KR102360632B1 - 가시광 감응 비스무스페라이트 나노결정 복합체, 그 제조방법 및 이를 이용한 광촉매 - Google Patents
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Abstract
Description
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 500 ℃에서 소성한 비스무스페라이트 복합체 나노 결정의 XRD 패턴이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비스무스페라이트 복합체의 전자현미경(SEM) 사진과 energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) 결과이다.
도 4는 비스무스페라이트 복합체의 FT-IR 스펙트럼이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 비스무스페라이트 복합체의 원소별 X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) 스펙트라이다.
도 6의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 비스무스페라이트 복합체의 UV-visible 확산 반사 스펙트럼이고 도 6의 (b)는 광자 에너지에 대한 Kubelka-Munk 함수 F(R)의 제곱근 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유리 비드에 코팅된 비스무스페라이트 복합체 광촉매와 가시광 LED 램프에 의한 포름알데히드 분해 실험결과를 나타낸 그래프이다.
Claims (13)
- Ni 이온이 결합된 BiFeO3 결정성 입자와 Bi24Fe2O39 결정성 입자가 혼재되어 BiFeO3 결정성 입자와 Bi24Fe2O39 결정성 입자가 응집되어 있고, 결정 크기는 30~60 nm이며, 불규칙한 다각형 구조의 형상을 가지고, 600 nm까지 자외선과 가시광선을 흡수하며 585~610 nm 영역의 가시광 LED 빛에 광화학 반응하는 것을 특징으로 하는 가시광 감응 비스무스페라이트 나노결정 복합체.
- 다음 단계를 포함하는 제1항의 가시광 감응 비스무스페라이트 나노결정 복합체의 제조방법:
(a) 비스무스질산염(Bi(NO3)3·5H2O)과 철질산염(Fe(NO3)3·9H2O)를 제1 용매에 첨가, 혼합하여 졸겔 반응시키는 단계;
(b) 상기 (a) 단계의 반응물에 니켈질산염(Ni(NO3))을 첨가하고 가열하여 반응시키는 단계;
(c) 상기 (b) 단계의 반응물을 건조시켜 분말을 수득한 다음, 상기 분말과 암모니움카보네이트((NH4)2CO3)를 제2 용매에 첨가하고, 가열하여 반응시키는 단계; 및
(d) 상기 (c) 단계의 반응물을 건조하고 400~600 ℃의 온도에서 소성시켜 분말을 수득하는 단계.
- 제2항에 있어서, 상기 제1 용매 및 제2 용매는 알코올 및 알콕사이드로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 가시광 감응 비스무스페라이트 나노결정 복합체의 제조방법.
- 제3항에 있어서, 상기 알코올은 2-프로판올, 에탄올 및 부탄올로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 가시광 감응 비스무스페라이트 나노결정 복합체의 제조방법.
- 제2항에 있어서, 상기 비스무스질산염과 철질산염의 몰비는 1:1 ~ 1:5인 것을 특징으로 하는 가시광 감응 비스무스페라이트 나노결정 복합체의 제조방법.
- 제2항에 있어서, 상기 비스무스질산염과 제1 용매의 몰비는 1:50~1:80인 것을 특징으로 하는 가시광 감응 비스무스페라이트 나노결정 복합체의 제조방법.
- 제2항에 있어서, 상기 (a) 단계, (b) 단계 및 (c) 단계의 반응 온도는 60~80℃이고, 반응 시간은 3~5시간인 것을 특징으로 하는 가시광 감응 비스무스페라이트 나노결정 복합체의 제조방법.
- 제2항에 있어서, 상기 (b) 단계의 니켈질산염의 함량은 비스무스질산염과 철질산염의 합에 대해 1~5wt%인 것을 특징으로 하는 가시광 감응 비스무스페라이트 나노결정 복합체의 제조방법.
- 제2항에 있어서, 상기 (c) 단계의 암모니움카보네이트의 함량은 비스무스질산염과 철질산염의 합에 대해 2~10wt%인 것을 특징으로 하는 가시광 감응 비스무스페라이트 나노결정 복합체의 제조방법.
- 제2항에 있어서, 상기 (d) 단계의 건조는 110~150 ℃의 온도에서 5~24시간 동안 수행하고, 상기 소성은 3~10시간 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 가시광 감응 비스무스페라이트 나노결정 복합체의 제조방법.
- 제1항의 가시광 감응 비스무스페라이트 나노결정 복합체를 포함하는 광촉매.
- 제11항에 있어서, 상기 광촉매를 포름알데히드의 분해반응에 이용하는 것을 특징으로 하는 광촉매.
- 제1항의 가시광 감응 비스무스페라이트 나노결정 복합체를 포함하는 포름알데히드 제거제.
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KR102108013B1 (ko) | 2017-12-12 | 2020-05-08 | 울산대학교 산학협력단 | 바륨이 도핑된 비스무스 산화철 함유 광촉매 및 이를 이용한 수처리 방법 |
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C. Ponraj et al., Mater. Res. Express, 6, 084006 (2019.05.24)* |
P. Raksa et al., Ferroelectrics, 492, 150~158 (2016.02.17)* |
S. Bera et al., Solar Energy Materials and Solar Cells, 194, 195~206 (2019.02.21)* |
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