$TiO_2$ 광촉매를 활용한 수용액 내의 유기물질의 광분해반응

Heterogeneous Photocatalytic Decomposition of Organics in Water Phase

폐수내에 용해되어 있는 유독성 유기물질의 분해처리를 위한 태양반응기 실용화에 대한 기본 및 응용연구를 실시하였다. 광촉매로는 0.1wt%의 Degussa P25 Titanium dioxide($TiO_2$)를 사용하여 TCE, chloroform 그리고 $CCl_4$들의 단일성분은 물론 TCE-chloroform, TCE-phenol, 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 $200cm^3/min$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 $H_2O_2$의 TCE 분해에 미치는 영향을 조사한 견과 0.06vol%의 $H_2O_2$ 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 detoxifcation with Degussa P25 titanium dioxide($TiO_2$) 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 $CCl_4$ 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 $200cm^3/min$ with annular photoreactor in the presence of 0.1 wt% $TiO_2$ powder under illumination. It was observed that the second compound such as $CHCl_3$, 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.