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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 정구환
- 발행연도
- 2022
- 저작권
- 강원대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수13
이 논문의 연구 히스토리 (5)
2021
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산화아연은 n형 반도성 재료로 전기적, 광학적 특성이 우수하며 자외선 영역에서 3.3 eV 밴드갭을 가지고 있다. 자외선 영역에 대한 물리적, 화학적 안정성과 함께 흡수율이 높아 광촉매 소재로 활용될 가능성이 높다. 또한 산화아연의 크기와 형상에 따라 물리적 특성의 차이를 보이며 이를 제어하는 것은 중요하다.
본 연구에서는 대기압 플라즈마 시스템을 이용하여 산화아연 합성을 수행하였다. 사이즈 및 결정성 측면에서 합성된 테트라포드의 광촉매 특성을 비교 분석하였다. 산소, 질소 혼합 가스로 방전된 대기 플라즈마 제트에 직경 10 ㎛의 구형 Zn 분말을 연속적으로 공급하였다. 합성된 산화아연은 60 cm 길이의 석영관 내부로부터 포집하였다. 인가전력과 포집위치에 따른 산화아연 나노입자의 구조적 변화를 확인하였다. 모든 합성된 나노입자는 tetrapod 형태로 합성되었고 인가전력과 포집위치에 따라 크기가 100-500 nm에 이렀다. 광촉매 특성을 평가하기 위해 산화아연 분말 1 mg을 농도 10 ppm을 갖는 메틸렌 블루 용액에 분산시킨 후 암실에서 자외선램프에 노출시켰다. 광촉매 특성을 확인한 결과 ZnO의 (101), (100) 결정면 비율에 따라 메틸렌 블루 용액의 분해 속도가 증가함으로써 향상된 광촉매 특성을 확인하였다.
본 연구에서는 대기압 플라즈마 시스템을 이용하여 산화아연 합성을 수행하였다. 사이즈 및 결정성 측면에서 합성된 테트라포드의 광촉매 특성을 비교 분석하였다. 산소, 질소 혼합 가스로 방전된 대기 플라즈마 제트에 직경 10 ㎛의 구형 Zn 분말을 연속적으로 공급하였다. 합성된 산화아연은 60 cm 길이의 석영관 내부로부터 포집하였다. 인가전력과 포집위치에 따른 산화아연 나노입자의 구조적 변화를 확인하였다. 모든 합성된 나노입자는 tetrapod 형태로 합성되었고 인가전력과 포집위치에 따라 크기가 100-500 nm에 이렀다. 광촉매 특성을 평가하기 위해 산화아연 분말 1 mg을 농도 10 ppm을 갖는 메틸렌 블루 용액에 분산시킨 후 암실에서 자외선램프에 노출시켰다. 광촉매 특성을 확인한 결과 ZnO의 (101), (100) 결정면 비율에 따라 메틸렌 블루 용액의 분해 속도가 증가함으로써 향상된 광촉매 특성을 확인하였다.
목차
Ⅰ. 서론 11. 연구 배경 12. 연구 목적 3Ⅱ. 이론적 배경 41. 산화아연(ZnO) 42. 광촉매 재료 63. 산화아연의 광학적 특성 71) 이종 원소 도핑을 통한 광학적 특성 향상 72) 구조 제어를 통한 광학적 특성 향상 84. 나노입자의 합성 91) 나노입자의 특성 92) 나노입자의 합성 방법 93) 대기압 마이크로웨이브 플라즈마를 이용한 나노입자 합성 105. 플라즈마 111) 플라즈마의 정의 112) 마이크로웨이브 플라즈마 116. 시료분석 방법 131) 주사 전자 현미경 (SEM) 132) X-선 회절 분석 (XRD) 153) X-선 광전자 분광법 (XPS) 172) 자외선-가시광선 분광법 (UV-vis) 19Ⅲ. 실험 방법 211. 대기압 마이크로웨이브 플라즈마 장치 212. 분석 방법 23Ⅳ. 결과 및 고찰 241. SEM (Scanning electron spectroscopy) 분석 242. XRD (X-ray diffraction) 분석 293. XPS (X-ray photoelectron spectroscopy) 분석 334. UV-vis (UV-vis spectroscopy) 분석 36Ⅴ. 결론 44Ⅵ. 참고문헌 45
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