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Preparation of the mixed oxide photocatalyst and its quantum yield
김동형(Dong H. Kim),이태규(Tai K. Lee),김경남(Kyung N. Kim),오정무(P. Chungmoo Auh),김광복(Kwang B. Kim),이승원(Seung W. Lee) 한국태양에너지학회 1995 한국태양에너지학회 학술대회논문집 Vol.- No.-
광촉매로 널리 알려진 TiO₂의 광분해 거동의 변화를 관찰하기 위하여 Nb₂O_5를 첨가하여 sol-gel 용법으로 제조한 후 DCA(dichloroacetic acid)의 광분해 효율을 측정하였다. Sol-gel process 과정에서 첨가된 Nb₂O_5의 농도 및 열처리 온도변화에 따른 광분해 효율을 관찰한 결과, Nb₂O_5를 첨가한 후 400℃에서 한 시간 동안 열처리 한 광촉매의 광분해 효율이 가장 높게 나타났다. 또한 열처리 온도와 무관하게 Nb₂O_5의 양이 증가할수록 광분해 효율은 감소하는 것으로 관찰되었다. 이는 excess electron 의 증가로 환원 반응 혹은 recombination rate가 증가하기 때문이라고 사료된다. 분해대상 물질의 pH가 낮을수록 광분해 효율이 증가하는 것을 알 수 있었다. The photocatalytic activity of TiO₂ was investigated as a function of added amount of Nb₂O_5, heat treatment temperature and the decomposition rate of 1 M dichloroacetic acid(DCA). Mixed oxides of TiO₂ and Nb₂O_5 was prepared by the sol-gel process. The addition of Nb₂O_5 into TiO₂ has deleterious effect on the decomposition rate of DCA, which was decreased as the amount of Nb₂O_5 was increased. The excess electrons due to the doping of Nb₂O_5 into TiO₂ can promote the reduction process instead of oxidation or recombination rate with electron holes. The most efficient photocatalyst was the one heat treated at 400℃ for an hour as far as the heat treatment temperature is concerned. The lower the pH of the solution, the higher the quantum yield.
TiO 광촉매를 활용한 수용액 내의 유기물질의 광분해 반응
이태규(Tai K.Lee),김동형(Dong H.Kim),김경남(Kyung N.Kim),오정무(P.Chungmoo Auh) 한국태양에너지학회 1995 한국태양에너지학회 논문집 Vol.15 No.2
폐수내에 용해되어 있는 유동성 유기물질의 분해처리를 위한 태양반응기 실용화에 대한 기본 및 응용연구를 실시하였다. 광촉매로는 0.lwt%의 Degussa P25 titanium dioxide (TiO₂)를 사용하여 TCE, chloroform 그리고 CCl₄들의 단일성분은 물론 TCE-chloroform, TCE-phenol and TCE-benzene 등의 이성분계 수용액에 대한 실험을 실시하였다. 일차적으로 원액의 반응기로의 적정유량을 조사하였으며, 각 2차성분들이 TCE의 분해율에 미치는 영향을 관찰하였다. 본 실험 조건하에서 최적의 공급유속은 약 200㎤/min 이었으며, 각 2차 성분들은 공통적으로 TCE 분해율을 저하시키고 있으나 적절한 분해조건의 확보시 다성분계의 폐수처리에도 광분해반응의 처리는 기술적으로 타당함을 알 수 있었다. TCE-phenol의 이성분 용액의 경우 H₂O₂의 TCE 분해에 미치는 영향을 조사한 결과 0.06vol%의 H₂O₂의 첨가로 TCE의 분해율이 증가함을 알 수 있었다. We have summarised some important aspects of our recent basic and applied studies in the area of photocatalytic detoxification with Degussa P25 titanium dioxide (TiO₂) being the photocatalyst. Heterogeneousphotocatalytic decompositions of two components such as TCE-chloroform, TCE-phenol and TCE-benzene as well as single component organic, TCE, chloroform and CCl₄ were carried out to investigate the effect of additional compound on the TCE decomposition rate. In laboratory experiments, the optimum flow rate of TCE solution was 200cm3/min with annular photoreactor in the presence of 0.lwt% Ti O₂ powder under illumination. It was observed that the second compound such as CHCl₃, phenol and benzene has a negative effect on the TCE decomposition rate. Result presented that TCE decomposition ratio was increased at low pH in the TCE-phenol two component solution. It could be shown that the photocatalytic reactor exhibits technical feasibility of detoxifying the multicomponent under proper experimental conditions.