였으며, 0.51g/l의 농도인 콜로이드 상태로 UV/VIS 흡수파장 및 투과도를 측정하여 가시광선 영역으로의 이동(red-shift)을 확인함과 동시에 자외선(Ultra violet:UV) 차단재로의 가능성을 확인하고, 1∼50몰 % 금속 산화물/이산화티타니아(M/TiO2)의 경우에는 500나노메터 이상의 장파에서도 흡수가 일어나는 것을 확인하는 것으로 구성되어져 태양광 활용을 위한 5∼10 나노메터 이하 크기의 금속이온이 도핑된 나노입자 금속 또는 이외 산화물/이산화티타니아(M/TiO2) 혼합광촉매 조성과 제조 방법 및 응용을 제공할 수 있다.이산화티타니아(TiO2)에 다양한 전이금속, 귀금속, 란타나이드계의 금속이온을 도핑시켜 태양광 및 가시광영역에서 광기능 재료로 이용이 가능하게 한다.이산화티타니아(TiO2)의 에너지 띠간격 사이에 산화 환원 전위를 갖는 전이, 란타나이드계 귀금속이온을 도핑시켜, 띠간격에너지를 낮추어 광화학반응에서의 상용화되고 있는 광원은 물론 태양광의 가시광선 영역까지 활용을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.