흠집 없는 h-MoO3 나노막대의 용이한 합성법

Abstract

MoO3는 2.5 ~ 3.2 eV의 넓은 밴드갭 에너지를 갖는 n형 반도체 소재로서, 광촉매, 리튬이온전지, 슈퍼커패시터, 가스센서 등 다양한 분야에 응용되고 있다. 그 중 광촉매는 폐수뿐만 아니라 공기 중의 유기 오염물을 제거하는 응용으로서 특히 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 흠집없는 h-MoO3 나노막대를 수열합성 공정으로 합성하였다. h-MoO3 나노막대를 합성하기 위하여 전구체 AHM(Ammonium Heptamolybdate Tetrahydrate)을 탈이온수에 두 가지 분산 방법으로 용해시킨 후, 질산을 첨가하여 교반하였다. 85 oC에서 60분 동안 수열합성을 진행하였고, 침전물을 마이크로 멤브레인으로 걸러내고 진공오븐에서 건조하였다. 합성된 MoO3 나노막대의 표면형상을 전계방출형 주사전자현미경으로 분석하였고, MoO3 나노막대의 결정학적 특성을 Raman 분광법과 X선 회절법(XRD)으로 분석하였다. 분석결과, 초음파 분산기를 이용하면 흠집없는 h-MoO3 나노막대가 균일하게 합성되었다. 반면에 교반기 분산법을 사용하면 다수의 흠집을 갖고 있는 불규칙적인 크기의 h-MoO3 나노막대가 합성되었다. 초음파 분산기를 이용하여 균일하고 흠집없이 합성된 h-MoO3 나노막대는 균일한 크기와 미세한 구조를 갖고 있기 때문에 높은 효율의 가시광선 광촉매 응용에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.