기존 800℃ 이상에서 제조하는 산화티탄(TiO2) 나노분말 제조 방법과 비교하여
획기적으로 낮은 온도인 100℃ 이하에서 고 순도의 산화티탄 나노 분말의 대량 생산이
가능하고 생산 공정이 단순한 산화티탄 나노분말 제조 공법이 최근 새롭게 개발되었다.

산화티탄은 최근 각광받고 있는 환경 오염 물질을 제거할 수 있는 광 촉매 물질로서
결정상에 따라 광촉매 특성이 다르지만 이번에 개발된 제조법에 의하면 루틸(Rutile)상과
아나타제(Anatase)상의 혼합비를 임의로 제어할 수 있고, 비 표면적이 독일 Degussa의
P-25에 비해 3-4배 큰 밤송이 형태의 산화티탄 나노분말을 제조할 수 있는 원천기술을
확보해 산화티탄 개질을 통한 방오 및 방염이 가능한 성능이 우수한 광 촉매 물질을
생산할 수 있게되었다.

이번에 새롭게 개발된 저온균일침전법(국내 특허 제0343395호 및 제0350226호)을 이용한
산화티탄 나노분말 제조기술은 기존의 800℃가 넘는 고온을 이용한 방식인 염산법이나
황산법이 아닌 세계 유일의 독특한 방식으로서 100℃ 이하에서 화학 반응에 의하여 간단히
제조할 수 있으며, 생산 과정 중 유독 부식 물질인 염산이 발생하지 않으며, 반응중 간단한
화학 물질의 첨가에 의하여 루틸 상과 아나타제 상의 혼합비를 임의로 조절하는 것이 가능하다.
특히 생산 방식이 저온 화학 반응에 의하기 때문에 양산화를 하는데 많은 시설비가
필요하지 않고(일 생산 10톤 규모일 경우 30억원 내외), 활성을 증가시키는데 필요한
각종 금속(Mo, V, Cr, Pt, Pd, Au, Ag 등 조 촉매재료) 또는 이들 금속 산화물을
산화티탄 제조 공정 중에 산화티탄 결정에 첨가하는 것이 가능하므로 원하는 활성을 갖는
촉매 재료의 생산이 가능하다. 특히 기존 방식에 따를 경우 800℃ 이상의 고온에서
만들어지는 루틸 상 산화티탄 나노분말을 100℃ 이하의 저온에서 생산할 수 있기 때문에
다른 방식으로 생산되는 산화티탄에서는 불가능한 450℃ 이상의 온도에서도 활성이 유지되므로
고온에서도 오염물질의 제거가 가능하다. 이와같은 고온에서의 탈질용 촉매는 국내에서 최초로
시험성공 하였으며, 예상되는 국내 시장 규모는 4,000톤/년 정도이며, 세계 시장 규모는
국내의 20배인 80,000톤/년일 것으로 예상된다.

따라서, 상기 등록 특허를 기반으로 양산 설비를 갖출 경우, 수입 대체 효과는 년 200억원 이상
이 되며, 수출은 1,000억원 이상이 될 것으로 예상된다.

새로운 제조공정에 의한 산화티탄 제조 기술은 출발 물질로서 사염화티탄(TiCl4),
티타닐클로라이드(TiOCl2) 및 황산티타늄(TiOSO4)등 다양한 티탄 화합물을
사용할 수 있으며, 이들 출발 물질을 국내외(국내 특허 2건, 미국 특허 1건)에 등록된
특허에 의한 방식에 따라 처리하면 20nm 정도 되는 밤송이 형태의 산화티탄 결정을 얻을 수 있다.
기존 방식에 의한 산화티탄은 고온에서 처리하므로 대체로 구형의 나노분말이 되지만
신 공정에 의한 산화티탄 나노분말의 비 표면적이 3-4배 더 크게되며,
모든 광 촉매 반응이 산화티탄 결정 표면에서 일어나므로 동일 조건일 경우
큰 비 표면적을 갖는 산화티탄의 광 촉매 특성이 월등히 유리하다.

이러한 산화티탄은 광촉매를 비롯하여, 탈질 및 탈황에 사용가능 하며,
방오 및 방염에도 적용할 수 있고, 또한 양산이 가능함에 따라 배기가스로부터
질소산화물을 제거하기 위한 탈질용 촉매 등 그 응용범위가 다양할 것으로 생각된다.


* 문의 : 심사2국 금속심사담당관실 사무관 김수성, 전화 042-481-5525