| 초록 |
본 연구는 지구 온난화의 주범인 이산화탄소(CO2)의 광 환원 반응을 통해 새로운 에너지 원을 얻는 데 사용할 수 있는 촉매 개발에 중점을 두고 있다. Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn의 3d-전이 금속으로 도핑 된 TiO2 촉매를 합성하여 이산화탄소 광 환원 반응에 금속 도핑이 미치는 영향에 대해 조사하였다. 촉매는 모두 sol-gel법을 통해 합성되었고, 도핑된 금속에 관계없이 XRD 결과는 모두 anatase 구조의 TiO2로 확인되었다. 그러나 광학 특성은 금속이 도핑되면서 크게 달라졌다: ZnTiO2를 제외한 MTiO2 촉매의 밴드갭은 순수한 TiO2에 비해 감소하였고, VB와 CB의 위치도 상이했다. PL의 세기는 MTiO2 촉매에서 순수한 TiO2보다 감소했다. 또한, 도핑된 금속에 따라 CO2 광 환원 반응의 생성물에 대한 선택성도 달라졌는데, 이는 CO2의 산화/환원 전위와 촉매의 밴드 갭 위치 사이의 상관관계로부터 예측할 수 있다. 순수한 TiO2, FeTiO2, NiTiO2 촉매에서 주로 CH4이, CuTiO2와 ZnTiO2 촉매에서 각각 CH3OH과 CO가 선택적으로 생성되었다. 이는 특정 금속을 도핑함으로써 CO2 환원 생성물의 원하는 생성물을 선택적으로 합성 할 수 있음을 시사한다. |
