일반기술

개질된 물 분해용 란타늄 티타네이트계 광촉매 및 이의 제조 방법

본 기술은 물 분해용 란타늄 티타네이트계 광촉매 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 La2Ti2O7 지지체에 제 3 금속을 특정 비율로 도핑 및 담지시켜 제조된 개질된 La2Ti2O7 광촉매에 관한 것이다.본 기술에 따른 물분해용 광촉매는1) La2Ti2O7 지지체에 금속 M을 도핑시키는 단계2) 금속 N을 담지시키는 단계3) 담지된 복합 광촉매를 환원시킨 후 산화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.M은 La2Ti2O7에 도핑되는 금속으로서, Cs, Ba, Sr 및 Ca 중에서 선택된 금속 원소가 바람직하고, 담체 La2Ti2O7의 La에 대한 M의 몰비 x는 0.01 내지 0.25의 비율이 바람직하다.N은 M이 도핑된 La2Ti2O7의 활성을 높이기 위해 담지되는 금속으로서, Ni, Pt, Cs 및 Ru 중에서 선택된 금속 원소가 바람직하고, M이 도핑된 La2Ti2O7에 대한 중량%를 나타내는 y는 0.01 내지 3.0 범위인 것이 바람직하다.본 기술에 따라 금속으로 개질된 La2Ti2O7 광촉매의 기존 기술보다 뛰어난 장점 및 특징은 다음과 같다.1)활성이 우수하여 물을 효과적으로 분해할 수 있다.2)이러한 장점이 있어 미래의 에너지원인 수소에너지를 대량으로 생산하기에 보다 적합한 광촉매 물질로 기대된다.또한, 본 기술의 실시예에서 Cs, Ba, Sr 또는 Ca로 도핑시킨 La2Ti2O7 촉매, 특히 Ba로 도핑시킨 La2Ti2O7 촉매가 금속이 도핑되지 않은 La2Ti2O7 촉매보다 물 분해 반응에서 훨씬 우수한 효과를 나타냄을 알 수 있고, 담지되는 금속으로는 니켈이 물 분해 효율이 가장 높음을 알 수 있다. 또한, 물 분해하기 위한 처리수의 pH가 약 10일 때 가장 높은 수소발생속도를 보여주었고, 희생 시약으로는 메탄올이 가장 효율적임을 알 수 있다.