KR20200032537A - 광촉매용 구형 이산화 티타늄/카본 나이트라이드 복합체의 제조방법 - Google Patents

광촉매용 구형 이산화 티타늄/카본 나이트라이드 복합체의 제조방법 Download PDF

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KR20200032537A KR1020180111686A KR20180111686A KR20200032537A KR 20200032537 A KR20200032537 A KR 20200032537A KR 1020180111686 A KR1020180111686 A KR 1020180111686A KR 20180111686 A KR20180111686 A KR 20180111686A KR 20200032537 A KR20200032537 A KR 20200032537A
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Abstract

본 발명은 광촉매용 구형 이산화 티타늄/카본 나이트라이드 복합체의 제조 방법에 관한 것으로서, (1) 에탄올, 세틸트리메틸암모늄브로마이드(cethyltrimethylammonium bromide, CTAB), 염화칼륨 용액을 포함하는 혼합 용액에 티타늄 전구체를 첨가하여 구형 이산화 티타늄 제조하는 단계; (2) 멜라민을 열처리하여 카본 나이트라이드를 제조하는 단계; (3) 상기 구형 이산화 티타늄 및 카본 나이트라이드를 혼합하여 수열 합성하는 단계; (4) 상기 (3)단계에서 합성된 시료를 고온에서 소성하는 단계;를 포함한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 광촉매용 구형 이산화 티타늄/카본 나이트라이드 복합체를 제조함으로써, 우수한 중형기공 구조 형성 및 밴드갭의 감소로 가시광 영역을 효율적으로 사용할 수 있게 됨에 따라 보다 향상된 광촉매적 효율을 갖는 광촉매용 구형 이산화 티타늄/카본 나이트라이드 복합체를 제조할 수 있다.

Description

광촉매용 구형 이산화 티타늄/카본 나이트라이드 복합체의 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF TITANIUM DIOXIDE SPHERE/GRAPHITIC CARBON NITRIDE COMPOSITES FOR PHOTOCATALYST}
본 발명은 광촉매용 구형 이산화 티타늄/카본 나이트라이드 복합체의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 티타늄 전구체로부터 구형 이산화 티타늄를 합성하고 멜라민을 열처리하여 카본 나이트라이드를 제조한 후 구형 이산화 티타늄과 카본 나이트라이드의 수열합성을 통해 우수한 광촉매적 효율을 갖는 광촉매용 구형 이산화 티타늄/카본 나이트라이드 복합체의 제조방법에 관한 것이다.
세계적으로 산업구조의 고도화 및 문명이 발달함에 따라 환경문제는 날로 심각해지고 있다. 이러한 수자원 오염은 자연적인 순환으로는 해결할 수 없는 상황이다. 이에 따른 친환경적 기술로 흡착, 흡수, 광촉매의 산화 환원 반응 등의 방법이 있는데, 특히 이산화 티타늄은 현제 다양한 분야에서 널리 사용되어온 반도체 중 하나로 낮은 가격, 우수한 환경 친화성, 화학적 안정성으로 각광받고 있다. 광촉매는 밴드 갭 이상의 에너지를 받으면 전자와 정공이 형성되는데 이는 물 분자와 반응하여 강력한 산화력을 가지는 라디칼을 형성한다. 또한, 대기에서의 물 분자와도 반응하므로, 수질 및 대기 정화, 항균, 탈취를 위한 친환경 소재 등 여러 분야에서 광촉매로서 응용이 가능하다. 하지만 가시광선 영역의 광을 흡수하지 못한다는 단점을 가지고 있다. 따라서 이상적인 광촉매를 위해 우수한 표면 특성을 가지며, 지속적으로 전자와 정공의 재결합을 막고 밴드 갭을 감소시킴으로써 가시광선 영역의 광을 흡수할 수 있도록 하는 것이 필요한 실정이다.
한국등록특허 제10-1430285호
본 발명의 목적은, 광촉매용 구형 이산화 티타늄/카본 나이트라이드 복합체의 제조함으로써, 구형 이산화 티타늄과 카본 나이트라이드를 수열합성 및 최적의 조합을 통해 가시광선 하에서도 우수한 광촉매적 특성을 가지는 복합체를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (1) 에탄올, 세틸트리메틸암모늄브로마이드(cethyltrimethylammonium bromide, CTAB), 염화칼륨 용액을 포함하는 혼합 용액에 티타늄 전구체를 첨가하여 구형 이산화 티타늄 제조하는 단계; (2) 멜라민을 열처리하여 카본 나이트라이드를 제조하는 단계; (3) 상기 구형 이산화 티타늄 및 카본 나이트라이드를 혼합하여 수열 합성하는 단계; (4) 상기 (3)단계에서 합성된 시료를 고온에서 소성하는 단계;를 포함하는 광촉매용 구형 이산화 티타늄/카본 나이트라이드 복합체의 제조방법을 제공한다.
상기 (1)단계는 상기 티타늄 전구체로 티타늄이소프로폭사이드(Titanium isopropoxide, TTIP)를 첨가하여 교반하는 것일 수 있다.
상기 (2)단계는 멜라민을 450℃ 내지 600℃로 열처리하여 카본 나이트라이드를 제조하는 것일 수 있다.
상기 (3)단계는 상기 구형 이산화 티타늄 중량 대비 카본 나이트라이드의 비율을 5 내지 40 wt%로 첨가하여 혼합하는 것일 수 있다.
상기 (3)단계는 상기 구형 이산화 티타늄 중량 대비 카본 나이트라이드의 비율을 5 내지 40 wt%로 첨가하여 혼합한 혼합액을 온도 120 내지 240 ℃에서 6 내지 12시간 동안 수열 합성하는 것일 수 있다.
상기 (4)단계는 상기 (3)단계에서 합성된 시료를 400 내지 600 ℃ 온도로 1 내지 4시간 동안 소성시키는 것일 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 티타늄 전구체로부터 구형 티타늄 다이옥사이드의 제조와 멜라민을 열 처리하여 카본 나이트라이드를 제조, 그리고 이의 수열합성을 통하여 광촉매용 구형 이산화 티타늄/카본 나이트라이드 복합체를 제조함으로써, 우수한 중형기공 구조 형성 및 밴드갭의 감소로 가시광 영역을 효율적으로 사용할 수 있게 됨에 따라 보다 향상된 광촉매적 효율을 갖는 광촉매용 구형 이산화 티타늄/카본 나이트라이드 복합체를 제조할 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 광촉매용 구형 이산화 티타늄의 주사전자현미경(scanning electron microscope, SEM) 사진이다.
도 2 는 멜라민을 열처리하여 제조된 카본 나이트라이드의 투과전자현미경(Transmission electron microscopy, TEM) 사진이다.
도 3 은 본 발명인 광촉매용 구형 이산화 티타늄/카본 나이트라이드 복합체의 투과전자현미경(Transmission electron microscopy, TEM) 사진이다.
도 4 는 광촉매용 구형 이산화 티타늄/카본 나이트라이드 복합체의 가시광선 조사시간에 따른 로다민 비(rhodamine B) 분해 곡선이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명의 광촉매용 구형 이산화 티타늄/카본 나이트라이드 복합체를 제조하는 방법은 (1) 에탄올, 세틸트리메틸암모늄브로마이드(cethyltrimethylammonium bromide, CTAB) 염화칼륨 용액을 포함하는 혼합 용액에 티타늄 전구체를 첨가하여 구형 이산화 티타늄을 제조하는 단계; (2) 멜라민을 열처리하여 카본 나이트라이드를 제조하는 단계; (3) 상기 구형 이산화 티타늄 및 카본 나이트라이드를 혼합하여 수열 합성하는 단계; (4) 상기 (3)단계에서 합성된 시료를 고온에서 소성하는 단계;를 포함한다.
상기 (1)단계는 상기 티타늄 전구체로 TTIP (titanium isopropoxide)를 첨가하여 교반하는 것일 수 있다. 보다 상세하게는, 500 mL의 에탄올에 3.0 g 내지 8.0 g 의 CTAB를 첨가하고 0.1 M 내지 1.00 M인 염화칼륨 수용액 1.6mL를 첨가하여 제조된 용액에, TTIP를 8.8mL를 첨가하여 30분 내지 3시간 동안 교반한다. 이후 상기 교반된 용액을 6 내지 48시간 동안 유지한 채 가수분해 반응시킴으로써 구형 이산화 티타늄을 제조할 수 있다.
상기 (2)단계는 멜라민을 450℃ 내지 600℃로 열처리하여 카본 나이트라이드를 제조하는 것일 수 있다. 이 경우 멜라민의 열처리를 위한 담지 시간은 2시간으로 한다. 담지시간을 2시간 미만으로 하는 경우 카본 나이트라이드의 전구체 상태에서 반응이 멈출 수 있기 때문이다. 제조 과정의 주위는 상온이고 밀폐된 반응기를 이용한다.
상기 (3)단계는 상기 구형 이산화 티타늄 중량 대비 카본 나이트라이드의 비율을 5 내지 40 wt%로 첨가하여 혼합하는 것일 수 있다. 수열합성 시 사용되는 용매는 에탄올과 증류수의 혼합액으로서 이 경우 에탄올의 부피는 5 내지 40 mL, 증류수의 부피는 3 내지 30 mL를 사용할 수 있다. 최적의 효과를 위해 에탄올 10 내지 30 mL, 증류수 10 내지 20 mL 를 사용하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 에탄올 15 내지 20 mL, 증류수 12 내지 15 mL를 사용하는 것이 가장 바람직하다. 상기 혼합액에 상기 (1)단계에서 제조된 구형 이산화 티타늄과 상기 (2)단계에서 제조된 카본 나이트라이드를 첨가하는데 구형 이산화 티타늄 중량 대비 카본 나이트라이드의 비율을 5 내지 40 wt%로 한다. 이 후, 상기와 같이 용매와 구형 이산화 티타늄, 카본 나이트라이드가 혼합된 혼합액은 1 내지 3시간 동안 초음파 처리시킨다.
그리고 상기 (3)단계는 상기 구형 이산화 티타늄 중량 대비 카본 나이트라이드의 비율을 5 내지 40 wt%로 첨가하여 혼합한 혼합액을 온도 120 내지 240 ℃에서 6 내지 12시간 동안 수열 합성하는 것일 수 있다. 상기 혼합액을 100 mL 용량의 오토클레이브(teflon-lined autoclave)에 밀폐시킨 후 120 내지 240 0C에서 6 내지 12 시간 동안 수열 합성하는 것이 바람직하다. 120 oC미만의 온도에서 수열합성을 하는 경우 원활한 이산화 티타늄 다이옥사이드의 중형기공의 발현이 어려우며, 240 oC를 초과하는 온도에서 수열합성을 하는 경우 격자 및 중형기공 구조의 붕괴를 초래 할 수 있으므로 120 내지 240 oC에서 수열 합성하는 것이 바람직하다.
상기 (4)단계는 상기 (3)단계에서 합성된 시료를 400 내지 600 ℃ 온도로 1 내지 4시간 동안 소성시키는 것일 수 있다. 상기 소성 과정에 사용되는 기체의 종류로는 Air, N2, Ar 등이 있으며, 소성 온도는 400 내지 600℃로 하며, 더욱 바람직하게는 450 내지 550℃로 한다. 또한 소성시간은 1시간 내지 4시간이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 2시간 내지 3시간으로 한다. 소성시키는 이유가 상기 수열합성된 시료를 소성을 통해 아나타제 상과 루타일 상으로 이루어진 복합체로 만들기 위한 것으로서 아나타제 상과 루타일 상이 4 ; 1의 비율로 존재하는 경우 뛰어난 광촉매 효율을 나타낸다. 1시간 미만으로 상기 수열합성된 시료를 400 내지 600℃에서 소성시키는 경우 소성 자체가 일어나지 않으며 4시간을 초과하여 소성시키는 경우에는 루타일 상만 너무 많이 형성되어 원하는 상의 비율을 얻지 못한다. 실제 2 내지 3 시간 동안 450 내지 500℃에서 소성시킨 경우 아나타제 상과 루타일 상이 4 : 1 로 구성된 복합체가 형성되었다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
실시예 1.
500 mL의 에탄올에 3.0 g의 CTAB를 넣고, 0.1 M의 염화칼륨 수용액 1.6 mL를 첨가하며, 상기의 혼합액에 8.8 mL의 TTIP를 천천히 가한 후, 30분 동안 강하게 교반한다. 교반을 멈추고 용액을 6시간동안 상온에서 유지시켜 가수분해 반응을 시켜 구형 이산화 티타늄을 합성한다. 그 다음, 여러 차례 에탄올로 세척시킨 후, 감압필터로 시료를 회수하고 상온에서 건조시킨다.
카본 나이트라이드를 합성하기 위해 멜라민을 550도에서 2시간동안 유지시킨다. 그 후, 에탄올 10 내지 15 mL, 증류수 10 내지 15 mL를 혼합한 후, 상기 혼합액에 상기 구형 이산화 티타늄과 상기 카본 나이트라이드를 구형 이산화 티타늄 중량 대비 카본 나이트라이드의 비율을 5 wt%로 하여 첨가하고 1시간 내지 3시간동안 초음파 처리한다. 이 혼합액은 100 mL 용량의 오토클레이브(teflon-lined autoclave)에 밀폐시킨 후 120 0C에서 6시간동안 수열 합성한다. 종결된 시료는 에탄올로 여러 차례 세척한 후 감압필터로 회수 및 상온에서 건조시킨다. 이 후, Air 분위기에서 400 oC로 1시간동안 소성시켜 구형 이산화 티타늄/카본 나이트라이드 복합체를 제조한다.
실시예 2.
상기 실시예 1과 동일하게 과정을 실시하되, 염화칼륨 수용액 농도를 0.30 M로하며, 멜라민 열처리온도를 470도에서 2시간동안 소성, 상기 구형 이산화 티타늄과 상기 카본 나이트라이드를 구형 이산화 티타늄 중량 대비 카본 나이트라이드의 비율을 10 wt%로 하여, 구형 이산화 티타늄/카본 나이트라이드 복합체를 제조한다. 이 후, Air 분위기에서 450 oC에서 1시간동안 소성시킨다.
실시예 3.
상기 실시예 2와 동일하게 과정을 실시하되, CTAB 질량을 4.0g으로 하고, 염화칼륨 수용액 농도를 0.4M로하며, 멜라민 열처리 온도를 500도에서 2시간동안 소성, 구형 이산화 티타늄 합성시간을 12시간으로 한다. 수열합성은 160 oC에서 8시간으로 하며, 이 후, 구형 이산화 티타늄/카본나이트라이드 복합체를 Air 분위기에서 450 oC에서 2시간동안 소성시킨다.
실시예 4.
상기 실시예 3과 동일하게 과정을 실시하되, CTAB 질량을 6.0 g으로 하고, 염화칼륨 수용액 농도를 0.50 M로하며, 구형 이산화 티타늄 합성시간을 18시간으로 하고, 멜라민열처리 온도를 550도에서 2시간동안 소성, 상기 구형 이산화 티타늄과 상기 카본 나이트라이드를 구형 이산화 티타늄 중량 대비 카본 나이트라이드의 비율을 20 wt%로 하여, 500 oC온도에서 질소 분위기로 소성시켜 구형 이산화 티타늄/카본 나이트라이드 복합체를 제조한다.
실시예 5.
상기 실시예 4와 동일하게 과정을 실시하되, 염화칼륨 수용액 농도를 0.60 M로하며, 수열합성에서 온도를 200 oC하고, 시간을 10시간으로 하여, 구형 이산화 티타늄/카본 나이트라이드 복합체를 제조한다.
실시예 6.
상기 실시예 5와 동일하게 과정을 실시하되, CTAB 질량을 8.0 g으로 하고, 염화칼륨 수용액 농도를 0.80 M로하며, 구형 이산화 티타늄 합성시간을 24시간으로 하고, 멜라민열처리 온도를 600도에서 2시간동안 소성, 상기 구형 이산화 티타늄과 상기 카본 나이트라이드를 구형 이산화 티타늄 중량 대비 카본 나이트라이드의 비율을 30 wt%로 하여, 550 oC온도에서 질소 분위기로 3시간동안 소성시켜 구형 이산화 티타늄/카본 나이트라이드 복합체를 제조한다.
실시예 7.
상기 실시예 6과 동일하게 과정을 실시하되, 구형 이산화 티타늄 합성시간을 36시간으로 하고, 240 oC의 온도로 12시간 동안 수열합성하며, 600 oC온도에서 4시간 동안 아르곤 분위기로 소성하여, 구형 이산화 티타늄/카본 나이트라이드 복합체를 제조한다.
실시예 8.
상기 실시예 7과 동일하게 과정을 실시하되, 염화칼륨 수용액 농도를 1.00 M로하며, 구형 이산화 티타늄 합성시간을 48시간으로 하고, 상기 구형 이산화 티타늄과 상기 카본 나이트라이드를 구형 이산화 티타늄 중량 대비 카본 나이트라이드의 비율을 40 wt%로 하여, 구형 이산화 티타늄/카본 나이트라이드 복합체를 제조한다.
비교예 1.
상기 실시예 5와 동일하게 과정을 실시하되, 카본 나이트라이드를 첨가하지 않으며, 수열합성 과정을 거치지 않고 구형 이산화 티타늄 광촉매를 제조하였다.
비교예 2.
상기 실시예 5와 동일하게 과정을 실시하되, 수열합성 과정 시 카본 나이트라이드를 첨가하지 않고 구형 이산화 티타늄 광촉매를 제조하였다.
측정예 1. 본 발명에 의해 제조된 광촉매용 구형 이산화 티타늄의 모폴로지 및 표면구조 관찰
High Resolution Scannig Electron Microscopy (SU 8010, Hitach Co., Ltd.)을 통해 본 발명에서 제조한 구형 이산화 티타늄의 모폴로지 및 표면구조를 관찰하였다.(도 1)
측정예 2. 본 발명에 의해 제조된 카본 나이트라이드의 모폴로지 및 표면구조 관찰
Transmission Electron Microscope (TEM-2100F, JEOL Co., USA)를 통해 본 발명에서 제조한 카본 나이트라이드 복합체의 모폴로지 및 표면구조를 관찰하였다.(도 2)
측정예 3. 본 발명에서 제조한 구형 이산화 티타늄/카본 나이트라이드 복합체의 광촉매 특성
본 발명에 따른 구형 이산화 티타늄/카본 나이트라이드 복합체의 광분해 능력 측정을 위해, Solar simulator (Model 11000, Abet Technologies, USA)을 태양광 조사와 함께 교반이 될 수 있도록 설치하고, 반응기는 70 mL 비커을 사용했고 10ppm 로다민 비 50 mL와 실시예 1 내지 8에 의해 제조된 복합체 0.02 g을 첨가하였다. 우선 외부의 빛이 들어오지 않는 암실 조건에서 상기 복합체를 로다민 비 (rhodamine B) 용액과 30분 동안 안정화 시킨 후 태양광과 함께 교반시켜 로다민 비 (rhodamine B)를 광분해 시켰다. 광분해율 측정을 위해 UV-Vis spectrophotometer (S-3100, Scinco Co., Korea)를 사용하였고, 15분 간격으로 2시간 동안 시료를 채취해 흡광도를 통해 농도 감소를 확인하였다.(도 3)
이하 표 1은 상기 실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 2에 따른 구형 이산화 티타늄/카본 나이트라이드 복합체의 제조조건을 나타내고 표 2는 상기 실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 2에 따른 구형 이산화 티타늄/카본 나이트라이드 복합체의 rhodamine B 염료 분해효율을 나타낸다.
샘플명 CTAB질량 (g) KCl
수용액 농도
(M)
구형 TiO2 합성시간 (h) 멜라민 열처리온도
(oC)
구형 TiO2 중량 대비 카본 나이트라이드 비 율 (wt%) 수열
합성 온도 (oC)
수열합성 시간 (h) 소성 온도 (oC) 소성 시간 (h)
실시예 1 3.0 0.10 6 450 5 120 6 400 1
실시예 2 3.0 0.30 6 470 10 120 6 450 1
실시예 3 4.0 0.40 12 500 10 160 8 450 2
실시예 4 6.0 0.50 18 550 20 160 8 500 2
실시예 5 6.0 0.60 18 550 20 200 10 500 2
실시예 6 8.0 0.80 24 600 30 200 10 550 3
실시예 7 8.0 0.80 36 600 30 240 12 600 4
실시예 8 8.0 1.00 48 600 40 240 12 600 4
비교예 1 6.0 0.60 18 - - - - - 2
비교예 2 6.0 0.60 18 - 0 200 10 500 2
10 ppm 농도에서의 로다민비 염료 분해효율 (%)
실시예 1 25.89
실시예 2 38.41
실시예 3 43.68
실시예 4 51.22
실시예 5 85.12
실시예 6 45.09
실시예 7 33.76
실시예 8 18.15
비교예 1 5.84
비교예 2 18.47
이상, 본 발명내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의해 정의된다고 할 것이다.

Claims (6)

  1. (1) 에탄올, 세틸트리메틸암모늄브로마이드(cethyltrimethylammonium bromide, CTAB), 염화칼륨 용액을 포함하는 혼합 용액에 티타늄 전구체를 첨가하여 구형 이산화 티타늄 제조하는 단계;
    (2) 멜라민을 열처리하여 카본 나이트라이드를 제조하는 단계;
    (3) 상기 구형 이산화 티타늄 및 카본 나이트라이드를 혼합하여 수열 합성하는 단계;
    (4) 상기 (3)단계에서 합성된 시료를 고온에서 소성하는 단계;를 포함하는 광촉매용 구형 이산화 티타늄/카본 나이트라이드 복합체를 제조하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 (1)단계는 상기 티타늄 전구체로 TTIP를 첨가하여 교반하는 것을 특징으로 하는 광촉매용 구형 이산화 티타늄/카본 나이트라이드 복합체를 제조하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 (2)단계는 멜라민을 450℃ 내지 600℃로 열처리하여 카본 나이트라이드를 제조하는 것을 특징으로 하는 광촉매용 구형 이산화 티타늄/카본 나이트라이드 복합체를 제조하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 (3)단계는 상기 구형 이산화 티타늄 중량 대비 카본 나이트라이드의 비율을 5 내지 40 wt%로 첨가하여 혼합하는 것을 특징으로 하는 광촉매용 구형 이산화 티타늄/카본 나이트라이드 복합체를 제조하는 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 (3)단계는 상기 혼합액을 온도 120 내지 240 0C에서 6 내지 12시간 동안 수열 합성하는 것을 특징으로 하는 광촉매용 구형 이산화 티타늄/카본 나이트라이드 복합체를 제조하는 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 (4)단계는 상기 (3)단계에서 합성된 시료를 400 내지 600 ℃ 온도로 1 내지 4시간 동안 소성시키는 것을 특징으로 하는 광촉매용 구형 이산화 티타늄/카본 나이트라이드 복합체를 제조하는 방법.
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112206804A (zh) * 2020-10-09 2021-01-12 深圳技术大学 一种TiO2/g-C3N4复合光催化剂的制备方法和氢气的制备方法
CN112657533A (zh) * 2021-01-11 2021-04-16 北京理工大学 一种碳氮硫共掺杂的异质结光催化剂及其制备方法和用途
CN113848243A (zh) * 2021-09-23 2021-12-28 西南大学 一种无外源发光体的电致化学发光材料及其制备方法与应用
CN114132905A (zh) * 2021-11-09 2022-03-04 天津大学 一种具有二配位氮空位的氮化碳材料及其制备方法和应用
KR20220037109A (ko) * 2020-09-17 2022-03-24 인하대학교 산학협력단 광촉매용 질소 도핑된 이산화티타늄 나노튜브/카본 나이트라이드의 복합체 제조방법
KR20220084906A (ko) 2020-12-14 2022-06-21 공경배 오염물질 분해용 복합 광촉매 및 이의 제조방법
KR20220085122A (ko) 2020-12-14 2022-06-22 공경배 전이금속이 도핑된 이산화티탄 광촉매 복합체 및 이의 제조방법
CN116371448A (zh) * 2023-05-10 2023-07-04 吉林工程技术师范学院 一种掺杂型介孔石墨相氮化碳的制备方法
KR20230114378A (ko) 2022-01-25 2023-08-01 주식회사 아팩스 경모판법을 이용한 그래피틱 카본 나이트라이드의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 그래피틱 카본 나이트라이드
KR20230128805A (ko) 2022-02-28 2023-09-05 (주) 하다 가시광 활성 이산화티탄 광촉매 필터

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101430285B1 (ko) 2010-10-28 2014-08-13 울산대학교 산학협력단 TiON 광촉매의 제조방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101430285B1 (ko) 2010-10-28 2014-08-13 울산대학교 산학협력단 TiON 광촉매의 제조방법

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220037109A (ko) * 2020-09-17 2022-03-24 인하대학교 산학협력단 광촉매용 질소 도핑된 이산화티타늄 나노튜브/카본 나이트라이드의 복합체 제조방법
CN112206804A (zh) * 2020-10-09 2021-01-12 深圳技术大学 一种TiO2/g-C3N4复合光催化剂的制备方法和氢气的制备方法
KR20220084906A (ko) 2020-12-14 2022-06-21 공경배 오염물질 분해용 복합 광촉매 및 이의 제조방법
KR20220085122A (ko) 2020-12-14 2022-06-22 공경배 전이금속이 도핑된 이산화티탄 광촉매 복합체 및 이의 제조방법
CN112657533A (zh) * 2021-01-11 2021-04-16 北京理工大学 一种碳氮硫共掺杂的异质结光催化剂及其制备方法和用途
CN112657533B (zh) * 2021-01-11 2023-07-04 北京理工大学 一种碳氮硫共掺杂的异质结光催化剂及其制备方法和用途
CN113848243B (zh) * 2021-09-23 2024-01-30 西南大学 一种无外源发光体的电致化学发光材料制备方法与应用
CN113848243A (zh) * 2021-09-23 2021-12-28 西南大学 一种无外源发光体的电致化学发光材料及其制备方法与应用
CN114132905A (zh) * 2021-11-09 2022-03-04 天津大学 一种具有二配位氮空位的氮化碳材料及其制备方法和应用
CN114132905B (zh) * 2021-11-09 2024-05-14 天津大学 一种具有二配位氮空位的氮化碳材料及其制备方法和应用
KR20230114378A (ko) 2022-01-25 2023-08-01 주식회사 아팩스 경모판법을 이용한 그래피틱 카본 나이트라이드의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 그래피틱 카본 나이트라이드
KR20230128805A (ko) 2022-02-28 2023-09-05 (주) 하다 가시광 활성 이산화티탄 광촉매 필터
CN116371448B (zh) * 2023-05-10 2023-11-14 吉林工程技术师范学院 一种掺杂型介孔石墨相氮化碳的制备方法
CN116371448A (zh) * 2023-05-10 2023-07-04 吉林工程技术师范学院 一种掺杂型介孔石墨相氮化碳的制备方法

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