TiO2 기반 가스 센서: SO2에 대한 가능한 응용

결함이 있는 아나타제 TiO2 표면에서 SO2 분자의 고정은 밀도 기능 이론(DFT) 계산과 다공성 TiO2 필름에 대한 현장 푸리에 변환 적외선(FTIR) 표면 분광학을 통해 조사되었습니다. 자외선(UV) 조명 조사와 고온에서 TiO2(001) 및 TiO2(101) 표면에 형성된 고유 산소 결함이 SO2 가스 분자를 TiO2 표면에 고정하는 데 가장 효과적인 것으로 나타났습니다. 산소 결함이 있는 TiO2(101) 및 TiO2(001) 표면은 DFT 계산에서 더 높은 SO2 흡착 에너지를 나타내는 것으로 발견되었습니다. SO2의 흡착 메커니즘은 전자 구조, 분자와 표면 간의 전하 이동, 흡착된 분자의 산화 상태를 기반으로 설명됩니다. 이론적 발견은 FTIR 실험으로 확인되었습니다. 게다가 산소 결함이 있는 (001) 표면은 (101) 표면에 비해 SO2 가스 분자를 더 강하게 결합하는 것으로 나타났습니다. TiO2 표면의 산소 결함 농도가 높을수록 흡착 에너지를 상당히 증가시키는 것으로 발견되었습니다. 이 결과는 TiO2 기반 가스 센서의 감지 특성에 대한 새로운 통찰을 제공합니다.