가시광 활성을 갖는 anatase 결정구조의 $TiO_2-_xN_x$ 나노입자를 암모니아 수용액에서 $TiCl_4$ 가수분해에 의해 제조하였다. 제조한 시료의 특성은 XRD, TEM, $N_2$-sorption 및 DRS로 분석하였다. 질소를 $TiO_2$에 도핑함으로써 광흡수 영역이 순수한 TiO2에 해당하는 390 nm에서 가시광 영역인 530 nm까지 이동하였다. DRS 분석결과로부터 $TiO_2-_xN_x$의 밴드갭이 감소하는 것을 유추할 수 있었다. 광촉매 활성은 가시광 조사하에서 congo red 분해로부터 평가하였다. 질소의 도핑 농도가 적절한 광촉매가 광촉매 활성이 가장 높게 나타났다. 이러한 결과로부터 질소 도핑이 광촉매 활성의 향상에 중요한 역할을 함을 확인할 수 있었다.
Visible-light-active $TiO_2-_xN_x$ nanoparticles with a homogeneous anatase crystalline structure were successfully prepared through a hydrolysis of $TiCl_4$ with ammonia solution. The samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), Transmission electron microscopy (TEM), $N_2$-sorption, and UV-vis diffuse reflectance spectra (DRS) techniques. The light absorption onset shifted from 390 nm on pure $TiO_2$ to the visible region at 530 nm on nitrogen-doped $TiO_2$. A clear decrease in the band gap was deduced from the DRS results. The photocatalytic activity was evaluated from the photodegradation of congo red solution under visible light irradiation. The photocatalyst showed the highest photocatalytic activity at an optimal value of nitrogen doping concentration. This was suggested that the nitrogen doping should have an important effects on the improvement of photocatalytic activity.
