Gallium이 doping된 TiO2 광촉매의 제조 및 특성

초록

TiO2는 높은 밴드갭 에너지(Eg≈3.2eV)로 인하여 광촉매로서의 응용에 많은 제약을 받고 있다. 이에 Gallium을 TiO2에 도핑하여 밴드갭 에너지를 낮추어 흡수 파장을 가시 광선 영역으로 이동시켜 광촉매 활성을 증진시키는 것이 본 연구의 목적이다. 본 연구에서는 졸-겔 공정으로 Gallium이 doping된 TiO2 powder를 제조하기 위하여, Ti의 전구체로는 Titanium(Ⅳ) Isopropoxide(TIP), dopant로는 Gallium(Ⅲ) oxide를 사용하였다. TiO2의 흡수 파장을 가시 광선 영역으로 이동시키고자 Ga의 첨가량을 1%에서 5%, 열처리 온도는 500℃에서 900℃까지 변화시켜 Gallium이 doping된 TiO2 powder를 제조하였다. 제조된 powder의 구조 및 미세 구조는 XRD, BET, FT-Raman, 광학적 성질은 UV-Vis diffuse reflectance, 그리고 유해 물질인 Dichlorobenzene (DCB) 분해도로 광활성을 측정하였다. Ga의 doping은 anatase에서 rutile phase로의 상전이를 억제하였고 TiO2의 흡수 파장을 가시 광선 영역으로 이동시켰다. 순수한 TiO2에 비해 DCB 분해도도 증가하여 광활성도 향상되었다.