오염물질 분해기능을 갖는 SiO2/TiO2 나노입자의 저반사 표면코팅 (Low-Reflection Surface Coating of SiO2/TiO2 Nanoparticles with Pollutant Decomposition Function)

서지정보

· 발행기관 : 한국산학기술학회
· 수록지 정보 : 한국산학기술학회논문지 / 26권 / 2호 / 102 ~ 107페이지
· 저자명 : 강혜주, 김기출

초록

건물의 유리창 및 태양전지의 표면을 오염시키는 유기물질을 제거하는 광분해 기술이 주목받고 있다. 이산화티탄(TiO2) 나노입자는 광분해 효율이 우수하지만 코팅시 투과율이 저하되는 문제점이 있다. 본 연구에서는 졸-겔 공정으로 실리카(SiO2) 나노입자와 TiO2 나노입자를 합성하여 오염물질 분해기능을 갖는 SiO2/TiO2 나노입자의 저반사 표면코팅에 대하여 연구하였다. 나노입자의 크기와 표면형상은 전자현미경으로 분석하였고, 결정학적 특성은 FT-IR 분광학과 X선회절법으로 확인하였다. TiO2 나노입자의 광분해 특성은 TiO2 나노입자가 분산된 메틸렌블루(MB) 용액에 자외선(UV)을 조사한 후 흡광도를 측정하여 평가하였다. 각각의 나노입자를 슬라이드 글라스에 딥코팅 후, 투과율을 측정하여 반사 특성을 확인하였다. SiO2는 35 nm의 크기를 갖는 표면이 매끈한 구형으로 합성되었고, TiO2는 10 nm의 크기를 갖는 아나타제 결정상으로 합성되었다. TiO2 나노입자가 분산된 MB 용액에 UV를 2시간 조사하면 약 79%의 MB가 광분해되었다. TiO2, SiO2, SiO2/TiO2 나노입자 코팅 시료의 가시광선 영역에서 평균 투과율은 각각 89.6%, 91.4%, 및 90.3% 이었다. 이것은 TiO2 나노입자의 코팅에 의해 감소된 투과율이 SiO2 나노입자의 코팅으로 보완되었음을 의미한다.

영어초록

Photodegradation technology for removing organic materials that pollute the surface of windows and solar cells has attracted considerable attention. Titanium dioxide (TiO2) nanoparticles (NPs) exhibit excellent photodegradation efficiency but reduce the transmittance of the coating surface. This study examined a low-reflection surface coating of SiO2/TiO2 NPs with a pollutant decomposition function by synthesized SiO2 and TiO2 NPs using the sol-gel method. The size and surface morphology of the NPs were analyzed by electron microscopy, and the crystallographic characteristics were confirmed by Fourier-transform infrared spectroscopy and X-ray diffraction analysis. The photodegradation properties of TiO2 NPs were evaluated by measuring the absorbance after irradiation ultraviolet (UV) light to methylene blue (MB) solution containing TiO2 NPs. The transmittance was measured to confirm the reflection characteristics with dip-coated slide glass. The silica NPs were spherical, 35 nm in diameter. The TiO2 NPs were anatase, 10 nm in diameter. Approximately 79% of the MB solution was photodegraded under UV irradiation for two hours. The average transmittance of the TiO2, SiO2, and SiO2/TiO2 coatings in the visible light range was 89.6%, 91.4%, and 90.3%, respectively. Hence, the reduced transmittance caused by the TiO2 NP coating was compensated for by the SiO2 NPs coating.

참고자료

· 없음