In this work, TiO2 3D nanostructures (TF30) were prepared via a facile wet chemical process using ammonium hexafluorotitanate. The synthesized 3D TiO2 nanostructures exhibited well-defined crystalline and hierarchical structures assembled from TiO2 nanorods with different thicknesses and diameters, which comprised numerous small beads. Moreover, the maximum specific surface area of TiO2 3D nanostructures was observed to be 191 m2g-1, with concentration of F ions on the surface being 2 at%. The TiO2 3D nanostructures were tested as photocatalysts under UV irradiation using Rhodamine B solution in order to determine their photocatalytic performance. The TiO2 3D nanostructures showed a higher photocatalytic activity than that of the other TiO2 samples, which was likely associated with the combined effects of a high crystallinity, unique features of the hierarchical structure, a high specific surface area, and the advantage of adsorbing F ions.

A facile one-pot wet chemical process to prepare pure anatase TiO2 hollow structures using ammonium hexafluorotitanate as a precursor is developed. By defining the formic acid ratio, we fabricate TiO2 hollow structures containing fluorine on the surface. The TiO2 hollow sphere is composed of an anatase phase containing fluorine by various analytical techniques. A possible formation mechanism for the obtained hollow samples by self-transformation and Ostwald ripening is proposed. The TiO2 hollow structures containing fluorine exhibits 1.2 - 2.7 times higher performance than their counterparts in photocatalytic activity. The enhanced photocatalytic activity of the TiO2 hollow structures is attributed to the combined effects of high crystallinity, specific surface area (62 m2g-1), and the advantage of surface fluorine ions (at 8%) having strong electron-withdrawing ability of the surface ≡ Ti-F groups reduces the recombination of photogenerated electrons and holes.

F-containing TiO2 nanopowders are synthesized using simple wet processes (precipitation-based and hydrothermal) from ammonium hexafluorotitanate (AHFT, (NH4)2TiF6) as a precursor to apply as a photocatalyst for the degradation of rhodamine B (RhB). The surface properties of the prepared samples are evaluated using X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), field-emission scanning electron microscopy (FESEM), and transmission electron microscopy (TEM). The results confirm that the synthesized anatase TiO2 has sphere-like shapes, with numerous small nanoparticles containing fluorine on the surface. The photocatalytic activity of F-containing TiO2 compared with F-free TiO2 is characterized by measuring the degradation of RhB using a xenon lamp. The photocatalytic degradation of F-containing TiO2 exhibits improved photocatalytic activity, based on the positive effects of adsorbed F ions on the surface.

In this study, TiO2 powders are synthesized from ammonium hexafluoride titanate (AHFT, (NH4)2TiF6) as a precursor by heat treatment. First, we evaluate the physical properties of AHFT using X-ray diffraction (XRD), particle size analysis (PSA), thermogravimetric analysis (TGA), and field-emission scanning electron microscopy (FESEM). Then, to prepare the TiO2 powders, is heat-treated at 300-1300oC for 1 h. The ratio of anatase to rutile phase in TiO2 is estimated by XRD. The anatase phase forms at 500oC and phase transformation to the rutile phase occurs at 1200oC. Increase in the particle size is observed upon increasing the reaction temperature, and the phase ratio of the rutile phase is determined from a comparison with the calculated XRD data. Thus, we show that anatase and rutile TiO2 powders could be synthesized using AHFT as a raw material, and the obtained data are utilized for developing a new process for producing high-quality TiO2 powder.

현재 국내 디스플레이 생산과 수요의 꾸준한 증가 추세와 전자 제품의 짧은 순환주기를 고려하였을 때 향후 폐디스플레이의 발생량은 급증할 것으로 예측 되며, 2020년에 약 75만 t이 발생할 것으로 예상되고 있다. 하지만, 국내 폐디스플레이 재활용 기술은 선진국에 비해 매우 미비하며, 대부분 수작업을 통해 금속류만 회수하여 재활용 하고 있는 실정이다. 특히, 제조사에 따라 디스플레이의 부품 구성 및 설계가 다양하여 해체･분리에 가장 많은 시간이 소비되며, 이는 작업 효율 감소 문제로 이어지게 된다. 본 연구에서는 폐디스플레이 재활용 공정효율 향상을 위한 체계적인 폐디스플레이 해체･분리 시스템을 구축하고자 하였으며, 개발 시스템은 오토 로딩 시스템, 스마트 비전 인식 시스템, 폐디스플레이 해체･분리 시스템, CCFL 자동무인화 처리 시스템으로 구성된다. 오토 로딩 시스템의 경우 기존 수작업에 의존하던 폐디스플레이 적재작업을 자동화함으로써 작업자의 작업 환경을 개선함과 동시에 공정의 효율을 증대 시키는 효과를 얻을 수 있다. 스마트 비전 인식 시스템의 경우 작업자의 경험에 의존한 다양한 폐디스플레이의 해체･분리 공정을 개선하기 위해 도입하였으며, 작업자에게 페디스플레이가 공급되기 전 자동으로 폐디스플레이의 정보를 확인하고 작업자에게 해체작업 정보를 제공함으로써 작업자의 경험차이에서 발생되는 문제를 해결하고자 하였다. 또한, 기존에 한명의 작업자가 하나의 폐디스플레이 전체를 해체･분리하는 방식을 다수의 작업대를 설계하여 세분화 및 단순화 하였으며, 작업자 간의 폐디스플레의 이송이 원활하도록 병렬구조 이송 라인 설계 등 작업 효율 증대를 위한 해체･분리 작업 시스템을 개발 하였다. 마지막으로 기존 수작업 공정에서 작업자에게 수은과 같은 유해물질을 직접적으로 노출시키는 CCFL 처리 공정은 무인 자동화함으로써 수은으로 인한 문제를 해결하였다. 이렇게 개발된 시스템은 기존에 수작업만을 사용했던 공정에 자동화 시스템을 적용함으로써 작업 효율 증대, 작업 환경 개선 등의 효과를 기대할 수 있을 것이다.

2006년 국내 디스플레이 산업의 규모는 약 48조원 수준이며 2000년대 이후 20% 이상의 높은 성장률을 나타내고 있으나 3 ~ 4년 내외의 짧은 산업 사이클을 보임에 따라 디스플레이 폐기물량도 급속히 증가하여 2015년에는 200 ~ 300만대가 발생할 것으로 예측되고 있다. 현재 일본과 EU 등 주요 재활용 선진국에서는 경제성이 있는 재활용 기술을 개발하기 위한 연구가 선도적으로 진행되고 있지만 국내의 경우, 폐 디스플레이에 함유되어 있는 유가금속을 재자원화 하는 기술의 부재 및 낙후로 대부분 소각이나 매립이 되고 있어 재활용 기술이 시급히 요구되는 실정이다. 본 연구는 전자산업의 발달로 PCB의 수요가 증가하면서 대량으로 발생하고 있는 폐 PCB를 효율적으로 재활용하기 위하여 수평형 시스템에 폐 PCB의 장입, 롤러 및 회전식 커터에 의해 기판과 해체 부품으로 분리하고 센서의 감지에 의해 자동으로 에어를 적절하게 분사하는 공정을 개발하였다. 이를 통해 기존에 문제점으로 지적되던 작업 처리량 문제, 커터날 교환의 어려움 등을 해결하기 위한 시스템의 설계 및 제작, 이를 운용하여 분리된 기판과 회수 부품들을 회수하고 성분 분석 및 작업 효율을 평가하였다.

국내 폐 디스플레이 발생량은 2015년 157만대 정도 규모에서 2025년 1,123만대 정도로 약 7배 이상 증가할 것으로 예상되고 있다. 하지만 현재 폐 디스플레이 재활용 기술 개발은 제품을 구성하는 단일부품에 대해 일부만 진행 중에 있다. 디스플레이를 구성하는 금속, 필름/시트, LCD 패널, 플라스틱, PCB, CCFL, 전선 등으로부터 유가자원을 회수하고, 이를 소재화하는 것은 경제 및 환경적으로 매우 중요한 산업임에도 불구하고, 폐 제품을 부품 종류별로 최종 재활용 업체에 선별 납품하는 폐 디스플레이 분리/해체 플랜트 구축 현황은 국가적으로 매우 미흡한 실정이다. 현재 국내에서 폐 디스플레이 제품의 각 모듈별 분해과정은 재활용 센터를 중심으로 이루어지고 있으나, 디스플레이 제조사 및 모델별 구성 부품과 나사 위치가 달라서 수작업을 통해 공정을 진행하는데 많은 애로사항이 있으므로 분해공정에 있어서 제품별 정보인식/제공과 자동화 기술 도입을 통해 작업 효율을 높일 필요성이 있다. 본 발명의 핵심은 스마트 인식 장치를 이용하여 폐 디스플레이의 모델을 빠른 속도로 판별하고 후단의 공정에 필요한 데이터를 제공하는 것으로 정확한 폐 디스플레이의 모델 인식이 가능하도록 하고 각각의 공정에 필요한 정보를 제공하여 폐 디스플레이 해체 및 선별 작업의 효율성을 극대화 시키고 생산성을 향상시키는데 있다.