[표면공학]TiO2 양극산화(광촉매)

소개글

1. 실험목적
- 황산첨가에 따라 TiO2가 어떻게 변하는지 관찰하고 이에 인산이 미치는 영향
을 알아본다.

목차

1. 실험목적
2. 이론적 배경
※ 몰농도 계산법
※ 표면적과 비 표면적
※TiO2 의 응용
3. 실험방법
5. 고찰
6. 참고자료

본문내용

1. 실험목적
- 황산첨가에 따라 TiO2가 어떻게 변하는지 관찰하고 이에 인산이 미치는 영향
을 알아본다.

2. 이론적 배경
- 티타늄은 은백색 금속으로, 전성과 연성이 있고, 가열에 의해서 단련할 수 있 으며, 내부식성이 있기 때문에 여러가지 용도로 쓰이며 공업에서도 중요하게 사용하는 금속이다. 탄소강과 거의 같은 강도에 열전도율이나 열팽창률이 작고 또 상온에서 강도의 변화가 일정한 것이 특징이다. 또한, 산에 매우 강하며 바닷물에 대한 내식성이 매우 좋다. 또한 이런 특성으로 인해 많은 금속과 합금의 원료가 되고 있다.
TiO2의 결정구조는 다음과 같은 Anatase, Rutile, Brookite의 3종류가 있다.

Anatase 구조
정방정계 비중 3.8~3.9
광촉매 활성이 큼
Band gap : 3.23eV
고온에서 rutile로 전이
백색안료 광촉매용

Rutile 구조
정방정계, 비중 4.2
낮은 광촉매 활성
Band gap : 3.0eV
백색안료, 전자재료등



Brookite 구조
사방정계
불안정하여 전이상태로 관찰
공업적으로 사용 않음



※ 몰농도 계산법
- 몰농도 : 용액 1L에 들어 있는 용질의 몰수. (용질의 몰수/용액의 부피)
몰농도는 부피당 농도. 이는 mol/ℓ, 또는 기호 M으로 표시한다.
몰농도 = ( 10 × %농도 × 밀도 ) / (분자량)

※ 표면적과 비 표면적
-화학반응이 일어나기 위해서는 먼저 반응물 입자간의 충돌이 일어나지 않으면 안 된다. 따라서 반응물 입자간의 충돌이 잦으면 잦을수록 반응속도는 커진다. 반응물에 고체덩어리물질이 있으면 충돌될 수 있는 조건이 나쁘다. 고체물질과의 충돌횟수를 늘리는 방법은 고체를 잘게 부수어 표면적을 늘리는 것이다. 이와 같은 효과는 위의 그림에 나타나 있다. 왼편의 정육면체의 모서리가 10cm이라면 표면적은 600cm2이지만, 같은 부피를 각 모서리가 1cm인 정육면체로 쪼개면 표면적이 6cm2인 입자가 1000개가 되고, 표면적은 10배로 늘어난다. 표면적 증가에 의해 반응속도가 증가하는 예로 탄광에서의 폭발사고를 들 수 있다.

참고 자료

- 광촉매 TiO2의 특성 및 제조방법과 전망 ; 지충수
- 전기화학적 방법에 의한 광촉매용 TiO2 의 제조와 특성분석 ; 장재명
- 광촉매 TiO2의 아노다이징에 의한 제조 및 특성 ; 유창우