유동층 화학기상증착(FB-CVD)으로 제조한 광촉매 박막증착 비드의 조업변수에 따른 반응성
임남윤·이승용·박재현†·곽지니*·박해웅*
한국에너지기술연구원청정시스템연구센터
305-343 대전시유성구장동 71-2
*한국기술교육대학교신소재공학부
330-708 충남천안시병천면가전리 307 (2005년 5월 11일접수, 2006년 4월 10일채택)
Photocatalytic Activities of Titania Deposited Beads by FB-CVD as Operation Variables
Nam-Yun Lim, Seung Yong Lee, Jaehyeon Park
†, Jini Kwak* and Hai Woong Park*
Clean Energy System Research Center, Korea Institute of Energy Research, 71-2, Jang-dong, Yuseong-gu, Daejeon 305-343, Korea
*Department of Material Engineering, Korea University of Technology and Education, 307, Gajeon-ri, Byeongcheon-myun, Cheonan-city, Chungnam 330-708, Korea
(Received 11 May 2005; accepted 10 April 2006)
요 약
유동층화학기상증착법으로모재의종류, 유동층반응기내부의온도, 압력그리고산소유량등의여러가지조업 변수들을변화시키며광촉매가박막증착된비드를제조하였고제조된광촉매코팅비드의광반응성측정을통해최적 조업조건을결정하였다. 제조한광촉매에대하여 FE-SEM, XRD 그리고 XPS 분석을수행하였고, 광반응성은아세트 알데히드의분해능력을측정하여분석하였다. 광촉매가박막증착된비드의 FE-SEM 분석결과글라스비드위의티타 니아는비교적매끄럽게증착되었고, 실리카위의티타니아는입자의형태로증착되었으며알루미나위의티타니아는 결정상을이루며증착됨을확인할수있었다. 그리고광반응성측정결과알루미나를모재로사용하여온도는 600oC,
압력은 5 torr에서제조하였을때아세트알데히드광분해반응에서가장높은광반응성을보였고, 산소유량은큰영향
을미치지않는것으로나타났다.
Abstract −Photocatalyst deposited beads were prepared by fluidized bed chemical vapor deposition (FB-CVD) under various operating conditions of substrates, bed temperature, pressure, and oxygen concentration. Photocatalytic degra- dation of acetaldehyde was carried out to determine the optimum operating condition of prepared photocatalysts. They were characterized by using FE-SEM, XRD, and XPS. From the FE-SEM photographs, it was found that the surfaces of titania-coated beads were covered with crystal form, particle form, and slick form of titania on alumina, silica-gel, and glass beads, respectively. From the result of photocatalytic degradation of acetaldehyde, it was found that prepared tita- nia/alumina beads at 600oC, 5 torr showed superior performance to others, and oxygen flow rate has no significant effect.
Key words: Photocatalysts, Titania (TiO2), Chemical Vapor Deposition, Fluidized Bed, Acetaldehyde
1. 서 론
최근휘발성유기화합물(VOC; volatile organic compound)이나
NOx 등의환경오염물질의양이증가하고이의처리기술확보가시 급한문제로대두되고있다. 페인트, 용매, 방부제, 자동차배기가 스등에서방출되는위해성오염물질이자대기오염원인휘발성유 기화합물은오존을생성시켜도심스모그의원인이되고대부분이
발암성물질이며, 악취를일으키는등인체의건강에악영향을초 래하므로이의저감은정책적관리를필요로하는만큼환경정화
에있어서도아주중요한문제로인식되고있다[1-6]. 또한, 자동차
의배기가스나산업현장에서대기로배출되는질소산화물은도시 의스모그와산성비의주원인이되며, 이로인한피해는사회경제 적으로매우크다. 이를제거하기위하여기존에는선택적촉매및 비촉매환원법이사용되었으나높은온도를필요로하고, 설치및 운전비가많이든다는단점이있다. 이런환경문제가이슈화됨에 따라환경문제관련기술연구들이전세계적으로관심이집중되고
†To whom correspondence should be addressed.
E-mail: [email protected]
있는가운데, 환경오염물질처리에대한여러가지기술들이개발 되고있으며그중광촉매를사용하여환경오염물질을처리하는기 술은비교적최근에개발되어활발한연구가진행되고있다. 광촉 매란필요한파장대의빛을흡수하여화학적반응이일어나도록도 와주는물질을말하는데, 이러한광촉매는광조사하에서산소나
H2O 등을산화제로하여, 유독성유기물을산화시킬수있다[7, 8].
낮은온도에서반응이이루어지며, 부가적인에너지가필요하지않 아에너지소비가적고, 상대적으로적은비용이들며, 2차환경오 염이없는광촉매의개발은점차강화되는환경규제에적극적으로 대응할수있는 21세기의환경기술이다.
오염물처리에대한광촉매의이용은초기에는수처리에많은 연구가진행되었으나최근에는광촉매기술이대기오염물질들을 처리하는데더욱효과적임을여러연구들을통하여증명되었다[9].
광촉매를활용한기술은유독유기물처리나정화에관계된문제 들을해결할방법으로세계도처에서관심이고조되고있는고급 산화법(advanced oxidation processes; AOPs)의하나이며, 대부분 의처리대상유기물질을별도의작업을하지않고산화시켜, CO2,
H2O, HCl 등으로분해시킴으로, 기존의화학적, 생물학적, 물리적
흡착, 촉매이용방법등에대하여다량의산화제의사용에따른부 담감, 흡착에의한 2차처리그리고고가의귀금속촉매사용에따 른경제성등의문제점이지적되어온이후더욱경제적이고환경
친화적인방법으로관심을모아왔다[10]. 또한, 이기술은최근고
조되는수소에너지및태양전지활용전기에너지생산에적용하기 위하여여러나라에서장기적인안목으로연구가진행되고있기도 하다. 진행되는연구에는낮은효율의광촉매물질의고효율화(신 물질개발, 기존물질의개질등), 촉매고정화시의효율감소문제
의해결, 해석되지못한반응경로등의 kinetics 그리고고효율반
응기설계등이있다.
현재까지광촉매는화염반응기(flame reactor)를사용하는기상 제조나졸-겔법과같은액상법을사용하고있으며대부분이분말 상태로사용되고있어취급이매우곤란하다. 대기환경오염물질을 제거하는데에는바람등외부의영향을많이받고, 수질환경오염 물질을처리하는데에는광촉매를분리, 수거하기가어렵다. 이런 여러가지불편함때문에이들광촉매를박막결정화하여지지체
에고정화(fixation)시키는방법에대한연구가활발히진행되고있
다[11-16]. 광촉매를고정화시키는데에는분말혼합법, 졸-겔법, 물
리기상증착(physical vapor deposition; PVD)법, 화학기상증착
(chemical vapor deposition; CVD)법등이있으며, 이중화학기상 증착법이불순물이없고, 막이균일하며, 결정의결함이적고, 조 성을효과적으로조절할수있어관심을모으고있다. 하지만, 반 도체산업에서많이사용되는일반적인화학기상증착법은판(plate)
과같은고정체에는박막을코팅할수있으나화학공정등산업현 장에서널리쓰이는입자에는균일하게코팅할수없다는결정적 인단점이있다.
유동층화학기상증착법은이러한문제점을해결할수있는기술 로수마이크론에서수 mm 크기의분말이나입자의표면에금속이
나세라믹을나노스케일(1~100 nm)로균일하게코팅할수있다. 이
기술은재료공정분야의새로운기술로합금이나합성물을제조하기 위한기존의밀링과혼합, 용융원자화그리고분사건조와같은공 정을없애고, 합성물에대한거의원자수준의미세구조물질설계 및조절, 순도를제공한다. 이러한기술의또다른장점으로는모재
(substrate) 및코팅제의사용가능물질범위가넓어추가제품개발
가능성이높다는점이다. 모재및코팅제의사용가능물질범위는
Table 1에나타내었다.
따라서이기술을사용하는경우실리카나알루미나와같이비
표면적이넓은모재에 Pt, Pd와같은촉매활성물질을박막증착한
산업용나노스케일코팅에너지환경촉매를개발하고, 유리비드에 축광물질을코팅하여도로의라인마크(line mark)에사용하며, 은을 박막증착하여항균물질을개발, 생산하는것이가능할것으로판 단된다.
유동층은화학및환경산업에서수십년간사용되어왔다. 유 동층화학기상증착(FBCVD; fluidized bed chemical vapor deposition)
은 이들 중 잠재력이큰 공정이다. 이 공정에서각각의 입자는 새로운 물질에 의하여 코팅이 되고, 따라서입자의 물리화학적 특성이변한다. 응용분야로서는촉매활성도의향상, 입자에의다 이아몬드 코팅 그리고태양전지용 고순도실리콘의 생산등이 있다. 특이이 공정은분말, 섬유 그리고작은기계 장치의작 은 부품들과같은 3차원물체에균일하게코팅할수 있다는장 점이있다. 기존의화학기상증착법에서는모든표면이활성가스 에 노출되지 않기때문에 매우어려웠다. 순환유동층 화학기상 증착법공정은 수마이크론에서수 mm 크기의입자에나노스 케일의 금속이나세라믹을 경제적인 방법으로 코팅할수 있는 기술이다.
순환유동층 화학기상증착 공정에서는 고운 입자들(fine
powders)이고농도로고속의유동층기체층(난류유동층영역)으로
투입된다. 난류유동층영역에서는응집력이강한(cohesive) Geldart
C group에속한미립자도응집(agglomeration)이거의없이균일하
게 조절할수 있다. 고속반응기(transport reactors)와는달리높 은고체농도가얻어지며, 따라서경제적인공정이다. 유동화상태에 서입자들은가열되고유기금속전구체(organometallic precursor; 일 반적으로카르보닐기또는금속알킬기)가첨가되고분해되어원하 는코팅물질과유기부산물이된다. 유기부산물은그후에시스템 에서제거된다. 공정에서합성과분해의효율이높기때문에다른 입자합성이나밀링공정에비해가격경쟁성이있으며또한구성 물질의분포도상대적으로균일하다.
본연구에서는유동층기술을응용한 FB-CVD 장치를사용하여 여러가지조업조건에서비드에티타니아를증착하는방법으로광 촉매를제조하였다. 또한, 제조된광촉매들의특성화및광반응성 측정을통하여최적조업조건을결정하였다.
Table 1. Possible substrates and coating materials in FB-CVD
Coating materials Substrates
niobium (Nb), tantalum (Ta), rhenium (Re), molybdenum (Mo), tungsten (W), platinum (Pt), palladium (Pd), iridium (Ir), ruthenium (Ru), lead (Pb), zinc (Zn), silver (Ag), copper (Cu), nickel (Ni), cobalt (Co), iron (Fe), titanium (Ti), zirconium (Zr), hafnium ( Hf), aluminum (Al), magnesium (Mg), silicon (Si), boron (B), chromium (Cr), most of their carbides, oxides, nitrides, intermetallics
metal powders, boron carbide, silicon carbide, alumina (Al2O3), diamond, tungsten carbide, titanium nitride, titanium diboride, silicon carbide whiskers and platelets, tungsten, carbon, milled carbon fibers, intermetallics, oxides, hollow carbon, glass, ceramic spheres
2. 실 험 2-1. FB-CVD실험장치및 제조방법
Fig. 1에는본연구에서광촉매를제조하기위해사용된유동층
기상화학증착(fluidized bed chemical vapor deposition: FBCVD) 장 치의개략도를나타내고있다.
실험장치는조작부와장치부로나누어지며, 장치부는스테인리스 재질의유동층반응기로상부에는유동층내부의압력과온도를측 정할수있는진공게이지(vacuum gauge)와열전대(thermocouple)
가설치되어있고, 하부에는가스주입구와전구체주입구그리고 하부압력과온도를측정할수있는진공게이지와열전대가설치되
어있다. 히터는유동층장치내부의온도를상온에서 1,000oC까
지제어할수있게제작되었다.
유동층반응기는외부가열형의히터내에관형의수직형태로설 치되었고, 전구체를 기화시키는발포기에내부의 압력과온도를 측정할수 있게진공게이지와열전대를그리고온도를 상온에 서 250oC까지조절할수 있는히터를설치하여 제작되었다. 진
공펌프는유동층장치내부의압력을 1~20 torr까지제어할수
있는용량의진공펌프가설치되었고, 유동층반응기내부로들어 가는가스를제어하기위해가스배관의중요부분에는 on/off 밸 브가설치되었다.
진공게이지는유동층반응기상부에 1개, 유동층반응기하부에
1개그리고발포기의압력을측정하기위해발포기에서반응기로 연결되는배관에 1개가설치되어모두 3개의진공게이지가설치되 었다. 유동층반응기상부와하부에설치된진공게이지의변동범위
는 0~1,000 torr이고발포기에는변동범위 0~100 torr의진공게이
지가설치되었다.
조작부는유동층내부진공과발포기의압력을측정하는진공지 시계(vacuum indicator), 온도계, 각부분의전기스위치, MFC(mass flow controller), 배관가스 on/off 밸브스위치로구성되어있다.
FB-CVD 공정의조업과정을살펴보면, 광촉매의전구체로금속
알콕사이드인 TTIP(titanium tetraisopropoxide (Ti(OC3H7)4,
Aldrich)를발포기에충진하고반응기의내부조건은저압, 고온
상태로유지하면서유동화가스(Ar)를사용하여 모재(substrate)
를유동화시킨다. 아르곤가스를사용하여발포기(bubbler)에충 진된전구체를포기하고반응기에공급한다. 유동층반응기에공
급된전구체와 산화제 O2가 만나서유동층 반응기내부의온도 와압력조건에의해비드표면에티타니아가코팅된다. 본연구 에서광촉매의모재는알루미나비드, 실리카비드, 글라스비드 를사용하였고, 반응기온도, 압력, 모재그리고산소농도를변화 시켜가며 광촉매를제조하였다. 조업조건및 변수는 Table 2에 자세히나타내었다.
2-2. 비드에고정된 TiO2 광촉매의특성화및 광분해반응
FB-CVD를사용하여여러가지조업조건에서광촉매가코팅된
비드의물리화학적물성을여러분석장치를사용하여파악하였다.
분석장치로는 FE-SEM, XPS, XRD 등을사용하여증착된광촉매
물질의상(phase)과표면및단면의조성및형태와같은물리화학
적특성을파악하였다.
Fig. 2에는제조된광촉매에대하여광분해활성을측정하기위
해사용된기상광분해반응기장치의개략도와사진을나타내고
있다. 반응기는흡착을최대한줄이기위하여 poly carbonate로제
작되었다. 회분식형태의반응기(부피: 16,625 cm3)로들어가는아 세트알데히드는 micro syringe를통하여주입하였다. 반응기내부
에서 UV 조사에의해반응이이루어진가스의농도는 GC(Hewlett
Packard Series II 5890, Column: HP-FFAP)에의해분석되며, 또한
CO2분석기(Thermo Environmental Instruments Inc. Model 41H)
를통하여실제광분해된아세트알데히드의양을측정하였다. 실 험에사용된아세트알데히드(CH3CHO, Aldrich Co., USA)는상용 제품을더이상정제하지않고사용하였으며아세트알데히드농도
는 100 ppmv에서광분해반응실험을하였다. 아세트알데히드는액
상으로반응기에주입하였고, 반응은아세트알데히드가기화하여 농도평형상태가된후상온상압의조건에서실시하였다. 농도평형 상태는아세트알데히드주입후약 20분경과후이루어졌으며, 아 세트알데히드가시료에흡착및광분해됨으로농도는점점떨어
Fig. 1. schematic of apparatus for fluidized bed chemical vapor dep- osition(FB-CVD).
Fig. 2. Apparatus for photocatalytic degradation of acetaldehyde in gas phase.
Table 2. Preparation conditions and variables of FB-CVD Substrate Alumina , Silica gel, Glass Beads Gas flow rate
[cc/min]
Ar 300~650 425~475 450~490
Oxygen 0~400 200
With precursor 100
Pressure [torr] 5, 10, 30
Temperature [oC] 400, 500, 600, 700
Deposition time [hr] 0.5~8
진다. 아세트알데히드는포름알데히드를중간생성물로해서최종적 으로는 CO2와 H2O로생성된다. 광촉매로유해물질의저감을실험
하는경우아세트알데히드와같은대상가스의농도가줄어들지만 광촉매에의한광분해보다는담체에흡착되어농도의감소가이루 어지는경우가많기때문에본실험에서는저감되는대상가스와증 가하는 CO2의농도를함께측정하였고실제로흡착되는양과광분 해되는양을분리하여, 실제광촉매의효과를측정하였다. 담체에 흡착되어대상가스의농도가줄어드는경우담체의활성사이트가 시간이감에따라감소할뿐만아니라, 흡착된유해가스가다시탈 착되어대기중으로방출될수가있으므로흡착과광분해에의한 대상가스저감은구별되어야한다.
3. 결과 및 고찰 3-1.광촉매의특성분석
Fig. 3에는 FE-SEM에의해여러가지조업시간에따라제조된
티타니아가박막증착된글라스비드의단면과조업시간에따른막 의두께를도시한그래프를나타내고있다. 그림과같이비교적균 일한두께로티타니아가증착되어있음을확일할수있었고, 증착
된두께는 FB-CVD의조업시간을증가시킴에따라선형적으로증
가함을알수있었다.
Fig. 4에는글라스비드, 실리카비드그리고알루미나비드위에
티타니아를증착한광촉매의표면을 FE-SEM을이미지를통해나 타내고있다. 그림과같이글라스비드위의티타니아는비교적매 끄럽게증착되었고, 실리카위의티타니아는입자의형태로증착되 었으며알루미나위의티타니아는결정상을이루며증착됨을알수 있었다.
Fig. 5에는티타니아가박막증착된알루미나비드의결정상을
XRD를통해분석한결과를나타내고있다. 일반적으로 XRD 분석 을수행하기위해서는분석하려는물질의함량이약 3％이상포함 되어있어야하는것으로알려져있다. 그러나티타니아가박막증 착된입자의경우시료의특성상박막증착된물질의결정상을파 악하는것은매우어렵다. 따라서본연구에서는증착시간을길게 하여막의두께를두껍게하는방법을시도하였고성공적으로 XRD
분석을수행할수있었다. 그림에나타난바와같이알루미나와티 타니아가나타났으며, 결정상의형태는모두루타일로파악되었다.
Fig. 6에는티타니아막두께에따른결정상을파악하기위해조
업시간을조절하여유리비드위에막의두께가각각다른티타니아를
Fig. 3. Cross-section image of titania/glass beads at operation time of 20 min(a), 1 hr(b) and 8 hr(c). The film thickness of titania/glass beads as a function of operation time(d).
Fig. 4. FE-SEM images of surfaces of titania/glass, titania/silica-gel, and titania/alumina beads.
Fig. 5. Crystalline phases of titania deposited on alumina beads as proved by XRD (Ti: titania, Al: alumina).
증착하여그결정상을분석한결과를나타내고있다. 그림에나타난 바와같이박막증착된티타니아의결정상은대부분아나타제(anatase)
와루타일(rutile)로이루어졌으며상대적으로아나타제가루타일보다
많은것을알수있었다. 막의두께가증가함에따라피크의모양이 더욱선명하게나타났으며, 이는 XRD 분석의특성상상대적으로많 은양의티타니아가검출되었기때문으로추측된다.
알루미나, 실리카그리고글라스비드위에증착된티타니아표면의
화학적조성을살펴보기위하여각각의경우에대해 XPS 분석하였고,
그결과를 Fig. 7에나타내었다. 그림에나타난바와같이세가지광
촉매모두화학적성분의대부분이티타늄과산소로구성되어져있으 며주불순물로탄소가포함되어있음을알수있었다.
3-2.조업조건 및변수에따른광분해특성
모재(알루미나, 실리카, 유리비드)와반응기의온도(400~700oC)
를변화시키며제조된광촉매의아세트알데히드광분해반응성결
과를 Fig. 8에나타내었다. Fig. 8에서좌측의그래프들은아세트알
데히드농도감소율을나타내고있으며, 우측의그래프들은생성되 는이산화탄소의농도를나타내고있다. 그림에나타난바와같이 티타니아가박막증착된알루미나비드의경우유동층의온도가
600oC에서만들어진광촉매가아세트알데히드농도감소율이가 장높았고, CO2생성속도도가장빨라서가장높은광반응성의결 과를나타내었다. 티타니아가박막증착된실리카겔의경우에는
4가지광촉매모두 10분안에아세트알데히드가완전히분해및흡 착되었고이러한광촉매들중 600oC에서제조된광촉매의경우에 는아세트알데히드를주입하자마자모두흡착되었다. 그러나 CO2
생성속도는아세트알데히드농도의감소율에비해아주느린것 으로나타났다. 이와같은결과는티타니아가박막증착된실리카 겔의경우아세트알데히드의광분해능이우수하기보다는흡착능이 뛰어난것으로판단되었다. UV 램프를켜지않고실험을수행한 경우(광촉매반응이진행되지않는경우) 빠른속도로아세트알데
Fig. 7. XPS analyses of (a) titania/alumina, (b) titania/silica gel, and (c) titania/glass beads.
Fig. 8. Photocatalytic activities of photocatalysts prepared with dif- ferent substrates and operation temperature of fluidized bed.
Fig. 6. Crystalline phases of titania deposited on glass beads as proved by XRD (A: anatase, R: rutile).
히드가감소하나 CO2가발생되지않았고, UV 램프를켜고실험을 수행하는경우(광촉매반응이진행되는경우)에도비슷하게빠른 속도로아세트알데히드가감소하고광반응의결과물로 CO2가증가 하는것을확인하였다. 따라서본논문의연구결과의경우 C/C0의변 화와 CO2생성이차이가나는것은중간체생성때문보다는흡착 으로판단된다. 그리고티타니아가박막증착된글라스의경우에는 아세트알데히드의농도감소율과 CO2생성속도모두저조하게나 타났다. 모재와층의온도에따른광반응성을종합적으로살펴보면,
알루미나를모재로사용하고 600oC에서제조된광촉매의경우가 장우수한광반응성을나타내었다. 모재로서알루미나가제일좋은 이유는모재의표면형태및성질그리고증착된티타니아의형태 와관계가있는것으로판단된다. 실리카의경우비표면적이넓고 기공이많아티타니아가견고한박막보다는나노입자의형태로코 팅되고흡착능은뛰어나나, 일부기공으로증착된티타니아가반응 물과충분한접촉을가질기회가적어알루미나보다반응성이떨 어지며, 글래스의경우표면이매끄러워반응표면적이적어알루미 나보다반응성이떨어졌다. 글래스의경우표면강도가알루미나보 다떨어져입자들이격렬하게부딪히는유동층내에서입자들의충 돌에의해표면이매끄러워지는것으로추측된다. 알루미나의경우
표면에비표면적을증가시키는결정을이루며고르게박막증착되 어광반응성이우수하여모재로서제일우수하다고판단된다.
Fig. 9에는 FB-CVD 조업조건중유동층반응기압력에따른티
타니아/알루미나비드의광분해반응성결과를나타내고있다. 그
림에나타난바와같이 5 torr 조건에서제조된광촉매가가장우수
한광반응성을나타내었고, 10 torr 조건과 30 torr 조건에서제조 된광촉매의경우에는서로비슷한경향을나타내고있다. 이와같
이 FB-CVD의조업조건중압력의조건 5 torr의경우최적조업
조건으로나타났다. 일반적으로화학기상증착에서는압력이낮을 수록좋은질의박막이형성되는것으로알려져있다. 이는압력이 높을수록기상의분자밀도가높아지고모재의표면과반응하여고 질의박막을형성하는데방해요인으로작용하기때문이다. 같은이 유로본연구에서도압력이낮은경우좋은질의박막이형성되어 반응성이높아지는것으로판단된다.
산소농도에따라제조된광촉매의아세트알데히드광분해반응
성결과를 Fig. 10에나타내었다. 그림에나타난바와같이아세트
알데히드의광분해속도는산소유량이 400 cc/min의경우에가장 빠르게나타났고산소를흘려보내지않고제조한광촉매의경우다
른 4가지광촉매보다느리게나타났다. CO2생성속도는 100cc/min
의경우가장빠르게나타났고아세트알데히드의광분해속도결과 와마찬가지로산소를흘려보내지않고제조한광촉매의경우에가 장반응이느린것으로나타났다. 그러나그차이가크지않기때 문에산소의농도는광촉매의반응성에영향을미치지않는것으 로판단된다.
4. 결 론
본연구에서얻어진결론을요약하면다음과같다.
(1) 광촉매나노코팅입자개발을위하여기존의광촉매제조와 다른방법인새로운개념의유동층화학기상증착법을사용하여티 타니아가박막증착된입자를성공적으로제조하였으며, 제조된광
촉매에대하여 FE-SEM, XRD, XPS의특성화분석을수행하였으
며여러가지조업조건에따라제조된광촉매의최적조업조건을 결정하기위하여기상에서광활성도측정을수행하여광반응성을 비교분석하였다.
(2) 제조된광촉매의특성화를통해티타니아가비드에균일하게 증착된것을확인하였고, 조업시간의증가에따라광촉매막의두 께가선형적으로증가함을확인할수있었다.
(3) 최적 FB-CVD 공정의조업조건을결정하기위하여모재에
따라제조된광촉매의광반응성을기상에서측정하였으며그결과,
알루미나를사용하여제조한광촉매의경우가장높은반응성을나
타내었고, 600oC에서제조한경우가장높은반응성을나타내었다.
(4) FB-CVD 공정에서압력의영향을살펴보기위하여압력에
따라제조된광촉매의광반응성을측정한결과압력이낮을수록
(5 torr) 높은반응성을나타내었다.
(5) FB-CVD 공정에서산소농도의영향을살펴보기위하여산소
의유량에따라제조된광촉매의광반응성을측정한결과산소농 도가높을수록반응성이높게나타났으나그차이가크지않았기 때문에산소의농도는광촉매의반응성에큰영향을미치지않는 것으로판단되었다.
Fig. 9. Photocatalytic activities of prepared titania/alumina photocat- alysts with pressures.
Fig. 10. Photocatalytic activities of prepared titania/alumina photo- catalysts with flow rates of oxygen.
(6) 본연구의실험결과를바탕으로 FB-CVD 공정에서광촉매를 제조하는데영향을미치는여러가지조업조건의영향을살펴본 결과최적의조업조건을결정할수있었다. 추후의연구에서는보 다넓은범위에서자세한조업변수에따른영향과광촉매제조에 있어서효율을높이기위한연구개발이추후에필요할것으로판 단된다.
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