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금속 산화물 나노 입자

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열변색 응용을 위한 일부 나노재료
    열변색 응용을 위한 일부 나노재료

열변색성(Thermochromism)은 온도 변화에 따라 재료의 색상이 변하는 현상을 말합니다. 이러한 변화는 일반적으로 재료의 전자 또는 분자 구조의 변화로 인해 발생합니다. 적용 원리는 주로 다음과 같은 측면을 포함합니다. 1. 열변색성 물질의 분자는 가열되면 구조적 또는 전자적 에너지 준위가 변화하여 특정 파장의 빛의 흡수 또는 반사가 변경됩니다. 이러한 변화는 분자 간의 상호 작용을 변경하고 방향이나 형태를 변경하는 등을 통해 달성될 수...

광촉매 나노물질의 분류

  • December 28,2022.

광촉매 나노물질의 분류

 

촉매는 전 세계 각계 각층에서 널리 사용되고 있으며 촉매에 대한 이론적 연구는 청정 에너지, 환경 보호 및 기타 측면에서 크게 발전했습니다. 그 중 광촉매 물질은 빛의 조건에서 화학 반응이 일어나는 데 필요한 반도체 촉매 물질을 말한다. 광촉매 기술은 상온에서 햇빛을 직접 이용하여 각종 유기오염물질을 2차 오염 없이 완전 광물화할 수 있는 고유한 특성으로 인해 이상적인 환경오염 제어 기술이 되었습니다. 최근 몇 년 동안 우리나라의 많은 분야의 연구자들이 광촉매 연구 분야에 합류하여 보다 활발한 분야가 되고 빠르게 발전하고 있습니다. 동시에, 환경 보호와 신 에너지 분야는  최근 몇 년 동안 급속히 발전했으며 광촉매 재료 거대한 시장  수요 에 직면해 있습니다.

 

그렇다면 광촉매 물질에는 어떤 종류가 있을까요?

 

1. 나노 산화물 TiO2, Fe2O3, WOx, Al2O3, CuO, NiO, ZnO 및 기타 표면 부하 귀금속과 같은 귀금속, 그래핀 및 탄소 나노튜브가 표면에 지지된 나노 광촉매 물질;

 

2. CdS-ZnO, CdS-SnO, CdS-TiO2, CdSe-Tioz, SnO-TiO2 등과 같은 표면결합 나노반도체 광촉매;

 

3. BaTiO3, SrTiO3, LaFeO3 등의 페로브스카이트 산화물 구조로 이루어진 광촉매;

 

4.  흡착제 담체(예: 실리카, 제올라이트, 알루미나, 활성탄) 표면의 TiO2 및 ZnO와 같은 흡착제  지지체 에 지지된 광촉매;

 

5. TiO2 , Fe2O3, WO3, SnO2, CuO, Al2O3, ZnO 등과 같은 나노 금속 산화물

 

나노 텅스텐 삼산화물 (WO3)  은 전자파를 흡수하는 능력이 강하고 우수한 태양 에너지 흡수 재료 및 보이지 않는 재료로 사용될 수 있으며 안정성이 우수합니다. 텅스텐 삼산화물 나노입자 는 비표면적이 크고 표면 효과가 크며 이 특별한 촉매 성능을 가지고 있습니다. 전이 금속 화합물인 나노 텅스텐 산화물 (WO3)  은 와이드 밴드갭 n형 반도체이며 전위에 민감한 물질입니다.

 

반도체 나노 입자를 광촉매로 사용하기 위한 이론적 근거는 한편으로는 양자 크기 효과가 반도체 에너지 갭을 넓히고 전도대 전위는 더 음이 되고 가전자대 전위는 더 양수가 된다는 것입니다. 이를 통해 더 강력한 산화 환원 능력을 얻을 수 있습니다. 한편, 나노입자의 비표면적은 기존 물질보다 훨씬 큽니다 . 티쌀알 크기의 나노물질 표면적은 축구장 크기와 맞먹는다. 나노 물질은 오염 물질을 흡착하는 능력이 강하여 촉매 반응 속도를 향상시키는 데 매우 유용합니다. 또한 입자 크기가 작을수록 전자와 정공의 재결합 확률이 작아지고 전하 분리 효과가 좋아 촉매 활성이 향상됩니다.


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