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티타늄 모재를 불소함유 전해질에 넣고 양극산화시켜 티타늄 모재 상에 티타늄산화물 나노구조체를 형성하는 단계;상기 티타늄 모재를 열처리하여 비정질 티타늄산화물 나노구조체로 변환시키는 단계;비정질 티타늄산화물 나노구조체를 포함한 티타늄 모재 상에 조촉매 나노입자를 증착하는 단계;조촉매 나노입자가 증착된 티타늄 모재를 pH 버퍼용액에 넣고 전원을 인가하여 비정질 티타늄산화물 나노구조체의 Ti4+를 Ti3+로 환원시키는 단계; 및Ti3+가 자가도핑된 비정질 티타늄산화물 나노구조체를 소성하여 자가도핑된 결정질 티타늄산화물 나노구조체로 변환시키는 단계;를 포함하여 이루어지며, 상기 조촉매 나노입자가 증착된 티타늄 모재를 pH 버퍼용액에 넣고 전원을 인가하여 비정질 티타늄산화물 나노구조체의 Ti4+를 Ti3+로 환원시키는 단계;는,pH 버퍼용액의 수소이온(H+)과 Ti4+이온의 반응에 의한 Ti4+의 Ti3+로의 환원과정이 진행됨과 함께,비정질 티타늄산화물 나노구조체에 산소공공(oxygen vacancy)이 형성되고, 산소공공(oxygen vacancy)과 Ti4+이온의 반응에 의한 Ti4+의 Ti3+로의 환원과정이 진행되는 것을 특징으로 하는 자가도핑된 이산화티타늄 광전극의 제조방법
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제 1 항에 있어서, 조촉매 나노입자가 산화물로 산화되어 조촉매 나노입자가 위치한 부위의 비정질 티타늄산화물 나노구조체에 산소공공(oxygen vacancy)이 생성되며,생성된 산소공공(oxygen vacancy)은 비정질 티타늄산화물 나노구조체의 Ti4+이온과 반응하여, Ti4+이온이 Ti3+이온으로 환원되는 것을 특징으로 하는 자가도핑된 이산화티타늄 광전극의 제조방법
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제 1 항에 있어서, 상기 조촉매 나노입자는 전이금속인 것을 특징으로 하는 자가도핑된 이산화티타늄 광전극의 제조방법
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제 1 항에 있어서, 상기 조촉매 나노입자는 백금계열의 전이금속이며, Pt와 Pd 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자가도핑된 이산화티타늄 광전극의 제조방법
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제 1 항에 있어서, 상기 조촉매 나노입자는 Cu와 Ag 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자가도핑된 이산화티타늄 광전극의 제조방법
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제 1 항에 있어서, 상기 pH 버퍼용액은 KH2PO4 용액, NaHCO3 용액 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자가도핑된 이산화티타늄 광전극의 제조방법
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광전기화학 반응이 진행되는 공간을 제공하는 광전기화학 수처리조;상기 광전기화학 수처리조에 구비된 광양극 및 음극;광양극 및 음극에 전원을 인가하는 전압공급장치; 및광양극에 가시광선 또는 자외선을 조사하는 광원;을 포함하여 이루어지며,상기 광양극은 전이금속 산화물을 구비함과 함께 Ti3+이온이 자가도핑된 이산화티타늄 광전극이며, 상기 광전기화학 반응은 자가도핑된 이산화티타늄 광전극의 광촉매 기작에 의해 생성된 수산화래디컬(·OH)과 유기오염물질과의 반응, 전원 인가에 의해 음극에서 생성된 과산화수소(H2O2)과 유기오염물질과의 반응을 포함하는 것을 특징으로 하는 자가도핑된 이산화티타늄 광전극을 이용한 광전기화학적 수처리장치
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제 8 항에 있어서, 상기 음극은 용존산소의 2전자 환원이 가능한 촉매가 담지된 전도성물질로 구성되며,상기 음극에 전원 인가시 용존산소, 음극의 환원반응에 의해 생성되는 수소이온(H+) 그리고 2전자(2e-) 간의 반응에 의해 과산화수소(H2O2)가 생성되는 것을 특징으로 하는 자가도핑된 이산화티타늄 광전극을 이용한 광전기화학적 수처리장치
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제 9 항에 있어서, 상기 용존산소의 2전자 환원이 가능한 촉매는 탄소나노튜브, 그래핀산화물(graphene oxide), 탄소섬유 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자가도핑된 이산화티타늄 광전극을 이용한 광전기화학적 수처리장치
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제 8 항에 있어서, 상기 전이금속 산화물은 백금계열 전이금속의 산화물이거나 구리산화물(CuO)과 은 산화물(AgO) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자가도핑된 이산화티타늄 광전극을 이용한 광전기화학적 수처리장치
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제 8 항에 있어서, 상기 광양극은 제 1 항, 제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조된 자가도핑된 이산화티타늄 광전극인 것을 특징으로 하는 자가도핑된 이산화티타늄 광전극을 이용한 광전기화학적 수처리장치
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