태양광 충방전 복합산화물 반도체 제조 및 이를 활용한 야간 수처리
Preparation of photo-chargeable and dischargeable mixed oxides semiconductor and night water treatment using the semiconductor
특허 요약
본 발명은 태양광 충방전 복합산화물 반도체 제조 및 이를 활용한 야간 수처리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광촉매 산화물의 전자 형성 능력과 전자 저장 능력의 조합으로 인해 보다 향상된 전자 충방전 능력을 가지며, 더 나아가, 광촉매 산화물층 사이에 전자 비전도층을 추가로 포함하여 이들 층 사이에서 일어나는 전자 정공 재결합으로 인한 충전효율의 감소를 개선할 수 있는 태양광 충방전 복합산화물 반도체, 이의 제조방법 및 이를 이용한 수처리 방법에 관한 것이다.
청구항
번호청구항
1

전극; 상기 전극의 상부 면에 형성된 전자 생성층으로서 이산화티탄(TiO2) 층; 상기 전자 생성층 상부 면에 형성된 전자 비전도층으로서 산화알루미늄(Al2O3) 층; 및상기 전자 비전도층의 상부 면에 형성된 전자 저장층으로서 산화텅스텐(WO3) 층을 포함하는 수처리용 광전극.

2

제1항에 있어서, 상기 전극은 전기 전도성을 가진 전극인 광전극.

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하기 단계를 포함하는 수처리용 광전극의 제조방법:전극의 상부 면을 전자를 만들 수 있는 광촉매로서 이산화티탄(TiO2)을 포함하는 코팅 용액으로 코팅하여 전자 생성층으로서 이산화티탄(TiO2) 층을 형성시키는 단계(단계 1); 상기 전자 생성층의 상부 면에 전자를 비전도할 수 있는 산화물질로서 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하는 코팅 용액으로 코팅하여 전자 비전도층으로서 산화알루미늄(Al2O3) 층을 형성시키는 단계(단계 2); 및상기 전자 비전도층의 상부 면에 전자를 저장할 수 있는 광촉매로서 산화텅스텐(WO3)을 포함하는 코팅 용액으로 코팅하여 전자 저장층으로서 산화텅스텐(WO3) 층을 형성시키는 단계(단계 3).

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제6항에 있어서, 상기 코팅은 닥터 블레이드, 딥 코팅, 스핀 코팅, 스크린 프린팅, 화학 증착(chemical vapor deposition), 또는 원자층 증착(atomic layer deposition)으로 수행되는 제조방법.

11

제6항에 있어서, 상기 단계 1)과 단계 2)의 사이; 상기 단계 2)와 단계 3)의 사이; 및/또는 상기 단계 3) 이후에 각각의 코팅된 층을 열처리하는 단계를 추가로 포함하는 제조방법.

12

제11항에 있어서, 상기 열처리는 100 내지 750℃에서 수행하는 제조방법.

13

하기 단계를 포함하는 수처리 방법:제1항 기재의 수처리용 광전극을 빛에 노출시키거나 빛을 조사하여 충전시키는 단계(단계 a); 및상기 충전된 수처리용 광전극을 빛이 없는 조건 하에서 폐수와 접촉시켜 수처리하는 단계(단계 b).