Pt@TiO₂@Metal Oxide 중공형 광촉매의 합성 및 광화학적 반응 적용 연구

국문 초록 (Abstract)

빛을 에너지원으로 하는 광촉매의 경우, 오염물질 저감 뿐만 아니라 물 분해를 통한 수소 생산과 같은 신재생 에너지 생산에 적용될 수 있는 유용한 기술로 알려져 있다. 가장 널리 이용되는 광촉매인 이산화티탄(TiO₂)은 뛰어난 경제성, 낮은 독성 및 높은 화학적 안정성 등의 장점이 있다. 그러나 TiO₂의 큰 밴드갭 에너지(Eg, 3.0~3.2V)와 광전자와 양공의 빠른 재결합 속도가 광화학적 반응에 단점으로 작용한다. 이를 극복하기 위한 노력으로 귀금속의 담지 기술이나, 비교적 작은 Eg를 갖는 금속 산화물과의 접합 기술이 적용되어 왔다. 본 연구진은 Pt가 고분산된 TiO₂에 낮은 Eg를 갖는 금속 산화물이 접합된 중공형 나노 입자를 디자인하여 높은 효율을 갖는 광촉매를 제조하고자 하였다. 중공형 입자의 큰 비표면적과 내부 빈 공간을 이용한 물질 전달 능력, 다양한 기능화 및 쉘 구조의 빛의 난반사를 통한 높은 광촉매적 효율 등의 장점을 갖는다. 제조된 촉매의 다양한 특성분석이 수행되었으며, 광화학적 산화-환원 반응에 적용한 결과 증대된 광촉매 성능이 확인하였다.