가시광선하에서 Cd_0.5Zn_0.5S/ZnO 광촉매를 이용한 로다민 B의 광분해 반응

이현정,진영읍,박성수,홍성수,이근대,Lee, Hyun Jung,Jin, Youngeup,Park, Seong Soo,Hong, Seong Soo,Lee, Gun Dae 한국공업화학회 2015 공업화학 Vol.26 No.3

$Cd_{0.5}Zn_{0.5}S/ZnO$ 형태의 복합체 광촉매를 침전법으로 제조하였고, 이들 화합물의 특성을 XRD, UV-vis DRS, PL 및 FE-SEM 등을 이용하여 조사하였다. 그리고 가시광선 조사 하에서의 로다민 B 분해반응에 대한 광촉매로서의 활성을 조사하였다. ZnO와는 달리 $Cd_{0.5}Zn_{0.5}S/ZnO$는 자외선 뿐만 아니라 가시광선 영역의 빛도 효율적으로 흡수하며 특히 $Cd_{0.5}Zn_{0.5}S$의 함량 증가에 따라 가시광선 영역의 빛에 대한 흡광도도 증가하였다. 또한 $Cd_{0.5}Zn_{0.5}S/ZnO$에 있어서 $Cd_{0.5}Zn_{0.5}S$의 함량이 증가할수록 최종 입자들의 크기가 작아지고 그 결과 비 표면적이 증가하였다. 로다민 B의 광분해 반응에 있어서는 $Cd_{0.5}Zn_{0.5}S$ 함량이 높은 $Cd_{0.5}Zn_{0.5}S/ZnO$ 촉매일수록 상대적으로 높은 광촉매 활성을 보여주었다. 그러므로 $Cd_{0.5}Zn_{0.5}S/ZnO$ 광촉매의 활성에 있어서는 촉매의 흡착능력 뿐만 아니라 $Cd_{0.5}Zn_{0.5}S$와 ZnO 사이의 heterojunction 효과도 중요하게 작용하는 것으로 보인다. $Cd_{0.5}Zn_{0.5}S/ZnO$ composite photocatalysts were synthesized using the precipitation method and characterized by XRD, UV-vis DRS, PL and FE-SEM. Photocatalytic activities of the materials were evaluated by measuring the degradation of rhodamine B under visible light irradiation. Contrary to ZnO, $Cd_{0.5}Zn_{0.5}S/ZnO$ materials absorb visible light as well as UV and their absorption intensities in visible region increased with increasing the $Cd_{0.5}Zn_{0.5}S$ amount. The increment in the $Cd_{0.5}Zn_{0.5}S$ content in $Cd_{0.5}Zn_{0.5}S/ZnO$ also leads to reducing the particle size and consequently increasing the specific surface area. $Cd_{0.5}Zn_{0.5}S/ZnO$ materials with the larger $Cd_{0.5}Zn_{0.5}S$ content showed the higher activity in the photocatalytic degradation of rhodamine B under visible light irradiation. Therefore, the heterojunction effect between $Cd_{0.5}Zn_{0.5}S$ and ZnO as well as the adsorption capacity seems to give important contributions to the photocatalytic activity of the $Cd_{0.5}Zn_{0.5}S/ZnO$.

가시광선하에서 황화물계 광촉매를 이용한 로다민 B의 광분해 반응에 대한 무기염의 영향

이근대 ( Gun Dae Lee ),진영읍 ( Youngeup Jin ),박성수 ( Seong Soo Park ),홍성수 ( Seong Soo Hong ) 한국공업화학회 2017 공업화학 Vol.28 No.6

CdS 및 CdZnS 황화물계 광촉매를 단순 침전법으로 제조하고, 가시광선 조사하에서의 로다민 B 분해반응에 대한 광촉매로서의 활성을 조사하였다. 이때 KCl, NaCl, K₃PO₄, Na₃PO₄ 등의 4가지 무기염 첨가가 반응에 미치는 영향을 조사하였으며, 특히 광촉매 반응 과정에서의 K⁺, Na⁺, Cl^- 그리고 PO₄^3- 이온의 역할에 중점을 두고 연구를 진행하였다. 첨가되는 무기염들은 전체 광촉매 반응에 큰 영향을 미칠 수 있다는 것을 알 수 있었다. 특히 무기염 중의 양이온에 비해 음이온이 반응속도에 상대적으로 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 본 연구의 반응조건하에서 PO₄^3- 음이온은 광촉매 반응속도를 크게 감소시키지만 Cl^- 이온은 오히려 반응속도를 증가시켰다. 따라서 광촉매 반응을 이용한 폐수처리에 있어서는 다른 첨가물질의 영향을 고려하는 것도 필요한 것으로 판단된다. Sulfide photocatalysts, CdS and CdZnS, were synthesized using a simple precipitation method and their photocatalytic activ-ities were evaluated by the degradation of rhodamine B under visible light irradiation. The effects of four inorganic salt addi-tives, KCl, NaCl, K₃PO₄, and Na₃PO₄, on the photocatalytic reaction were examined and the role of K⁺, Na⁺, Cl^- and PO₄^3- ions during photocatalytic reaction was discussed. The added inorganic salts were shown to have a remarkable effect on the photocatalytic reaction. It was also found that the anions in inorganic salts have a much more profound effect on the reaction rate, as compared to the cations. Under the present experimental conditions, PO₄^3- revealed a significant inhibitory effect on the degradation rate whereas Cl^- enhanced the rate slightly. This work pointed out that the consideration of additive effects is needed in the photocatalytic reaction for wastewater treatment.

가시광선하에서 Cd0.5Zn0.5S/ZnO 광촉매를 이용한 로다민 B의 광분해 반응

이현정 ( Hyun Jung Lee ),진영읍 ( Youngeup Jin ),박성수 ( Seong Soo Park ),홍성수 ( Seong Soo Hong ),이근대 ( Gun Dae Lee ) 한국공업화학회 2015 공업화학 Vol.26 No.3

Cd0.5Zn0.5S/ZnO composite photocatalysts were synthesized using the precipitation method and characterized by XRD, UV-vis DRS, PL and FE-SEM. Photocatalytic activities of the materials were evaluated by measuring the degradation of rhodamine B under visible light irradiation. Contrary to ZnO, Cd0.5Zn0.5S/ZnO materials absorb visible light as well as UV and their absorption intensities in visible region increased with increasing the Cd0.5Zn0.5S amount. The increment in the Cd0.5Zn0.5S content in Cd0.5Zn0.5S/ZnO also leads to reducing the particle size and consequently increasing the specific surface area. Cd0.5Zn0.5S/ZnO materials with the larger Cd0.5Zn0.5S content showed the higher activity in the photocatalytic degradation of rhodamine B under visible light irradiation. Therefore, the heterojunction effect between Cd0.5Zn0.5S and ZnO as well as the adsorption capacity seems to give important contributions to the photocatalytic activity of the Cd0.5Zn0.5S/ZnO.

기공형 polyethersulfone/TiO₂ 복합체 멤브레인의 유기염료분해 반응에 대한 광촉매 특성 연구

송창현 ( Chang Hyeon Song ),진영읍 ( Youngeup Jin ),이원기 ( Won Ki Lee ),유성일 ( Seong Il Yoo ) 한국공업화학회 2023 공업화학 Vol.34 No.1

광촉매 기반의 수처리 공정에서 TiO₂ 나노입자와 기공형 고분자로 구성된 복합체 멤브레인은 광촉매 반응후 나노입자를 회수하기 용이하다는 장점과 멤브레인 파울링(fouling) 억제가 가능하다는 측면에서 다양하게 연구되어 왔다. 하지만, TiO₂ 나노입자가 복합체 멤브레인에 고착된 이후 나노입자의 광촉매 특성이 어떻게 변할지에 대한 연구는 상대적으로 많이 진행되지 않았다. 이러한 측면에서, 본 연구에서는 polyethersulfone (PES)/TiO₂ 복합체 멤브레인을 제조하고 유기염료분해 반응에 대한 광촉매 특성을 연구하였다. 복합체 멤브레인에 고착된 TiO₂ 나노입자의 염료분해반응 속도를 콜로이드 상에서 분산된 TiO₂ 나노입자와 비교함으로써 멤브레인에 고착화되기 전후의 TiO₂ 나노입자의 촉매 효율을 비교하였다. Composite membranes consisting of TiO₂ nanoparticles (NPs) and porous polymers have been widely utilized in photocatalytic water treatment because the composite membranes can allow an easy recovery of NPs after the photocatalytic reaction as well as the reduction of fouling in the membrane. However, the photocatalytic efficiency of the immobilized TiO₂ NPs in the composite membranes has been discussed to a limited degree. In this study, we prepared polyethersulfone (PES)/TiO₂ composite membranes to study the photocatalytic decomposition of organic dyes under light illumination. The decomposition kinetics of dye molecules by the PES/TiO₂ composite membranes and colloidal TiO₂ NPs have been compared to discuss the photocatalytic efficiency of NPs before and after their immobilization on the polymer membrane.

효율 향상을 위한 a-PFP과 c-PFB15을 이용한 바이오 센서 특성 분석

송수희,김원준,강영권,이지현,박성수,이근대,진영읍,Song, Suhee,Kim, Wonjun,Kang, Yeongkwon,Lee, Jihyun,Park, Seong Soo,Lee, Gun Dae,Jin, Youngeup 대한화학회 2014 대한화학회지 Vol.58 No.3

단순 침전법으로 제조한 가시광선용 CdZnS/ZnO 광촉매의 재활용 특성

이근대(Gun Dae Lee),박성수(Seong Soo Park),진영읍(Youngeup Jin),홍성수(Seong Soo Hong) 한국청정기술학회 2017 청정기술 Vol.23 No.2

CdZnS/ZnO 복합체를 저온에서의 침전 및 건조 과정을 거쳐 제조한 다음, 가시광선 조사하에서 로다민 B 염료의 광분해에 대한 광촉매로서의 활성 특히 광촉매 재활용 특성에 대해 중점을 두고 고찰하였다. 광반응 과정에서의 광촉매 변화를 조사하기 위해 X선 회절분석기, 전계방사형 주사전자현미경, X-선 광전자 분광법, UV-vis 확산반사 분광법 그리고 광자발광 분광기 등을 이용하여 반응 전후의 광촉매 시료에 대해 물성분석을 행하였다. 계속적으로 반복되는 반응을 통하여 CdZnS/ZnO 광촉매는 보다 향상되고 안정된 활성을 나타냄을 볼 수 있었다. 로다민 B의 광분해반응에 대해 가능한 두 가지의 반응기구 중에서도 본 연구에서는 발색단 골격의 탈알킬화 반응보다는 발색단 콘쥬케이트 구조의 절단 과정을 거쳐 주로 반응이 진행되는 것으로 확인되었다. 이러한 결과들로부터 단순 침전법으로 용이하게 제조할 수 있는 CdZnS/ZnO는 비교적 높은 활성과 재활용성을 지닌 가시광선용 광촉매로 사용 가능하다는 것을 알 수 있었다. CdZnS/ZnO composite was prepared through low-temperature precipitation and drying method. The property of CdZnS/ZnO as a recyclable photocatalyst for the degradation of rhodamine B (RhB) under visible light irradiation was examined. The sample was characterized by XRD, FE-SEM, XPS, UV-vis DRS and photoluminescence techniques before and after repeated reaction to investigate the change of properties during the photocatalytic reaction. During repeated reaction, the CdZnS/ZnO showed an improved photocatalytic activity and recycle stability. Among two feasible reaction pathways for photocatalytic degradation of RhB, the cleavage of conjugated chromophore was found to predominate over N-dealkylation of chromophore skeleton in the present work. The results indicate that the CdZnS/ZnO, prepared by a simple precipitation method, can be used as a visible-light driven photocatalyst with enhanced cycle stability and activity.

Fluorine이 도입된 Quinoxaline과 Fluorene 골격을 가진 고분자의 합성 및 특성분석

송수희 ( Suhee Song ),최효일 ( Hyo Il Cho ),신인수 ( In Soo Shin ),박성수 ( Seong Soo Park ),이근대 ( Gun Dae Lee ),박성흠 ( Sung Heum Park ),진영읍 ( Youngeup Jin ) 한국공업화학회 2016 공업화학 Vol.27 No.5

새로운 전자 받개인 6,7-difluoro-2,3-dihexylquinoxaline을 이용하여 유기 태양 전지형 고분자를 개발하였다. Fluorene과 6,7-difluoro-2,3-dihexylquinoxaline으로 Suzuki polymerization방법을 이용하여 낮은 HOMO 에너지를 가지는 PFDTQxF 고분자를 합성하였다. 필름상태의 PFDTQxF은 368과 493 nm에서 두 개의 흡광도를 보였다. PFDTQxF의 HOMO와 LUMO 에너지는 각각 -5.55와 -3.91 eV을 나타내었다. PFDTQxF의 태양전지 소자는 0.47 V의 VOC와 4.48 mA/cm²의 JSC와 0.32의 FF를 가지고 있어 0.78%의 에너지 효율을 나타내었다. New electron deficient moiety, 6,7-difluoro-2,3-dihexylquinoxaline, was developed for the push-pull type copolymer for organic photovoltaics (OPVs). The PFDTQxF with lower HOMO energy level was synthesized using fluorene and 6,7-difluoro- 2,3-dihexylquinoxaline by Suzuki polymerization. The PFDTQxF thin film shows two absorption peaks at 368 and 493 nm. The HOMO and LUMO energy levels of PFDTQxF are calculated -5.55 and -3.91 eV, respectively. The device comprising PFDTQxF showed a VOC value of 0.47 V, a JSC value of 4.48 mA/cm², and a FF of 0.32, which yielded PCE of 0.78%, under the illumination of AM 1.5.