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TiO<sub>2</sub> 담지 스테인리스 강 섬유 광촉매 제조 및 광촉매 활성 평가
송선정,김경석,김경환,이휘지,조동련,김종범,박희주,손호경,김종호,Song, Sun-Jung,Kim, Kyoung Seok,Kim, Kyung Hwan,Li, Hui Jie,Cho, Dong Lyun,Kim, Jong Beom,Park, Hee Ju,Shon, Hokyong,Kim, Jong-Ho 한국공업화학회 2008 공업화학 Vol.19 No.6
수처리에 있어서 분말 $TiO_2$ 광촉매가 안고 있는 문제점을 극복하기 위하여 스테인리스 강 섬유를 지지체로 한 $TiO_2$ 담지 광촉매($TiO_2/SSF$)를 제조하였다. 초음파 세척기를 이용하여 담지된 $TiO_2$의 부착강도를 살펴보았으며, 메틸렌블루와 포름산 분해실험을 통하여 광촉매 활성을 평가하였고, 대장균과 비브리오균에 대한 살균실험을 통하여 살균능력을 평가하였다. 담지된 $TiO_2$는 30 min간의 초음파 처리 후에도 95% 이상이 남아 있을 정도로 강한 부착력을 보였으며, UV 하에서 60%의 메틸렌블루와 38%의 포름산을 1 h 만에 각각 분해시키는 광촉매 활성을 보였고, 대장균과 비브리오균에 대하여 99.9% 이상의 높은 살균능력을 보였다. 포름산 분해의 경우에는 산화제를 첨가하면 분해율이 증가하였으며, 특히 과산화수소를 첨가할 경우에는 분해율이 1 h 만에 80%로 증가하였다. $TiO_2$ impregnated stainless steel fiber photocatalysts ($TiO_2/SSF$) were fabricated to overcome inherent problems of powdery $TiO_2$ photocatalysts in water treatment. Adhesion strength of the impregnated $TiO_2$ was examined using an ultrasonic-cleaner. Photocatalytic activity was evaluated through decomposition experiment of methylene blue and formic acid. Bactericidal efficiency was evaluated through sterilization experiment of E. Coli and Vibrio Vulnificus. Adhesion strength of the impregnated $TiO_2$ was so high that more than 95% was left over even after the treatment in an ultrasonic-cleaner for 30 min. Methylene blue and formic acid were decomposed as much as 60% and 38% of the initial concentration and more than 99.9% of E. Coli and Vibrio Vulnificus were killed after 1 hour exposure to the prepared photocatalyst under UV irradiation. In the case of decomposition of formic acid, decomposition ratio increased if oxidants were added. Especially the decomposition ratio increased as high as 80% when hydrogen peroxide was added as an oxidant.
손호경,조동련,김경석,이휘지,나숙현,김종범,김종호,Shon, Hokyong,Phuntsho, Sherub,Okour, Yousef,Cho, Dong-Lyun,Kim, Kyoung Seok,Li, Hui-Jie,Na, Sukhyun,Kim, Jong Beom,Kim, Jong-Ho The Korean Society of Industrial and Engineering C 2008 공업화학 Vol.19 No.1
산화티탄은 가장 많이 연구된 반도체 산화물로 환경 정화와 에너지 생산에 응용이 크게 기대되고 있다. 공기와 물 속의 유해 유기물을 제거하고 물분해를 통한 수소 생산은 대표적인 응용 분야이다. 산화티탄의 저렴한 가격, 낮은 독성, 화학적 및 열적 안정성은 잘 알려진 장점이다. 그러나, 산화티탄의 단점은 가시광 영역에서 광촉매 활성이 낮다는 점이다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 귀금속, 금속, 양이온, 음이온 도핑 방법으로 산화티탄의 표면과 전기적 구조를 변형시켜 가시광 영역에서 광촉매 활성을 높이기 위한 연구가 많이 진행되고 있다. 이번 총설에서는 산화티탄의 가시광 감응을 유도하는 방법에 대한 광범위한 정보를 정리하였다. Titanium dioxide ($TiO_2$) is one of the most researched semiconductor oxides that has revolutionised technologies in the field of environmental purification and energy generation. It has found extensive applications in heterogenous photocatalysis for removing organic pollutants from air and water and also in hydrogen production from photocatalytic water-splitting. Its use is popular because of its low cost, low toxicity, high chemical and thermal stability. But one of the critical limitations of $TiO_2$ as photocatalyst is its poor response to visible light. Several attempts have been made to modify the surface and electronic structures of $TiO_2$ to enhance its activity in the visible light region such as noble metal deposition, metal ion loading, cationic and anionic doping and sensitisation. Most of the results improved photocatalytic performance under visible light irradiation. This paper attempts to review and update some of the information on the $TiO_2$ photocatalytic technology and its accomplishment towards visible light region.