초록
Brilliant blue FCF에 대한 분해 특성이 우수한 광촉매를 제조하는 연구를 수행하였다. 먼저 전구체인 titanium (IV) sulfate와 zinc acetate에 침전제로 각각 NaOH, $NH_4OH$를 첨가하여 비교적 낮은 온도와 상압에서 중간상 형성 없이 1단계의 수열합성법으로 $TiO_2$와 ZnO를 제조하였다. $TiO_2$의 경우 제조과정에 양이온성 계면활성제인 CTAB을 첨가하여 제조하기도 하였다. 제조된 $TiO_2$와 ZnO의 결정성, 입자크기, 흡광도 등과 같은 물리적 특성을 확인하기 위해 XRD, Zeta-potential meter, DRS 등을 사용하여 분석하였다. 광촉매적 특성을 확인하기 위해 회분식 반응장치를 이용하여 UV 조사 하에서 brilliant blue FCF의 광분해 특성을 조사하였다. CTAB을 첨가하지 않은 경우, $TiO_2$가 ZnO보다 입자가 작고 흡광도와 광촉매 반응의 초기속도가 큰 것을 확인할 수 있었다. 그리고 동일한 제조조건에서 CTAB을 전구체인 $Ti(SO_4)_2$ 농도의 1/10 첨가하여 제조한 $TiO_2$는 CTAB을 첨가하지 않은 것보다 brilliant blue FCF의 최종 제거율이 약 15% 정도 우수하였다.
Experimental research on the preparation of photocatalyst for the decomposition of brilliant blue FCF ($C_{37}H_{31}O_9N_2S_3Na_2$) was performed. $TiO_2$ and ZnO powders were prepared from titanium (IV) sulfate and zinc acetate at low reaction temperature and atmospheric pressure by hydrothermal precipitation method without calcination. In addition, $TiO_2$ was prepared with cationic surfactant CTAB (Hexadecyltrimethyl ammonium bromide) at the same conditions. The physical properties of prepared $TiO_2$ and ZnO, such as crystallinity, average particle size and absorbance, were investigated by XRD, Zeta-potential meter and DRS. And, the photocatalytic degradation of brilliant blue FCF has been studied in the batch reactor under UV radiation. For the photocatalysts prepared without CTAB, $TiO_2$ has smaller particle size and larger absorbance and photocatalytic reaction rate than ZnO. And $TiO_2$, prepared with CTAB whose concentration is 1/10 of that of precursor, shows 15% higher than that prepared without CTAB in final photocatalytic degradation ratio of brilliant blue FCF.