Citation : 이다연 외. 산화제인 H2O2를 이용한 TiO2필름의 전기화학적 제작조건에 관한 연구. 제68회 전국과학전람회, (2022)
연구자 : 이다연, 최희웅, 지승현
지도교사 : 이인호
대회 : 제68회 전국과학전람회
중요단어 : 산화제, 과산화 수소(H2O2), 이산화 티타늄(TiO2), 양극산화, 주사 전자 현미경(SEM), 푸리에 변환 적외선 분광법(FT-IR), 엑스선 회절(XRD)
요약 :
우리가 진행한 연구는 H2O2를 이용해서 TiO2 film을 제작하는 조건에 대해 알아보는 것으로 TiO2는 특히나 반도체 광촉매 재료로서 큰 주목을 받고 있다. 그러나 기존의 제작법들은 고온, 고압, 고전압 등 조건이 까다로워 ITO나 flexible한 전도성 고분자 위에 TiO2를 형성할 때 제한점이 생긴다. 이를 극복하고자 Ti를 먼저 film 형태로 형성시키고 전기화학적인 양극산화 반응을 통해 TiO2를 생성하는 방법을 설계해보았다. 이후 반응 메커니즘을 예측한 후 티타늄 foil을 활용해 일정 pH에서 H2O2의 농도에 따른 TiO2의 생성 여부를 FT-IR과 XRD를 이용해 정성 분석했다. FT-IR을 통해 성분 분석을 한 결과, 160nm 파장대의 피크와 340nm 파장대의 피크를 통해서 TiO2가 생성되었고, 과산화수소와 염산의 혼합 용액을 사용했을 때만 생성되었음을 확인했다. 이를 통해서 TiO2가 양극산화 반응을 통해 생성되었음을 알 수 있었다. 더 나아가 농도별로 제작한 기판들을 SEM을 통해 관찰한 결과, 전체적으로 매끈한 면 위에 피막이 한 층 올라간 구조를 띠는 것을 확인할 수 있었다. 또한 국소적인 부분을 확대해서 보았을 때 거친 면을 갖는 것을 통해 간접적으로 TiO2 피막이 형성되었음을 확인할 수 있었다. 추후 Sputer을 이용해 ITO 위에 Ti를 형성시킨 후 동일한 반응을 진행시켜 제작한 TiO2의 광촉매로서의 특징에 대한 연구를 진행할 예정이다.
Reference
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출처 : 국립중앙과학관 전국과학전람회