KR100590612B1 - 광 촉매용 이산화티타늄 용액 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 실내 생활환경의 유해물질을 제거하기 위한 광 촉매용 이산화티타늄 용액 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 광 촉매용 이산화티타늄 용액은 광 촉매 반응을 촉진시키기 위하여 도너물질로서 특수 전이 금속 산화물을 첨가하여 활성 광도 영역을 자외선에서 가시광선으로 이동시킴으로써 특수 자외선 광원이 아닌 일반적인 실내 생활 환경 조명조건에서도 종합 휘발성 유기 화합물(TVOC)과 방사성 물질 등의 유해물질을 제거할 수 있는 탁월한 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 광 촉매용 이산화티타늄 용액 제조방법은 광 촉매 반응을 촉진시키기 위하여, 이산화티타늄 입자를 초미세하게 제조함과 동시에 이렇게 제조된 초미세 입자를 효과적으로 유리시켜 보다 넓은 비표면적을 갖는 광 촉매용 이산화티타늄 현탁용액을 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 광 촉매용 이산화티타늄 용액의 제조방법은 종래의 일반적인 제조과정에서 야기되는 오폐수 문제를 원천적으로 해결하여 환경 오염을 획기적으로 감소시키는 효과가 있다.
이산화티타늄, 광 촉매, 유해물질, 초미세입자, 자외선, 가시광선
Description
도 1a는 통상의 벽지에 대한 주사전자현미경 사진(×1,000).
도 1b는 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 광 촉매용 이산화티타늄 용액이 도 1a의 벽지에 도포된 모습을 나타내는 주사전자현미경 사진(×1,000).
도 2는 본 발명의 실시예 2에 따라 제조한 광 촉매용 이산화티타늄의 파장에 따른 활성광도를 자외선 분광기를 이용하여 측정한 것을 도시한 그래프.
도 3은 본 발명의 실시예 3에 따라 제조한 광 촉매용 이산화티타늄에 의하여 시간에 따라 라돈농도의 변화율을 기체크로마토그래피를 이용하여 측정한 것을 도시한 그래프.
도 4는 본 발명의 실시예 4에 따라 제조한 광 촉매용 이산화티타늄에 의하여 시간에 따라 포름알데히드의 분해되는 전환백분율의 변화를 기체크로마토그래피를 이용하여 측정한 것을 도시한 그래프.
본 발명은 광 촉매용 이산화티타늄 용액 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더 욱 상세하게는 실내 생활환경의 유해물질을 제거하기 위한 광 촉매용 이산화티타늄 용액 및 그 제조방법에 관한 것이다.
산업사회의 발전으로 도시의 인구집중이 증가됨에 따라서 도시의 주거 및 생활공간은 그 크기에 있어서 많은 제약을 받게 되었다. 이러한 제약은 도시민들의 주거 및 생활공간을 고층화, 집단화, 각기 폐쇄공간 단위화 등을 시키기에 이르렀다.
또한, 단열재, 합성목, 합성수지 재료, 접착재, 도료, 시멘트, 콘크리트 등의 건축자재는 그 제작, 성형 및 시공이 용이하여 구조물 자체의 강한 내구성, 경제성 등의 모든 조건에서 주거 및 생활환경 조성에 정확히 부합되는 자재였다.
그러나, 위와 같은 합성재료, 시멘트, 콘크리트 등으로 구성된 구조물은 상술한 여러 장점을 가지고 있기는 하나, 자체적인 구성 성분 또는 용제에 포함하고 있는 포름알데히드(HCHO) 등과 같은 종합 휘발성 유기 화합물(Total Volatile Organic Compound; TVOC)과 암모니아 및 라돈(Rn)과 같은 방사능 물질을 배출하는 결정적인 단점을 안고 있다.
또한, 각종 건축 마감재, 도료, 접착제 등은 다량의 종합 휘발성 유기 화합물이 검출되기 때문에, 실내에서 인체의 건강에 큰 영향을 미치는 실내공기에 많은 유해한 위험요소가 있다고 보고되는 실정이다.
이로 인하여 '식 하우스 증후군(sick house syndrome)'이라는 신조어가 생겨날 정도로 그 심각성이 증가하는 가운데, 이산화티타늄(TiO2) 광 촉매는 오염공기를 정화하는데 바람직한 해결책으로 제시되어지고 있다.
이러한 광 촉매용 이산화티타늄의 촉매 반응도와 상기 물질의 비표면적이 정비례 관계에 놓여있어, 입자의 크기를 미세화하여 형성된 입자들을 유리시키는 것과 일반적인 주거환경에서 가용한 빛의 조도에서 광 촉매 반응을 일으키도록 하는 개발이 필요한 실정이다.
현재 비표면적이 50㎡/g이상이고 입자크기 100nm이하인 아나타제(anatase) 결정상의 고순도 광 촉매용 이산화티타늄을 제조하기 위한 기존의 방법으로, 사염화티타늄(TiCl4)를 산소와 반응시키고 물로 희석 및 침전시키는 방법과 이산화티타늄 또는 메타티탄산(TiO(OH)2)에 첨가제를 혼합한 다음 열처리하는 방법 등이 알려져 있다.
그러나, 사염화티타늄을 출발물질로 사용한 제조방법의 경우 출발원료의 독성과 안정성이 문제되고, 출발물질이 고가이며, 최종생성물에 광촉매 효능이 낮은 루틸(rutile) 결정상을 포함하고 있어서 광 촉매용 제품으로 생산하는데 문제점이 있다.
그리고, 이산화티타늄 또는 메타티탄산에 각종 첨가제를 단순 첨가하여 열처리하는 제조하는 방법은 광 촉매적 기능을 첨가제인 산화철, 산화크롬과 같은 산화물, 탄산망간이나 탄산구리와 같은 탄산화물 또는 수산화물의 첨가에만 의존하는 단점이 있다. 이는 단순히 메타티탄산과 첨가제를 단순 혼합하여 열처리하는 단계를 거쳐 이산화티타늄 분말을 제조하는 방법으로, 결과적으로 얻어진 이산화티타늄 분말은 미세한 입자가 아닌 것으로서 광 촉매 효능을 나타내지 못하는 문제점이 있다.
또한, 기존 제조방법이 많은 양의 산업폐수를 야기할 수 있는 세척의 과정이 들어가는데 이는 환경 정화 물질의 생산과정에서 오폐수를 야기하므로 바람직하지 못한 공정이라 할 수 있다.
종래의 단순히 비표면적을 50㎡/g의 수준으로 끌어올리고 평균 입자의 크기를 100nm의 수준으로 만드는 방법으로 티타늄 알콕사이드의 가수분해 및 열처리 방법이 있으나, 50㎡/g의 비표면적과 100nm의 입자크기는 여전히 광 촉매의 활성을 끌어올리기에는 부족한 점이 있는 것으로 여겨져 왔다.
기존의 기술에는 광 촉매용 이산화티타늄의 분말이 미립으로만 제조할 뿐 실제적적인 비표면적을 넓히기 위한 공정이 없고(한국특허출원 10-1999-0014607), 가시광선 영역에서의 광활성을 유도하기 위한 공정 중에 진공처리가 존재하여 생산단가의 상승과 공정의 위험성을 초래한다(한국특허출원 10-2001-0022314).
또한, 일반적인 주거 및 생활환경에서 제공되는 빛의 조도에서 반응을 유도하는 종래의 기술은 금속염화물계의 출발물질과 사염화티타늄를 사용하여 고진공을 필요로 하는 방법(한국특허출원 10-2001-0054326)이 있으나, 상기의 방법에 적용되는 출발물질의 경우 독성과 안전성의 문제가 제기되고 있으며 고압상의 공정을 요구하고 공정 특성상 양산에 제약이 많아 생산비 증가를 피할 수 없는 문제점을 가지고 있다.
상기의 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 광 촉매용 이산화티타늄의 촉매 반응력의 상승을 위하여 평균 50nm이하의 초미세입자의 제조와 상기 입자들을 유리화 시켜 100㎡/g이상의 비표면적을 만들어내는 실내 생활환경 유해물질 제거용 광 촉매 용액을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 제조 방법상 오폐수를 야기하는 모든 세척의 단계를 배제한 제조 방법으로 가시광선 영역에서 활성화되고 표준압력 하에서 광 촉매용 이산화티타늄 용액을 대량으로 제조하는 실내 생활환경 유해물질 제거용 광 촉매 용액의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 광 촉매용 이산화 티타늄의 초미세입자 제조방법은 티타늄 알콕사이드(Ti-alkoxide) 용액 100ml에 대하여 0.001M 내지 10M의 산성 수용액 200ml를 혼합하여 이산화티타늄 입자들을 미세화 시키기 위한 제 1 혼합단계; 상기 제 1 혼합단계에서 상기 용액에 대하여 0.001M 내지 10M의 염기성 수용액 200ml를 혼합하여 상기 용액에 포함된 이산티타늄 입자들을 유리화 시키기 위한 제 2 혼합단계; 상기 제 2 혼합단계에서 얻어진 용액의 수분을 제거하여 이산화티타늄 입자를 얻기 위한 필터링(filtering) 단계; 및 상기 필터링 단계를 통해 얻어진 이산화티타늄 입자에서 유기물질을 제거하기 위하여 100℃ 내지 200℃의 온도에서 10시간 내지 18시간 동안 가열하는 소성 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 따른 광 촉매용 이산화 티타늄의 초미세입자 제조방법은 상 기 이산화티타늄 입자들을 유리화 시키기 위하여 상기 소성 단계 후, 400℃ 내지 700℃ 의 온도에서 4시간 내지 8시간 동안 가열하는 베이킹(baking) 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 따른 광 촉매용 이산화 티타늄의 초미세입자 제조방법은 상기 제 1 혼합단계의 티타늄 알콕사이드 용액 100ml에 대하여 에탄올 0.5ml 내지 2ml를 첨가되는 것이 바람직하다.
상기 본 발명에 따른 광 촉매용 이산화 티타늄의 초미세입자 제조방법은 상기 제 2 혼합단계에서 얻어진 용액에 도너(donor)물질로서 전이 금속 산화물(transition metal oxide)을 0.1g 내지 5g을 첨가되는 것이 바람직하다.
상기 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 광 촉매용 이산화 티타늄 용액 제조방법은 상기 이산화티타늄 입자 1g에 대하여 증류수 10ml 내지 20ml를 첨가한 후, 18시간 내지 24시간 동안 볼밀링(ball milling)하는 단계; 및 상기에서 얻어진 이산화티타늄 용액에 증류수 400ml 내지 500ml를 첨가하는 희석화 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 따른 광 촉매용 이산화 티타늄 용액 제조방법은 상기 희석화 단계에서 얻어진 이산화티타늄 용액을 이온화 시켜 균질화된 용액으로 제조하기 위하여 상기 용액에 강산을 첨가한 후, 40℃ 내지 60℃의 온도에서 1시간 내지 3시간 동안 교반하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 따른 광 촉매용 이산화 티타늄 용액 제조방법은 상기 이산화티타늄 용액에 첨가되는 강산의 양이 0.1ml 내지 1ml인 것이 바람직하다.
본 명세서에서 사용하는 '초미세입자'라는 용어는 '나노 크기(nanometer size)의 입자'를 말하며, 통상적으로 평균 입자의 크기가 10∼100nm인 입자를 의미한다.
이하, 본 발명에 따른 광 촉매용 이산화티타늄 용액 및 그 제조방법을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명 제조방법 중, A)단계는 티타늄 알콕사이드(Ti(OC3H7)4), Ti(OC2
H5)4; Ti-alkoxide) 100ml와 에탄올 0.5∼2ml를 혼합한 유기용액과 0.001∼20M 질산, 염산 등의 산성 수용액 200ml를 혼합한다. 상기 혼합용액에 0.001∼20M 암모니아 등의 염기성 수용액 200ml를 혼합하는 혼합용액 제조단계로 이루어진다.
상기 염기성 수용액에 이산화티타늄의 에너지 밴드갭(energy band gap)을 극복하기 위한 도너(donor)물질로 전이금속 산화물(transition metal oxide)을 0.1∼5g을 첨가하는 것이 바람직하다.
상기 티타늄 알콕사이드 유기용액과 산성 수용액의 혼합하는 단계와 티타늄 알콕사이드의 유기용액과 산성 수용액의 혼합용액에 염기성 수용액을 혼합하는 단계는 모두 1시간 이상 교반하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제조방법에 있어서 이산화티타늄 초미세입자의 분말을 제조하는 단계, 즉 B)단계는 상기와 같은 방법으로 제조된 티타늄 알콕사이드의 유기용액과 산성 수용액의 혼합물에 염기성 수용액을 혼합한 혼합용액의 수분을 제거하여 이산화티타늄 분말을 얻기 위하여 미세구멍박막(milli-pore membrane)을 사용하여 필터 링(filtering)을 수행한다. 상기에서 얻어진 분말형태의 이산화티타늄 초미세입자의 혼합물질의 에탄올 등의 유기물질을 제거하기 위하여 100∼200℃의 온도에서 10∼18시간 동안 소성을 수행한다. 상기에서 얻어진 분말형태의 이산화티타늄의 초미세입자 사이의 간격을 유리시키기 위하여 400∼700℃의 온도에서 4∼8시간 동안 베이킹(baking)하는 단계로 이루어진다.
상기 A)와 B) 단계의 본 발명에 따른 광 촉매용 이산화티타늄 제조방법은 이산화티타늄의 초미세입자를 생성하고 유리된 입자 간격을 얻는 제조방법으로, 티타늄 알콕사이드와 물의 빠른 반응속도를 적절한 산과 염기의 처리로 조절하여 입자의 크기와 입자 사이의 간격을 조절할 수 있는 것이다.
여기서 산성의 조건 하에서 성장하는 이산화티타늄은 미세한 입자를 소유하게 되는 장점을 갖고 있지만, 핵을 생성하게 되므로 열처리 시 빠른 성장 속도를 갖게 되고, 원하는 결정상을 구하기 힘들며, 특히 유리된 입자들을 얻을 수 없는 단점이 있다.
이와는 반대로, 염기성의 조건 하에서 성장하는 이산화티타늄은 핵 생성이 이루어지지 않아 미세한 입자를 얻을 수는 없는 단점이 있지만, 열처리 시 느린 성장속도를 갖고, 그로 인하여 원하는 결정성을 얻을 수 있으며, 또한 입자들 사이의 간격이 넓은 유리된 입자들을 갖게 되는 장점이 있다.
따라서, A)단계에서 티타늄 알콕사이드의 유기용액에 강산의 수용액을 혼합하여 교반을 하므로 미세한 입자의 이산화 티타늄을 얻고, 염기성의 수용액을 상기 혼합물에 혼합하여 교반한 후, B)단계에서 열처리를 하므로 입자의 간격을 유리시 킨다.
본 발명의 제조방법에 있어서 광 촉매용 이산화티타늄 용액을 제조하는 단계, 즉 C)단계는 상기와 같은 방법으로 제조된 이산화티타늄 분말 1g 당 증류수 10∼20ml를 첨가하여 18∼24시간 동안 볼밀러(ball miller)에서 볼밀링한다. 상기에서 얻어진 광 촉매용 이산화티타늄 용액에 증류수 400∼500ml를 첨가하여 희석한 후, 질산 등의 강산을 0.1∼1ml를 첨가하여 40∼60℃에서 1시간 정도 교반하는 단계로 이루어진다.
상기 볼밀링 단계를 수행한 후, 광 촉매용 이산화티타늄 용액은 용도에 따라 그 자체로 사용할 수 있으나 증류수를 더 첨가하여 희석하여 사용하는 것이 바람직하다.
상기 희석 및 강산첨가 단계에서는 상기 볼밀링된 광 촉매용 이산화티타늄 용액에 증류수를 첨가하여 희석시킨 후, 질산 등의 강산을 첨가하는 것은 광 촉매용 이산화티타늄 용액을 이온화시켜 균질인 용액(보다 자세하게는, 현탁용액)을 제조하기 위해서이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.
[실시예 1]
티타늄 알콕사이드 100ml와 에탄올 0.98ml를 혼합한 후, 상기 티타늄 알콕사이드 유기용액에 1M의 염산 수용액 125ml를 혼합하여 1시간 동안 교반하였다. 상기 혼합용액에 1M의 암모니아 수용액 125ml과 전이금속 산화물 1g을 혼합한 후, 1시간 동안 교반하였다.
상기에서 제조된 혼합용액을 미세구멍박막을 이용하여 필터링 한 후, 150℃에서 12시간 동안 소성을 하고 500℃에서 6시간 동안 베이킹을 하여 광 촉매용 이산화티타늄 초미세입자의 분말을 제조하였다.
상기에서 제조된 이산화티타늄 초미세입자의 분말 1g 당 증류수 10ml를 넣고 18시간 동안 볼밀링을 한 후, 상기 볼밀링된 용액 10ml 당 증류수 500ml를 첨가하고 50℃의 온도에서 0.1ml의 질산을 첨가한 후, 상기 희석된 용액의 pH5∼6이 되도록 1시간 동안 교반하여 광 촉매용 이산화티타늄 용액을 제조하였다.
상기와 같이 제조한 용액을 2마력의 압력을 가해서 분무기을 사용하여 벽지에 도포하였다.
도 1a는 통상의 벽지에 대한 주사전자현미경(Scanning Electronic Microscopy; SEM) 사진(×1,000)이고, 도 1b는 상기와 같이 제조한 광 촉매용 이산화티타늄 용액이 도포된 벽지에 대한 주사전자현미경 사진(×1,000)이다.
도 1b에서 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 이산화티타늄 초미세입자는 평균 입자 크기는 50∼70nm이고, 비표면적은 100∼120㎡/g을 갖는다.
[실시예 2]
실시예 1과 동일한 방법으로 제조한 광 촉매용 이산화티타늄 용액이 도포된 벽지를 분석기에 장착(loading)하였다.
한편, 기존의 제조 방법으로 제조한 광 촉매용 이산화티타늄 용액이 도포된 벽지를 다른 분석기에 장착하였다.
도 2는 상기와 같이 제조한 본 발명에 의한 광 촉매용 이산화티타늄의 활성광도 영역(9)와 기존의 제조 방법에 의한 광 촉매용 이산화티타늄의 활성광도 영역(11)을 가시광선 영역까지 측정할 수 있는 자외선 분광기(Ultraviolet Spectrometer)를 이용하여 파장에 따라 활성광도를 측정한 것을 도시한 그래프이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 기존의 제조 방법에 의한 광 촉매용 이산화티타늄의 활성광도 영역(11)의 경우, 활성광도의 최고점을 나타내는 빛의 파장이 373nm로 자외선 영역이다. 그러나, 본 발명에 의한 광 촉매용 이산화티타늄의 활성광도 영역(9)의 경우, 활성광도의 최고점을 나타내는 빛의 파장이 401nm로 가시광선 영역임을 알 수 있다. 이는 본 발명에 의한 광 촉매용 이산화티타늄이 주거 환경 및 생활 환경의 조도에서 광 촉매 반응이 활발히 일어난다는 것을 보여주고 있다.
[실시예 3]
27㎥ 크기의 쿼츠(quartz) 반응기에 라돈(Rn)을 주입한 후, 실시예 1과 동일한 방법으로 제조한 광 촉매용 이산화티타늄 용액이 도포된 벽지를 상기 쿼츠 반응기에 도배하였다.
도 3은 상기와 같이 제조한 광 촉매용 이산화티타늄 용액을 도포한 벽지가 도배된 쿼츠 반응기를 기체크로마토그래피(Gas Chromatography)를 이용하여 측정한 시간에 따른 라돈농도의 변화율(1)을 도시한 그래프이다.
상기 그래프는 야간에 주거 및 생활 환경에 대표적으로 사용되는 형광등을 광원으로 하는 광 촉매 반응에서 제거되어 가는 과정을 나타내는 그래프이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 광 촉매용 이산화티타늄 용액을 도포한 벽지가 도배된 후, 라돈농도의 변화율(1)이 급격히 감소함을 알 수 있다.
[실시예 4]
실시예 1과 동일한 방법으로 제조한 광 촉매용 이산화티타늄 용액이 도포된 벽지를 27㎥ 크기의 쿼츠 반응기에 도배한 후, 상기 쿼츠 반응기에 10ppm농도의 포름알데히드를 주입하였다.
한편, 기존의 제조 방법으로 제조한 광 촉매용 이산화티타늄 용액이 도포된 벽지를 27㎥ 크기의 다른 쿼츠 반응기에 도배한 후, 상기 다른 쿼츠 반응기에 10ppm농도의 포름알데히드를 주입하였다.
도 4는 상기와 같이 본 발명에 의한 광 촉매용 이산화티타늄에 의하여 분해되는 포름알데히드의 시간에 따라 분해되는 전환백분율의 변화(5)와 기존의 제조 방법에 의한 광 촉매용 이산화티타늄에 의하여 분해되는 포름알데히드의 시간에 따라 분해되는 전환백분율의 변화(7)를 기체크로마토그래피를 이용하여 측정한 것을 도시한 그래프이다.
상기 그래프는 야간에 주거 및 생활 환경에 대표적으로 사용되는 형광등을 광원으로 하는 광 촉매 반응에서 제거되어 가는 과정을 나타내는 그래프이다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 기존의 제조 방법에 의한 이산화 티타늄 광 촉매에 의하여 분해되는 포름알데히드의 시간에 따라 분해되는 전환백분율의 변화(7)의 경우, 1시간 정도 경과 후에 약 30%의 포름알데히드가 물과 이산화탄소로 분해된 다. 그러나, 본 발명에 의한 광 촉매용 이산화티타늄에 의하여 분해되는 포름알데히드의 시간에 따라 분해되는 전환백분율의 변화(5)는 1시간 정도 경과 후에 약 80%의 포름알데히드가 물과 이산화탄소로 분해된다. 따라서, 본 발명에 의한 광 촉매용 이산화티타늄의 탁월한 효과를 보여주는 것을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광 촉매용 이산화티타늄 용액은 촉매 반응력 상승을 위하여 평균 50nm이하의 초미세입자의 제조와 상기 입자들을 유리화 시켜 100㎡/g이상의 비표면적을 만들어내고, 도너물질로서 특수 전이 금속 산화물을 첨가하여 특수 자외선 광원이 아닌 일반적인 실내 생활 환경 조명조건에서도 종합 휘발성 유기 화합물(TVOC)과 방사성 물질 등의 유해물질을 제거할 수 있는 탁월한 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 광 촉매용 이산화티타늄 용액 제조방법은 광 촉매 반응을 촉진시키기 위하여, 이산화티타늄 입자를 초미세하게 제조함과 동시에 이렇게 제조된 초미세 입자를 효과적으로 유리시켜 보다 넓은 비표면적을 갖는 광 촉매용 이산화티타늄 현탁용액을 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 광 촉매용 이산화티타늄 용액의 제조방법은 종래의 일반적인 제조과정에서 야기되는 오폐수 문제를 원천적으로 해결하여 환경 오염을 획기적으로 감소시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 광 촉매용 이산화티타늄 용액의 제조방법은 가압 및 감압의 과정을 거치지 않으므로, 표준압력 하에서 대량으로 생산이 가능하다.
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- 광 촉매용 이산화티타늄 용액 제조방법에 있어서,티타늄 알콕사이드(Ti-alkoxide) 용액에 산성 수용액을 혼합하여 이산화티타늄 입자들을 미세화 시키기 위한 제1 혼합단계;상기 제 1 혼합단계에서 염기성 수용액을 혼합하여 상기 용액에 포함된 이산티타늄 입자들을 유리화 시키기 위한 제2 혼합단계;상기 제 2 혼합단계에서 얻어진 용액의 수분을 제거하여 이산화티타늄 입자를 얻기 위한 필터링(filtering) 단계; 및상기 필터링 단계를 통해 얻어진 이산화티타늄 입자에서 유기물질을 제거하기 위하여 가열하는 소성 단계를 포함하여 광 촉매용 이산화티타늄의 초미세입자를 제조하고,상기 제조된 광 촉매용 이산화티타늄의 초미세입자를 이용하여, 상기 이산화티타늄 입자에 대하여 증류수를 첨가한 후, 볼밀링(ball milling)하는 단계; 및상기에서 얻어진 이산화티타늄 용액에 증류수를 첨가하는 희석화 단계를 포함하되,상기 희석화 단계에서 얻어진 이산화티타늄 용액을 이온화 시켜 균질화된 용액으로 제조하기 위하여 상기 용액에 강산을 첨가한 후, 교반하는 단계를 더 포함하며,상기 이산화티타늄 입자들을 유리화 시키기 위하여 상기 소성 단계 후, 베이킹(baking) 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 촉매용 이산화티타늄 용액 제조방법.
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