UV-TiO₂ 광촉매 기반의 공기 정화 시스템의 운전조건에 대한 연구 = A Study on the Operational Variables of the UV-TiO₂ Based Photocatalytic Air Cleaning System

국문 초록 (Abstract)

UV-TiO₂ 광촉매를 이용한 공기 정화 시스템에 운전조건에 대한 연구가 수행되었다. 이 연구에서 시스템의 운영 조건이 바뀜에 따른 오염물질 제거 특성을 관찰하기 위해 덕트 형태의 반응기를 제작하고, 스테인레스 격자망에 TiO₂를 코팅하였다. 또한 benzene을 이용하여 UV/TiO₂ 공정으로 유입농도를 변화시키고, 반응기로 들어오는 유량을 조절하여 TiO₂를 코팅한 스테인레스 격자망을 부착한 평판에서의 유속을 변화시켰으며, 코팅한 TiO₂ 광촉매량을 변화시키고, 일정한 양의 TiO₂ 광촉매를 코팅한 면적을 변화시켰으며, UV light intensity를 변화시켜 그에 따른 영향을 관찰하였다. 모든 실험에서의 상대습도는 55%, 반응기 온도는 45℃를 유지하였다. 실험의 결과를 살펴보면, benzene의 유입농도가 증가할수록 제거효율이 감소하였고, 유속이 느려질수록, 즉 농도 경계층 두께(concentration boundary layer thickness)가 증가할수록, 코팅한 광촉매량, 광촉매를 코팅한 면적, 조사한 UV 램프의 intensity가 증가할수록 benzene 제거효율이 증가하였다. 본 연구 자료를 바탕으로 실내 공기 중 저농도의 VOCs를 대상으로 공기 정화 시스템을 설계할 경우 유용하게 적용할 수 있는 자료를 제시할 수 있다고 판단된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

A study on the operational variables of the UV-TiO₂ based photocatalytic air cleaning system was tried. In this study, to examine effects as various air cleaning system conditions, a duct-type reactor was made, and TiO₂ was immobilized on a stainless mesh. Benzene was chosen as a target compound. Removal experiments for benzene were done under different initial benzene concentration, air velocity, TiO₂ loading, area coated TiO₂ as the same TiO₂ loading, and UV light intensity conditions. During the experiments, relative humidity was 55%, and reactor temperature was 45℃. As a result, the photocatalytic degradation of benzene decreased as the inlet concentration increased. But the photocatalytic degradation increased as the concentration boundary layer thickness, amount of TiO₂, area coated TiO₂ as the same amount of TiO₂, and UV light intensity increased. Based on results of current study, they can be applied to the design of air cleaning system over low level VOCs in the indoor air.