KR100823976B1 - 광촉매용 복합 소재 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 축광성 형광체의 표면에 이산화티탄(TiO2)이 균일하게 코팅되거나 흡착된 광촉매용 복합소재 및 그 제조방법을 제공한다.
본 발명에 의한 이산화티탄/형광체 복합분말 광촉매 소재의 경우, UV-광뿐만 아니라 실내 조명등과 같은 가시광선 하에서 작동이 가능하고, 어두운 암시야 상태에서도 일정시간 동안 작동이 가능하기 때문에 현재 상용화된 이산화티탄 분말 재료보다 기능이 우수하고 활용도가 더욱 다양하게 된다.
이산화티탄, 원자층 증착, 광촉매, 형광재료, 복합세라믹스
Description
도 1은 형광체에 이산화티탄을 코팅하기 위해서 사용된 원자층증착법(ALD) 장치 모식도이다.
도 2는 광촉매에 의한 메틸렌블루(MB) 수용액의 광반응 정도를 측정하기 위한 실험의 개략도이다.
도 3은 광촉매에 의한 벤젠(C6H6) 가스의 광반응 정도를 측정하기 위한 실험의 개략도이다.
도 4는 원자층증착법에 의해 이산화티탄이 코팅된 이산화티탄/형광체 복합분말에 대한 투과전자현미경(TEM) 사진이다.
도 5는 이산화티탄 분말이 형광체, SrAl2O4:Eu2 +,Nd3 + 분말에 혼합 흡착된 이산화티탄/형광체 복합분말의 주사전자현미경(SEM) 사진이다. 형광체와 이산화티탄 분말의 혼합된 몰비에 따라서: (a) 1:0.5, (b) 1:1, (c) 1:2, (d) 1:3, (e) 1:4, (f) 1:5 이다.
도 6은 UV-광원 하에서 이산화티탄 분말에 대한 반응시간에 따른 메틸렌블 루(MB) 수용액의 광분해에 대하여 측정한 흡수스펙트럼 변화 곡선이다.
도 7은 UV-광원 하에서 원자층증착법으로 코팅된 이산화티탄/형광체(CaAl2O4:Eu 2+,Nd 3+) 복합분말과 이산화티탄 분말에 의한 메틸렌블루(MB) 수용액의 광분해를 측정한 최대흡수피크 값 변화를 나타낸 그래프이다.
도 8은 백열전구(가시광선) 광원 하에서 원자층증착법으로 코팅된 이산화티탄/형광체(CaAl2O4:Eu 2+,Nd 3+) 복합분말과 이산화티탄 분말에 의한 메틸렌블루(MB) 수용액의 광분해를 측정한 최대 흡수피크 값 변화를 나타낸 그래프이다.
도 9는 UV-광원 조사상태와 광원이 꺼진 암시야에서 이산화티탄 분말이 혼합 흡착된 형광체(SrAl2O4:Eu 2+,Dy 3+, BaAl2O4:Eu 2+,Dy 3+) 복합 분말의 벤젠가스 광분해율을 나타낸 그래프이다.
도 10은 백열전구(가시광선) 광원 조사상태와 광원이 꺼진 암시야에서 이산화티탄 분말이 혼합 흡착된 형광체(SrAl2O4:Eu 2+,Dy 3+, BaAl2O4:Eu 2+,Dy 3+) 복합 분말의 벤젠가스 광분해율을 나타낸 그래프이다.
본 발명은 광촉매용 복합소재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 UV-광뿐만 아니라 실내 조명등과 같은 가시광선 하에서 작동이 가능하고, 어두운 암시야 상태에서도 일정시간 동안 작동이 가능한 광촉매용 복합소재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
이산화티탄(TiO2)이 광화학 반응에 의해 물을 분해하고, 태양에너지를 유용한 화학에너지로 변환할 수 있다는 사실들이 발견되면서 광촉매 소재로서 큰 관심을 불러일으켰고 이에 대한 광범위한 연구가 전 세계적으로 활발하게 진행되었다. 미세 TiO2 분말은 자외선(UV)-빛을 흡수하게 되면 전자-정공 쌍을 형성하고, 유독성 유기물과 반응하게 되면 정공은 강력한 산화제인 OH 라디칼을 생성하여 유기물을 분해하는 산화반응에 참여하고 전자는 환원반응에 활용된다. 그러나 TiO2는 wide band-gap 반도체로서 태양광 중에서 UV 영역의 5%만 흡수할 수 있기 때문에 그 활용범위가 극히 제한적이다.
최근 TiO2 광촉매 소재에 대한 연구 동향을 보면 크게 두 가지로 분류된다. 즉, (1)광촉매 반응성의 향상과 (2)가시광선 하에서도 광촉매반응을 일으키는 새로운 광촉매재료 개발로 나누어져 진행되고 있다.
첫 번째의 경우는 Pt, Rd, Ag, Au 등의 귀금속을 소량 도핑, 실리카나 지올라이트 등의 다공성 지지대에 TiO2 초미세 분말을 균일하게 분산시키거나, SiO2, ZrO2, (Sr,La)TiO3 +δ 등의 산화물과 접합시키는 방법 등으로 광촉매 반응성을 향상시 키고 있다.
두 번째로, 가시광에 민감하게 반응하는 다이(dye)를 사용하거나 금속 이온 주입 방법, RF 마그네트론 스퍼터링 증착(magnetron sputtering deposition) 방법 등을 사용하여 TiO2를 제조함으로써 가시광선 하에서도 광촉매 반응이 일부 일어나도록 유도하고 있다. 그러나 이들 photosensitizing dye는 열적 안정성이 부족하여 사용이 극히 제한적이다. 또한, V, Cr, Mn, Fe, Ni 과 같은 천이 금속이온을 강제로 TiO2 내에 주입시키거나 RF 마그네트론 스퍼터링 증착 방법으로 TiO2 박막을 제조하면 에너지 밴드가 변형되어 가시광선 하에서도 광촉매 반응이 일부 일어나는 것으로 발표되고 있으나 실용화되기 위해서는 높은 제조단가와 낮은 광반응 효율과 같은 어려움들이 있다.
그리하여, 광촉매 반응성을 향상시킬 수 있고 광촉매 반응의 효율을 높일 수 있는 광촉매 재료 및 그 제조방법의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 이산화티탄을 다른 에너지 갭을 지닌 또 다른 산화물 등에 이종접합시키거나, 포켓 형태로 감싸도록 코팅함으로써 광촉매 반응성 및 광촉매 반응 효율을 향상시킬 수 있는 광촉매용 복합소재를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 광촉매용 복합소재의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 축광성 형광체의 표면에 이산화티탄(TiO2)이 균일하게 코팅되거나 흡착된 광촉매용 복합소재를 제공한다.
또한, 본 발명은 원자층 증착(ALD)을 위한 반응기 내에 축광성 형광체를 넣고, 티타늄 전구체와 증류수를 상기 반응기 내에 교대로 주입하여 이산화티탄 박막을 축광성 형광체분말의 표면에 증착시키는 것을 특징으로 하는 축광성 형광체의 표면에 이산화티탄(TiO2)이 균일하게 코팅된 광촉매용 복합소재의 제조방법을 제공한다.
이에 더하여, 본 발명은 에폭시수지:아세톤을 1: 3의 부피비로 혼합하여 에폭시수지 용액을 제조하는 단계; 축광성 형광체 분말: 상기 에폭시수지 용액을 1: 0.05 내지 0.3의 중량비로 혼합한 후 건조하여 아세톤을 제거하고 파쇄하는 단계; 및 상기 에폭시 수지가 도포된 축광성 형광체 분말: 이산화티탄 분말을 1:0.5~6의 몰비로 칭량한 후 밀(mill)을 이용하여 4~6시간 동안 혼합 및 흡착하는 단계를 포함하는 축광성 형광체의 표면에 이산화티탄(TiO2)이 균일하게 흡착된 광촉매용 복합소재의 제조방법을 제공한다.
이하에서, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명은 우선, 축광성 형광체의 표면에 이산화티탄(TiO2)이 균일하게 코팅되거나 흡착된 광촉매용 복합소재를 제공한다.
축광성 형광체는 형광체에 어떠한 자극을 주어 발광시킨 후, 자극이 끝난 후에도 계속해서 형광을 발산하는 형광체를 말하며, 본 발명에서는 상기와 같은 축광성 형광체라면 제한 없이 사용될 수 있다. 구체적으로는, 예컨대, CaAl2O4:Eu 계, SrAl2O4:Eu 계, BaAl2O4:Eu 계, ZnS:Cu계 등을 들 수 있다.
상기와 같은 광촉매용 복합소재의 제조방법으로는 하기와 같은 두 가지 방법을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 광촉매용 복합소재를 제조하는 첫 번째 방법으로는 원자층 증착(ALD)을 위한 반응기 내에 축광성 형광체를 넣고, 티타늄 전구체와 증류수를 상기 반응기 내에 교대로 주입하여 이산화티탄 박막을 축광성 형광체분말의 표면에 증착시키는 것이다.
형광물질 중에서 장시간 동안 발광하는 물질인 축광성 형광체(예컨대, Ca-, Ba-, Sr-희토류 알루미네이트 계 형광체 등)에 광촉매 물질인 이산화티탄을 코팅시키면 빛이 차단된 어두운 상태에서도 형광체에서 발광되는 빛을 흡수하여 이산화티탄이 지속적으로 광분해 반응을 일으키게 되고, 태양광과 같은 광원이 존재하는 상태에서도 광원에서 나오는 빛 이외에 형광체에서 발광된 빛에 의해서도 이산화티탄이 흡수 여기되어 광반응을 더 촉진시킬 수 있게 된다.
이때, 상기 반응기 내의 온도는 160~350℃이고, 압력은 5x10-3~0.1 Torr인 것이 바람직하다. 이와 같은 조건을 유지함으로써, 반응기 내에서 이산화티탄은 이산화티탄 결정이 아니라 아나타제(anatase) 상이 형성될 수 있기 때문이다.
이때, 티타늄 전구체로는 원자층 증착법에 의하여 이산화티탄 박막을 증착시킬 수 있는 것이라면 제한 없이 사용될 수 있으며, 예컨대, TiCl4, Ti(OCH2CH3)4, Ti(OCH(CH3)2)4 등을 들 수 있다.
본 발명에 의한 광촉매용 복합소재를 제조하는 두 번째 방법으로는 에폭시수지:아세톤을 1: 3의 부피비로 혼합하여 에폭시수지 용액을 제조하는 단계; 축광성 형광체 분말: 상기 에폭시수지 용액을 1: 0.05 내지 0.3의 중량비로 혼합한 후 건조하여 아세톤을 제거하고 파쇄하는 단계; 및 상기 에폭시 수지가 도포된 축광성 형광체 분말: 이산화티탄 분말을 1:0.5~6의 몰비로 칭량한 후 밀(mill)을 이용하여 4~6시간 동안 혼합 및 흡착하는 단계를 포함하는 것이다.
이와 같이 하여 이산화티탄이 크기가 다른 에너지 갭을 지닌 또 다른 산화물 등과 이종접합을 하게 되면 에너지 띠 굽힘 현상(energy band bending)이 일어나 이산화티탄의 광흡수 에너지 크기가 감소되어 가시광선에서도 광반응이 일어날 수 있기 때문에 자외선 광원 대신에 백열전구와 같은 가시광원을 사용해도 되는 장점이 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자 명할 것이다.
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실시예
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실시예
1: 이산화티탄이 코팅된 형광체 복합 분말의 제조
형광체 분말에 TiO2 막이 균일하게 코팅이 잘되고 또한 우수한 광촉매 특성을 갖는 Anatase 결정이 형성될 수 있는 제조기술이 필요하며, 이러한 조건들을 가장 만족시킬 수 있는 코팅 방법들 중 하나가 원자층 증착(ALD) 방법이다. 도 1은 본 발명에서 이산화티탄을 코팅시키기 위해서 사용된 ALD 장치 모식도이다. 티타늄 금속원소가 포함된 전구체(TiCl4, Ti(OCH2CH3)4, Ti(OCH(CH3)2)4, etc.)와 H2O를 교대로 형광체 분말이 담긴 반응용기 내에 주입(dose)시키면 TiOH*, TiCl* 등의 표면 반응 종(surface species)이 생성되고, 최종적으로 TiO2 박막이 분말 표면을 따라 증착된다. 형광체 분말은 장시간 발광하는 특성을 지닌 축광성 형광체(CaAl2O4:Eu 계, SrAl2O4:Eu 계, BaAl2O4:Eu 계, ZnS:Cu계, 혹은 이와 유사한 모든 축광성 형광체가 해당됨) 분말을 사용한다. 이때 반응용기의 이산화티탄 결정이 아나타제(anatase) 상이 형성될 수 있는 165~350℃정도로 유지하고 압력은 5×10-3 ~ 0.1 Torr 정도로 유지하는 것이 적당하다. 이산화티탄 박막의 두께는 수 나노에서 수 십 나노 정도의 두께가 되도록 이산화티탄 전구체와 H2O를 교대로 주입시키면서 적 당한 반복횟수로 증착하면 되고, 1회 반응시간이 60초일 경우 주입횟수를 150회 정도 반복하면 적당하다. 이와 같은 방법으로 형광체 분말에 이산화티탄이 나노두께로 균일하게 코팅된 이산화티탄-형광체 복합 분말이 제조된다.
실시예
2: 이산화티탄 미세 분말이 흡착된 형광체 복합 분말의 제조
이산화티탄 미세 분말이 흡착된 이산화티탄-형광체 복합 분말을 제조하기 위해서, 형광체(CaAl2O4:Eu 계, SrAl2O4:Eu 계, BaAl2O4:Eu 계, ZnS:Cu계 등) 분말을 형광체를 기준으로 0.05 ~ 0.3의 중량비로 에폭시수지 용액(에폭시수지를 1:3 부피비의 아세톤에 용해시킨 용액)에 섞은 다음 건조시켜 아세톤을 제거하고, 막자사발에 넣고 파쇄하여 분말이 에폭시에 의해 서로 응집됨을 막는다. 이 형광체 분말과 나노크기의 이산화티탄 분말(예: 상용화된 일본 이시하라 및 독일 데구사 제품)을 각각 1:0.5 ~ 1:6의 몰비로 칭량하여 볼밀이나 planetary 밀을 이용하여 4~6시간 동안 혼합하여 이산화티탄 미세 분말이 형광체 분말 표면에 고르게 혼합되어 흡착된 이산화티탄-형광체 복합 분말을 제조한다.
실험예
1 : 복합
광촉매
분말의 광분해 반응 실험
본 발명에서 제조된 이산화티탄/형광체 복합 광촉매 분말의 광분해 반응을 두 가지 물질, 즉, 메틸렌블루(methylene blue, C16H18CIN3S) 수용액과 벤젠(C6H6) 가스에 대해 실험을 실시하였다. 즉, 메틸렌블루 수용액은 대표적인 유기화합물 오염 물질로서 선택되었고 복합 광촉매 재료에 의한 광표백(photobleaching) 혹은 광분해 반응 정도를 측정하기 위한 실험을 도 2와 같이 실시하였다. 메틸렌블루 용액(0.05 wt% in water)을 증류수에 희석시켜 1.6×10-5 mol/cm3 의 수용액으로 만들고, 피펫을 이용하여 약 15ml 정도 채취하여서 28×60mm 크기의 clear glass vial 용기에 담고, 빛이 차단된 암실에서 0.2g의 광촉매 복합분말을 섞는다. 그리고 75W-mercury lamp (UV-radiation, 자외선)와 100W-white light lamp (Visible radiation, 가시광선)로 조사(irradiation)시킨다. 이렇게 메틸렌블루 용액을 주어진 시간동안 조사시킨 다음, 약 2ml 정도를 채취하여 Cuvet용기에 담아 UV/Vis spectrometer를 사용하여 흡수 스펙트럼(absorption spectrum)을 측정하였다.
벤젠가스는 대표적인 공기 오염가스로서 선택되었고 복합 광촉매 재료에 대한 광분해 측정실험은 도 3과 같이 실시하였다. 반응용기의 바닥과 측면은 스테인레스 스틸로 만들고 상단은 Pyrex 유리로 만들어서 빛이 위로부터 광촉매 시료가 놓인 바닥에 조사될 수 있도록 하였다. 자외선(UV)과 가시(Visible) 광원은 각각 75W-mercury lamp와 100W-white light lamp를 사용하였다. 광촉매 반응도는 반응용기 내에 주입된 벤젠가스와 광촉매 시료가 반응하여 생성된 가스(CO, CO2, H2O)의 양을 Gas Chromatography로 측정하여 계산하였다.
실험예
2 :
광촉매
분말 시료의 특성분석
(1) 이산화티탄이 코팅된 형광체 복합 분말
도 4는 원자층 증착(ALD)법을 사용하여 이산화티탄이 코팅된 형광체 복합 분말(TiO2 -coated CaAl2O4:Eu2 +,Nd3 +)의 투과전자현미경(TEM) 사진이다. 검은 부분은 형광체 분말(CaAl2O4:Eu2 +,Nd3 +)이고 분말의 가장자리를 에워싸고 있는 밝은 부분이 이산화티탄에 해당된다. 이산화티탄 층이 약 7～10 nm의 두께로 형광체 분말에 균일하게 코팅되어 있음을 보여준다.
(2) 이산화티탄 미세 분말이 흡착된 형광체 복합 분말
도 5는 에폭시수지로 코팅된 형광체, SrAl2O4:Eu2 +,Nd3 + 분말에 TiO2 분말을 각각 1:0.5, 1:1, 1:2, 1:3, 1:4, 1:5의 몰비로 혼합한 광촉매(TiO2)/형광체 복합 분말에 대한 주사전자현미경(SEM) 사진이다. 사진에서는 TiO2의 몰비가 높아질수록 형광체 분말 표면에 이산화티탄(TiO2) 분말입자가 흡착되는 비율이 높음을 확인할 수 있다.
실험예
3 :
광촉매
반응 측정 및 분석
(1)
원자층증착법
(
ALD
)에 의해 이산화티탄이 코팅된 형광체 복합 분말
도 6은 순수한 이산화티탄(TiO2, Degussa P-25)을 사용하여 메틸렌블루(MB) 수용액을 자외선(UV) 광반응시킨 후 UV/Vis spectrometer로 흡수스펙트럼을 측정한 결과이다. UV-광 조사시간이 길어질수록 664nm 파장에서 나타나는 최대 흡수피크 값은 점점 낮아지고, 약 240분이 지난 후에는 거의 영(zero)에 이른다. 이러한 흡수피크 값은 메틸렌블루 수용액의 광분해가 일어날수록 감소한다. 영의 값이란 광분해에 의해서 메틸렌블루가 완전히 광분해되어 없어졌다는 의미이다. 마찬가지로 본 발명에서 원자층증착법으로 이산화티탄이 코팅된 형광체 복합 분말(TiO2 -coated CaAl2O4:Eu2 +,Nd3 +)과 메틸렌블루 수용액과의 광분해반응에 대한 흡수스펙트럼을 측정하였고, 664nm 파장에서의 최대흡수피크 값을 광조사 시간에 따라 각각 취하여 도 7에 나타내었다. 광원은 75W-mercury lamp를 사용하여 조사하였다. 이산화티탄과 서로 비교하기 위해서 순수한 이산화티탄 분말의 광반응에 대한 도 6의 흡수스펙트럼으로부터 얻은 최대흡수피크 값을 함께 표시하였다. 이산화티탄이 코팅된 형광체 복합 분말에 대한 광반응은 최대흡수피크 값이 이산화티탄 분말과 마찬가지로 광조사 시간에 따라 감소하는 것으로 나타나며, 초기에는 이산화티탄보다 약간 빠르게 일어남을 알 수 있다.
도 8은 100W-white light lamp를 광원으로서 사용하여 상기 측정방법과 동일한 조건으로 실험하여 얻은 광반응 측정 결과이다. 이산화티탄이 코팅된 형광체 복합 분말(TiO2 -coated CaAl2O4:Eu2 +,Nd3 +)은 광조사 시간이 지남에 따라 광반응이 지 속적으로 일어나고, 5시간 정도가 지난 후에는 메틸렌블루가 광반응에 의해서 완전히 분해되어 사라지게 되었다. 반면, 순수한 이산화티탄은 흡수피크 값이 미미하게 감소하며 거의 광반응이 일어나지 않고 있음을 보여준다. 광원으로 사용된 100W-white light lamp는 발광되는 빛의 파장이 400nm 이상의 가시광선 대이다. 따라서 UV-광에서 광반응이 일어나는 순수한 이산화티탄의 경우에는 메틸렌블루에 대한 광반응이 거의 일어나지 않는다. 그러나, 본 발명에서 제조된 이산화티탄이 코팅된 형광체 복합 분말의 경우에는 메틸렌블루의 광분해가 잘 일어남을 보여주며, 이는 가시광선 대에서도 광촉매 반응이 일어난다는 것을 보여준다.
(2) 이산화티탄 미세 분말이 혼합 흡착된 형광체 복합 분말
도 9는 SrAl2O4:Eu2 +,Dy3 + 와 BaAl2O4:Eu2 +,Dy3 + 형광체 분말에 이산화티탄 분말을 각각 1:0.5와 1:5의 몰비로 혼합 흡착시킨 광촉매(TiO2)/형광체 복합 분말에 대한 UV-광원에서와 광원이 꺼진 암시야에서 벤젠가스의 광분해 반응을 측정한 결과이다. UV-광원은 30분이 지난 후에는 스위치를 끄고 암시야 상태로 유지하였다. UV-광원이 조사되는 상태에서는 이산화티탄 분말의 광분해율이 이산화티탄 미세 분말이 흡착된 형광체 복합 분말들 보다 더 높으나, UV-광원을 끈 암시야에서는 반대로 이산화티탄 미세 분말이 흡착된 형광체 복합 분말들보다 더 낮아진다. 이는 암시야 상태에서는 이산화티탄 미세 분말이 흡착된 형광체 복합 분말들의 경우에는 형광체로부터 발광된 빛에 의해서 이산화티탄이 여기 되고 따라서 광분해 반응이 일부 일어나게 됨을 보여준다.
도 10은 100W-white light lamp를 광원으로서 사용하여 상기와 같이 동일한 방법으로 이산화티탄 미세 분말이 흡착된 형광체 복합 분말들에 대해서 벤젠가스의 광분해 반응을 측정하여 얻은 결과이다. 광분해율은 주입된 벤젠가스와 광반응 후 발생된 가스의 양에 대한 백분율 비로 나타내었다. 백색광원이 조사되고 있는 상태에서 이산화티탄 미세 분말이 흡착된 형광체 복합 분말들이 이산화티탄 분말보다 벤젠가스의 광분해 반응율이 더 높고, 광원을 끄고 암시야상태가 되었을 때에는 이산화티탄 분말은 광분해 반응이 급격히 감소하는 반면 이산화티탄 미세 분말이 흡착된 형광체 복합 분말들은 지속적으로 광분해 반응이 일어남을 알 수 있다. 따라서 이산화티탄 광촉매(TiO2)/형광체 복합 분말들은 백색광에서 광반응이 순수한 이산화티탄 분말보다 현저하게 높게 나타나고 광원이 없는 암시야 상태에서도 지속적으로 광반응이 일어난다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 이산화티탄/형광체 복합분말 광촉매 재료의 경우, (1) 이산화티탄과 다른 에너지 갭을 지닌 또 다른 산화물 등과 이종접합을 하게 되면 에너지 띠 굽힘 현상이 일어나 이산화티탄의 광흡수 에너지 크기가 감소되어 가시광선에서도 광반응이 일어날 수 있기 때문에 자외선 광원 대신에 백열전구를 사용해도 되는 장점이 있고, (2) 축광성형광체는 다른 광원으로부터 빛을 흡수한 후 다시 특정 파장의 빛을 발광하고 이 형광체에 의해 발광된 빛을 다시 이산화티탄이 흡수하게 됨으로써 이산화티탄의 광반응도를 극대화하게 되며, (3) 또한 빛을 받은 형광체가 어두운 암시야 상태에서도 일정 기간 동안 발광하기 때문에 형광체와 접합된 이산화티탄은 어두운 상태에서도 형광 빛을 흡수하여 광촉매 반응이 지속될 수 있다.
나아가, 본 발명에 의한 광촉매용 복합소재의 경우 주거지/사무실 공기청정기, 자동차 실내 공기정화기, 소각로 유해가스 정화장치, 폐수 정화처리 장치, 에어컨, 오염방지용 설비 등에 적용가능하므로, 현재 상용화된 이산화티탄 분말 재료보다 활용도가 더욱 다양하게 된다.
Claims (5)
- 축광성 형광체의 표면에 이산화티탄(TiO2)층이 균일하게 적층된 광촉매용 복합소재.
- 제1항에 있어서, 상기 이산화티탄층은 축광성 형광체의 표면에 이산화티탄을 코팅함으로서 균일하게 적층된 것을 특징으로 하는, 광촉매용 복합소재.
- 제1항에 있어서, 상기 이산화티탄층은 축광성 형광체의 표면에 이산화티탄을 흡착시킴으로써 균일하게 적층된 것을 특징으로 하는, 광촉매용 복합소재.
- 원자층 증착(ALD)을 위한 반응기 내에 축광성 형광체를 넣고, 티타늄 전구체와 증류수를 상기 반응기 내에 교대로 주입하여 이산화티탄층을 축광성 형광체의 표면에 증착하여 코팅하는 것을 특징으로 하는, 제 1 항 또는 제 2 항의 광촉매용 복합소재의 제조방법.
- 에폭시수지:아세톤을 1: 3의 부피비로 혼합하여 에폭시수지 용액을 제조하는 단계;축광성 형광체 분말: 상기 에폭시수지 용액을 1: 0.05 내지 0.3의 중량비로 혼합한 후 건조하여 아세톤을 제거하고 파쇄하는 단계; 및상기 에폭시 수지가 도포된 축광성 형광체 분말: 이산화티탄 분말을 1:0.5~6의 몰비로 칭량한 후 밀(mill)을 이용하여 4~6시간 동안 혼합 및 흡착하는 단계를 포함하는, 제 1 항 또는 제 3 항의 광촉매용 복합소재의 제조방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020070009234A KR100823976B1 (ko) | 2007-01-30 | 2007-01-30 | 광촉매용 복합 소재 및 그 제조방법 |
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