이황화 타이타늄

3. 물리적/화학적 특성

이황화 타이타늄(TiS₂)은 공식적으로 d⁰ 이온 Ti⁴⁺와 폐각 이온 S²⁻를 포함하고 있어 본질적으로 반자성체이다. 자화율은 9 x 10⁻⁶ emu/mol이며, 이 값은 화학 양론에 민감하다.^[8][26] 이황화 타이타늄은 준금속으로, 전도대와 원자가 띠가 약간 겹친다.

3. 1. 전기적 특성

3. 2. 고압 특성

3. 3. 화학적 성질

4. 합성

이황화 타이타늄은 약 500°C에서 타이타늄과 황 원소의 직접 반응으로 제조할 수 있다.^[8][26]

:Ti + 2 S → TiS₂

사염화 타이타늄(TiCl₄)을 사용하면 더 쉽게 합성할 수 있지만, 순도가 낮아지는 경향이 있다.^[8][26]

:TiCl₄ + 2 H₂S → TiS₂ + 4 HCl

화학 기상 증착법(CVD)을 통해 TiS₂ 박막 형성에 응용된다.^[9][27] 싸이올 및 유기 이황화물을 황화수소 대신 사용할 수 있다.^[9][27]

4. 1. 졸-겔 합성

4. 2. 특수 형태 합성

• '''풀러렌 유사 물질'''

• '''나노튜브'''

• '''나노클러스터 및 나노디스크'''

4. 2. 1. 풀러렌 유사 물질

4. 2. 2. 나노튜브

4. 2. 3. 나노클러스터 및 나노디스크

5. 응용

이황화 타이타늄은 충전식 전지의 양극 재료로 사용될 가능성이 1973년 M. 스탠리 휘팅엄에 의해 기술되었다.^[17] IV족 및 V족 이할로겐화물은 높은 전기 전도성으로 주목받았다. 최초로 설명된 배터리는 리튬 음극과 이황화 타이타늄 양극을 사용했는데, 높은 에너지 밀도를 보였고 리튬 이온이 이황화 타이타늄 양극으로 확산되는 것이 가역적이어서 충전이 가능했다. 이황화 타이타늄은 가장 가볍고 저렴한 칼코겐화물이며, 결정 격자 내로의 리튬 이온 확산 속도가 가장 빠르다는 장점이 있었다.^[18] 그러나 여러 번 재충전 후 양극이 열화되는 문제가 있었다.^[18] 1990년대에는 이황화 타이타늄이 대부분의 충전식 배터리에서 다른 양극 재료(망간 및 코발트 산화물)로 대체되었다.

5. 1. 리튬 이온 배터리

5. 2. 기타 응용

6. 한국의 관련 연구 및 정책 동향

참조

_[1] 서적 Solid State Chemistry: An Introduction, Third Edition Taylor & Francis
_[2] 서적 Shriver and Atkins' Inorganic Chemistry 5th Edition Oxford University Press
_[3] 논문 Structure refinement of stoichiometric TiS2
_[4] 논문 TiS₂ nanotubes as the cathode materials of Mg-ion batteries
_[5] 논문 A high pressure x-ray diffraction study of titanium disulfide
_[6] 논문 Electronic Structure of TiS(2) and its electric transport properties under high pressure
_[7] 논문 Intercalation: Building a Natural Superlattice for Better Thermoelectric Performance in Layered Chalcogenides
_[8] 서적 Inorganic Syntheses
_[9] 논문 CVD routes to titanium disulfide films
_[10] 논문 The S−Ti (Sulfur-Titanium) system
_[11] 논문 Thio sol-gel synthesis of titanium disulfide thin films and powders using titanium alkoxide precursors
_[12] 논문 Liquid-Phase Synthesis of Flower-like and Flake-like Titanium Disulfide Nanostructures
_[13] 논문 Inorganic fullerene-like nanoparticles of TiS_2
[14] 논문 Low-temperature synthesis of titanium disulfide nanotubes
_[15] 논문 Titanium disulfide nanotubes as hydrogen storage materials
_[16] 논문 Unstable single-layered colloidal TiS₂ nanodisks
_[17] 논문 Lithium Batteries and Cathode Materials
_[18] 논문 High Power Nanocomposite TiS2 Cathodes for All-Solid-State Lithium Batteries
_[19] 서적 Solid State Chemistry: An Introduction, Third Edition Taylor & Francis
_[20] 서적 Shriver and Atkins' Inorganic Chemistry 5th Edition Oxford University Press
_[21] 논문 Structure refinement of stoichiometric TiS2
_[22] 논문 TiS₂ nanotubes as the cathode materials of Mg-ion batteries
_[23] 논문 A high pressure x-ray diffraction study of titanium disulfide
_[24] 논문 Electronic Structure of TiS(2) and its electric transport properties under high pressure
_[25] 논문 Intercalation: Building a Natural Superlattice for Better Thermoelectric Performance in Layered Chalcogenides
_[26] 서적 Inorganic Syntheses
_[27] 논문 CVD routes to titanium disulfide films
_[28] 논문 The S−Ti (Sulfur-Titanium) system
_[29] 논문 Thio sol-gel synthesis of titanium disulfide thin films and powders using titanium alkoxide precursors
_[30] 논문 Liquid-Phase Synthesis of Flower-like and Flake-like Titanium Disulfide Nanostructures
_[31] 논문 Inorganic fullerene-like nanoparticles of TiS_2
[32] 논문 Low-temperature synthesis of titanium disulfide nanotubes
_[33] 논문 Titanium disulfide nanotubes as hydrogen storage materials
_[34] 논문 Unstable single-layered colloidal TiS₂ nanodisks
_[35] 논문 Lithium Batteries and Cathode Materials
_[36] 논문 High Power Nanocomposite TiS2 Cathodes for All-Solid-State Lithium Batteries