전기 충격법을 이용한 팔라듐 도핑 타이타늄 산화물 나노튜브 제조

초록

TiO2 나노 튜브는 긴 종횡비의 구조로 인한 큰 표면적과 강한 내부식성, 그리고 광촉매적 활성을 가진다. 이러한 특성에 기반하여 수소 발생 반응, 광촉매, 태양 전지 등 여러 분야에서 주목 받아 왔다. 하지만 본질적으로 낮은 전기전도도와 상대적으로 큰 밴드 갭 에너지를 갖기 때문에 성능에 한계가 존재한다. 따라서 질소, 니오븀, 루테늄, 몰리브덴 등 여러 물질을 도핑 하여, 전기전도도를 향상시키고 밴드 갭 에너지를 줄여 성능을 향상시키려는 연구가 활발히 진행되어왔다. 하지만 기존 도핑 방법은 복잡하거나 반응이 진행되는데 긴 시간을 필요로 한다는 단점을 가진다. 이에 본 연구에서는 전기 충격법을 통해 매우 짧은 시간 만에 팔라듐을 도핑 하는 연구를 수행하였다. 전기 충격법은 짧은 시간동안 높은 전압을 인가하여 음이온 형태의 전구체를 산화물의 형태로 쉽고 균일하게 도핑 할 수 있는 방법이다. 일정한 농도의 팔라듐 전구체 전해질에서 10 V부터 300 V까지 인가전압을 증가시켰을 때 나타나는 표면의 구조와 팔라듐의 도핑 양의 변화를 Scanning electron microscope (SEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES)를 이용하여 비교·분석 하였다.