마이크로웨이브 열처리를 통한 표면 개질된 이산화티타늄 제조 및 광촉매 산화반응 특성 평가

초록

이산화티타늄(TiO2)는 대표적인 광촉매 중에 하 나로 유해물질을 산화·분해하는데 탁월한 효율을 보이며, 독성이 없고 비교적 저렴하기 때문에 환경 분야에서 널리 사용되고 있다. 이산화티타늄은 아나 타제(anatase), 루타일(rutile), 브루카이트(brookite)의 3가지의 구조로 나뉜다. 이 중 루타일 구조는 3.0 eV의 넓은 밴드갭을 가지고 있어 UV 영역에서 반 응한다. 그러나 UV는 태양광의 약 5 %를 차지하 고 있고 아나타제 보다 안정한 구조로 낮은 산화· 분해 능력을 가지고 있어 그 효율성에 의문을 가 지고 있다. 이런 문제점을 극복하기 위해 최근에는 원자 혹은 다른 금속물질의 도핑, 루타일와 아나타 제 구조의 혼합 등 여러 가지 방법들이 제안되어 있지만, 고온·고압과 같은 조건을 필요로 하여 합 성법이 복잡하고 비용과 시간이 많이 소요되는 단 점들이 있다. 본 연구에서는 루타일 구조의 이산화티타늄 나 노입자와 과산화수소를 가지고 마이크로웨이브 열처리를 통해 상대적으로 저렴한 비용과 간단한 방법으로 쉽게 루타일 구조의 이산화티타늄 나노 입자 표면을 개질시켰다. 개질된 이산화티타늄 나 노입자의 조성에 관한 물리적·화학적 특성을 조사 하였으며, 태양광 및 UV 광선 하에서 메틸렌블루 의 분해능력 통해 개질된 이산화티타늄 나노입자 가 높은 광분해 효율을 보이는 것을 확인하였다.