CeO 2 /TiO 2 코어-쉘 나노입자의 합성

Synthesis of CeO 2 /TiO 2 core-shell Nanoparticles

본 연구에서는 CeO 2 표면에 Ti(SO 4 ) 2 의 가수 분해를 이용하여 TiO 2 를 성장시켜 코어-쉘 구조를 가지는 세라믹 나노입자를 합성 하였다. CeO 2 /TiO 2 코어-쉘 합성에서는 CeO 2 :TiO 2 의 몰비, 반응 시간, 반응 온도, CeO 2 슬러리 농도, Ti(SO 4 ) 2 의 pH 조절을 통하여 코어-쉘 구조를 가지는 최적의 합성 조건을 찾았다. CeO 2 :TiO 2 의 최적의 몰비는 1:0.2~1.1, 최적의 반응 시간은 24 시간, 최적의 CeO 2 슬러리 농도는 1%, 최적의 반응 온도는 50℃임을 알 수 있었다. NH 4 OH 수용액을 이용하여 Ti(SO 4 ) 2 의 pH를 1로 맞추어 CeO 2 슬러리에 적하하면 10%의 농도를 가지는 CeO 2 슬러리에서도 CeO 2 /TiO 2 코어-쉘 나노 입자를 합성할 수 있었다. 80℃이상의 높은 온도에서 반응을 시키면 CeO 2 /TiO 2 코어-쉘 구조가 아닌 독립된 TiO 2 나노 입자를 형성함을 알 수 있었다. 최적의 반응 온도는 50℃로서 가장 좋은 구조의 CeO 2 /TiO 2 코어-쉘이 합성되었다.

In this study, CeO 2 /TiO 2 nanoparticle with structure of core and shell was synthesized by growing TiO 2 onto the surface of CeO 2 according to hydrolysis of Ti(SO 4 ) 2 . Reaction time, temperature, concentration of CeO 2 slurry, pH control of Ti(SO 4 ) 2 were optimized about synthesis of CeO 2 /TiO 2 core-shell nanoparticle. It was found that optimal mole ratio range of CeO 2 :TiO 2 was 1:0.2~1.1, the optimal concentration of CeO 2 slurry was 1 %, and the optimal reaction temperature was 50 o C. The optimal concentration of CeO 2 slurry could be increased up to 10 % by adjusting the pH of Ti(SO 4 ) 2 to 1 using NH 4 OH and adding to CeO 2 slurry. If reaction was carried at 80 o C or higher, the separated TiO 2 particles were obtained instead of CeO 2 /TiO 2 core-shell nanoparticles. The optimal reaction temperature was 50 o C at which good shaped core-shell structure of CeO 2 /TiO 2 was obtained.