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Orientation Control Anatase TiO2 Thin film for Photocatalytic Degradation of Methyl Orange

초록/요약

같은 모양의 단일 결정 TiO2 를 하나의 같은 방향을 향하도록 조절하여 Film을 만들게 되면 여러 분야에 유용하게 사용 할 수 있다. 이러한 TiO2 Film은 촉매로 쓰여 휘발성의 유기화합물들을 분해하거나 폐수의 고도 정수 기술, 박테리아 제거 등에 중요하게 사용 되어 진다. 그 외에도 고층 빌딩의 자동세척 창문이나 Dye-sensitized solar cells, Solid-state semi conductor metal oxide solar cell 등에도 쓰일 수 있다. TiO2의 3가지 결정 구조 ( Rutile, Anatase, Brookite ) 중에 가장 높은 Photocatalytic activity를 보이는 Anatase형의 TiO2 단일 결정을 일정한 하나의 면을 많이 차지하는 각기 다른 형태의 단일 입자를 합성 하였다. 이TiO2 입자로 전도성을 가지는 FTO glass 위에 같은 면을 가지도록 단일 층을 만들고 이차 성장을 통하여 Film을 제작 하였다. a 나 b 축을 가지는 {100} 면과 c축을 가지는 {001} 면, 그리고 {101} 면 등 각각 하나의 특정한 면을 가지는 Film은 모두 평평한 면을 이루며 약 1~2 마이크론의 높이를 가지고 있다. 또한 기판이 되는 FTO glass의 크기에 따라 다양한 크기의 TiO2 Film을 만들 수 있다. TiO2 Thin film은 UV 빛을 조사 후 강한 친수성을 보이며 놀라운 광촉매 활성을 가지고 있다. 예를 들면 Methyl Orange의 광분해를 통해 상업적으로 판매되는 TiO2 Film보다 더 높은 광촉매 활성을 보이는 것을 알 수 있고 단일 면을 가지는 여러 Film 중에서 {001} 면으로 배열된 Film이 가장 높은 광촉매 활성을 보였다. 또 하나의 장점은 Film 형태이기 때문에 여러 번 반응 후 에도 다시 사용 하는데 문제가 없어 반영구적으로 사용이 가능 하다는 점이다.

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