• 한국환경농학회지
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• 제19권4호
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• pp.284-293
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• 2000

일반 주거환경 또는 재배시설 내의 공기오염물질인 농약 및 병원성 미생물을 인위적으로 제거하기 위해서 자연광 또는 인공광조건하에서 몇몇 감광제 (PS)/광촉매 (PC)에 의한 광분해 촉진효과와 미생물의 살균효과 시험을 수행하였다. 광촉매로는 반도체 물질인 PC-1과 PC-2, 그리고 산화제로 사용되는 PC-3, PC-4, PC-5 및 PC-6과 감광제로 PS-7과 PS-8을 선발하였다. Dichlorvos의 경우에는 자연광과 인공광 조건하에서 광촉매 무처리구에 비해 각각의 광촉매가 처리된 모든 처리구에서 4배 이상의 광분해 촉진효과를 보였고, methyl tert-butyl ether의 경우에는 단지 광촉매 PC-1 처리구만이 광촉매 무처리구에 비해 약 17배 이상의 분해 촉진효과를 보였다. 또한 procymidone의 경우에도 PC-1, PC-6 및 PS-8에 의한 광분해가 약 3배 이상 촉진되었다. 공기 중의 미생물을 제거하기 위한 예비시험에서는 Pseudomonas putida, Phytophthora capsici 및 Salmonella typhimurium 현탁액에 각각 광촉매 PC-1을 첨가하고 인공광을 조사함으로서 미생물의 생육이 저해됨을 확인할 수 있었다. 또한 평판배지에 도말된 Salmonella typhimurium은 광촉매 PC-1의 주변에서 미생물 생육이 저해됨을 보였다. 이상의 결과에서 볼 때 광조건 하에서 감광제/광촉매를 이용한 고등산화기술은 농약을 비롯한 여러 환경 오염물질을 제거하여 재배시설 내의 작업자와 일반 대중의 환경오염원에 대한 노출을 예방할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국융합학회논문지
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• 제6권5호
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• pp.165-171
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• 2015

본 연구의 목적은 임상에서 사용되고 있는 치아미백제와 $TiO_2$ 광촉매의 융합에 의한 치아 미백효과를 평가하고, 미백 효과를 극대화시킬 수 있는 광촉매 혼합비 등에 관한 기초연구를 통하여 미백효과와 안전성을 고찰하고자 하였다. 실험에 사용된 치아는 발거된 치아 중 우식에 이환되지 않고 수복물이 없는 전, 구치부 치아 24개의 연조직 치석을 제거한 후 전치부의 순면이나 구치부의 협면 및 설면이 노출되도록 하여 dal상에서 사용 중인 치아 미백제에 $TiO_2$ 광촉매 분말을 10, 20wt.% 첨가하여 융합하고, 과산화수소수를 10~20%첨가한 미백제를 적용하여 색조 변화를 측정하였다. $TiO_2$ 광촉매와 미백제의 융합 미백제 적용에 따른 치아의 외관 특성평가 결과, 20% 과산화수소수에 $TiO_2$ 첨가한 경우 월등한 미백효과를 나타남을 알 수 있었으며 $TiO_2$ 광촉매를 사용하면 치아미백을 위한 미백제 적용시간을 단축시킬 수 있음을 알 수 있다. 이러한 결과는 향후 치아 미백제 개발에 촉매의 활용을 통하여 미백 효과를 향상시킬 수 있는 연구의 제안으로 치아미백 제품개발에 기여할 수 있을 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.1204-1210
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• 2014

실내공기 오염물질의 제어를 통하여 공기질을 개선시킬 수 있는 요소기술의 개발을 위하여 미세부유먼지 제거방법을 도출하고자 하였다. 미세부유먼지 중에는 분진과 같은 무기물과 박테리아와 같은 작은 유기물도 포함되어 있어 이들의 동시 제거를 위한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 광촉매 및 UVA에 의한 미세부유먼지 중 미생물 제거 기술의 개발을 위하여 여러 종류의 광촉매에 대한 미생물 살균율을 조사하였다. 이를 위하여 3가지 종류의 광촉매(ZnO, $TiO_2$, ZnO/Laponite ball)와 최소한의 UVA 자외선 조사량 3 (${\mu}W/cm^2$)을 이용하여 실내공기 부유미생물의 지표로 사용되는 Gram 양성균인 E. Coli와 Gram 음성균인 Bacillus. subtilis sp.에 대하여 살균실험을 진행하였다. 실험결과, 최소한의 UVA 자외선 조사량에서도 광촉매제와 함께 두 시간 정도 반응하였을 때 E-Coli의 경우 세 가지 광촉매제 모두에서 80 % 이상 사멸되는 것으로 나타났으며, UVA 단독 사용보다는 약 30 % 높은 사멸률을 보였다. 광촉매제 중에는 ZnO/Laponite ball 복합체의 경우에 $TiO_2$와 동등한 살균력이 있는 것으로 나타났다. 하지만, 포자상태에서 강한 외벽을 가지고 있는 B. subtilis sp.의 경우는 낮은 자외선 조사량으로는 살균효과가 저하되기 때문에 살균율을 높일 수 있는 최적의 촉매제 종류와 첨가량 및 자외선 조사량을 찾아야 할 것으로 판단된다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2001년도 가을 학술발표회 발표논문집
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• pp.132-133
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• 2001

본 연구결과 혼합광촉매가 수계에 미치는 영향 등으로 인하여 사용되지 못하는 단점을 전자이동 및 산화방지제역할을 하여 수계에 용출되어지는 것을 제어할 수 있었으며, 또한 순수 단일광촉매보다 더 높은 활성을 나타내었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권11호
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• pp.610-616
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• 2020

최근 미세먼지 및 배기가스로 인한 환경문제를 해결하고자 도로구조물의 광촉매 적용이 시도되고 있다. 이에 본 연구에서는 폐수슬러지에서 제조 후 재활용된 저비용 고성능 광촉매(GST)의 혼합 및 분산방안을 검토하고, 질소산화물(NOx) 제거 성능을 최종 평가하여 저비용 고성능 광촉매를 활용한 콘크리트 이형박리제를 개발하고자 한다. 광촉매적용을 위한 분산방안을 검토하기 위해 분산된 시료를 4주간 옥외폭로하여 분리유무를 통한 안정성을 평가한 결과, 분산형 증점제 사용량 20 % 적용시 층분리 및 침전현상 없이 안정적인 상태를 보였다. 저비용 고성능 광촉매를 활용한 이형박리제를 거푸집에 도포시켜 탈형한 시편의 NO 및 NOx 제거율은 Plain 대비 200~400 %의 우수한 효과를 나타내었다. 저비용 고성능 광촉매를 활용한 콘크리트 이형박리제의 성능을 증진시키기 위해서는 나노사이즈인 광촉매의 분산성 향상 및 사용량 증가가 필요할 것으로 사료된다. 또한, 저비용 고성능 광촉매를 활용한 이형박리제를 도로구조물 및 노출 콘크리트에 사용하게 되면 NOx 제거효율을 증가시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.77-77
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• 2003

산업화에 따라 각종 산업분야에서 유기 용제의 사용이 증가하게 되었고 대기오염, 수질오염 등의 상태가 심각해져가고 있는 실정이다 그러나 다양해진 오염물질을 처리하는 데 있어서 기존의 산화처리방법은 한계에 달하였고 새로운 처리공정으로 최근 고급산화법(AOP : Advanced Oxidation Process)에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이에 본 연구에서는 대기환경 및 인체에 심각한 영향을 주는 VOCs(Voletail Organic compounds)중 BTEX(Benzene, Toluene, Ethylbenzene, Xylene)를 다양한 형태의 광촉매제를 이용하여 기상 광분해한 후 이에 대한 최적의 분해 조건과 분해율을 비교하고자 하였다. 순환식의 자체 제작한 기상광반응장치를 이용하여, CVD법으로 TiO$_2$ 입자를 알루미나 비드위에 코팅한 볼과 같은 방법으로 유리기판위에 코팅한 판상의 광촉매제 그리고 결정성이 각기 다른 루틸상과 아나타제 그리고 아나타제/루틸 혼합상의 TiO$_2$ 분말을 직접 이용하여 VOCs 농도와 종류, 광원의 종류 및 세기를 변화시켜 PID(Photo ionization Detector)방식의 순환식 VOCs 측정기를 이용하여 광분해율을 실시간으로 측정하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권11호
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• pp.6952-6957
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• 2014

광촉매 반응에서 $TiO_2$에 금속물질을 첨가하면 촉매표면이 변화되며, 이러한 금속물질은 광분해반응의 속도를 증가시킨다. 본 연구에서는 $TiO_2$ 광촉매의 광분해능력을 향상시키기 위해 다양한 방법을 이용하여 개질하였으며, 개질된 광촉매의 광분해특성은 회분식 광반응기를 이용하여 조사하였다. 우수한 $TiO_2$ 광촉매용액을 얻기 위해 여러 종류의 분산제와 안정제를 조사하였으며, 분산제로는 isoproply alcohol, 안정제로는 sodium silicate가 적합하였다. 톨루엔 분해반응을 향상시키기 위해 다양한 금속물질을 $TiO_2$ 광촉매에 첨가하여 광분해효율을 조사한 결과 Pd가 가장 우수하였으며, Cu와 W도 우수하였다. Pd를 첨가한 경우 25%의 제거효율 향상이 있었다. 그러나 Fe의 경우 광촉매분해반응을 상당히 저해하는 것으로 나타났다. $Pd/TiO_2$ 광촉매에 Cu 또는 W를 부가적으로 첨가하여도 촉매의 광분해효율에는 증가가 없었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.191-191
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• 2013

금속 산화물 촉매 입자는 특정한 파장에 의해서 활성화되면서 전자-정공 쌍을 생성한다. 광촉매원리를 이용하면 전자 정공 제공을 통해 기존의 물질 주위에 활성 라디칼을 생성하고 물질의 특성을 변화시킬 수 있다. 이런 독특한 특성을 이용한 금속산화물의 다양한 연구가 물리, 화학, 재료, 생명 분야에서 이루어지고 있다. 본 연구에서는 광촉매 입자와 대기압 플라즈마와의 특성을 활용하여 발생되는 물리적 특성과 재료적인 특성을 이용한 응용 연구에 대한 내용을 다루고 있다. 특히 광촉매로 가장 많이 사용되는 $TiO_2$가 $200^{\circ}C$ 이하 저온 플라즈마 방전가스에 의해 상변화되는 현상을 다루고 이에 대한 구체적인 재료 분석을 실시 하였다. 즉, 저온의 알곤과 알곤/산소 대기압 플라즈마에 의해 처리된 $TiO_2$의 결정성 변화에 대해서 조사하였고 이를 이용하여 유사 작용제의 분해에 대한 연구를 하였다. 신경작용제(VX: nerve agent)의 유사작용제인 말라치온(Malathion)뿐만 아니라 셀룰로우즈(cellulose) 계의 복잡한 구조의 화학유기물 등을 대기압 플라즈마를 이용해 분해시킬 수 있음을 알 수 있었다. 본 연구에서는 대기압 플라즈마와 금속산화물의 결정성 변화에 대한 분석을 통해 기능성화된 촉매입자를 이용한 효과적인 화학물질의 분해를 소개하고, 대기압 플라즈마의 나노 소재기술로의 높은 응용가능성도 함께 살펴보았다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.31-31
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• 2003

최근 각종 산업 기술의 발달과 함께 다량의 악취, 오염 물질이 심각한 사회문제로 대두되고 있다. 특히 산업 현장의 경우, 악취로 인해 작업 환경이 매우 열악하여 환경 설비의 개발이 절실히 요구되고 있다. 본 연구에서는 기존의 스크러버 집진 장치의 친수성 가스를 제거할 수 있는 장점을 유지하면서, 소수성 기체의 제거율이 낮은 단점을 보완할 수 있는 TiO$_2$나노 입자의 광분해 특성을 이용한 스크러버 집진 장치를 제작하였다. TiO$_2$ 광촉매 나노 입자는 실험실에서 합성한 QT를 비롯하여, 국내외에서 생산된 P-25, NT-20, ST-01로 특성 분석을 실시하였다. 광촉매 나노 입자의 특성 분석에는 X선 회절 분석법, 적외선 분광기, 제타 전위 분석기, 동적 광산란 분광기를 사용하였으며, 그 결과 ST-01이 본 실험에 가장 적합한 광촉매로 선정되었다. 악취 및 대기 오염 물질 선정은 염색 가공 공장에서 정련제, 산화 환원제등으로 많이 사용하고 있는 암모니아, 아세트산, 옥탄올, 휘발성 유기물질인 톨루엔, 벤젠으로 하여, 실험실 자체 제작한 batch type과 산업 현장에서 사용할 수 있는 continuous type의 스크러버 이용하여 실험하였다. 이들 물질의 제거율은 가스 크로마토그래피, 자외선/가시광선 분광기를 이용하여 조사하였으며, 친수성 기체인 암모니아와 아세트산의 경우는 기존의 스크러버 효율의 약 70%인 반면에, 광촉매를 이용한 스크러버의 경우 90%이상의 우수한 제거 효과를 보였다. 또한, 기존의 스크러버가 거의 분해를 할 수 없었던 소수성 기체 옥탄올, 톨루엔, 벤젠의 경우는 기존의 스크러버가 약 10%내외를 제거하는 것에 비해, 광촉매를 이용한 스크러버의 경우 약 80% 이상의 제거 효율을 나타내었다. 결과적으로 광촉매를 이용한 스크러버의 제거효율이 기존의 스크러버에 비해, 친수성 가스의 경우 20% 이상, 소수성 가스의 경우70% 이상 향상되었음을 알 수 있었으며, 본 연구를 통해 광분해를 이용한 스크러버가 기존설비의 장.단점을 충분히 보완 가능한 환경 설비임을 확인할 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제20권11호
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• pp.5-10
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• 2019

본 연구에서는 장파장에서 감응하는 광촉매를 개발하기 위하여 상용화된 $TiO_2$에 Ag를 도핑하여 제조하였으며 광촉매 효율을 향상시키기 위하여 귀금속의 분산을 증대시키는 마이크로에멀젼 방법을 이용하였다. 제조된 $Ag/TiO_2$의 물리적 특성은 SEM(Scanning Electron Microscopy), FE-TEM(Field Emission Transmission Electron Microscopy), DRS(Diffuse Reflectance Spectroscopy)를 통해 분석하였다. RO 16(Reactive Orange 16)에 대한 광촉매의 제거 효율은 25ppm의 RO 16을 대상으로 UV-A 영역(365nm)에서 수행하였다. Ag의 도핑방법에 의한 광촉매 효율을 비교하기 위해 볼밀링 및 딥코팅 방법으로 제조하여 광촉매 효율을 분석하였으며 광촉매 효율에 대한 Ag 및 계면활성제 함량에 대한 최적화를 진행하였다. 도핑방법에 따른 RO 16 제거효율 분석 결과, 마이크로에멀젼 방법으로 제조한 $Ag/TiO_2$의 RO 16 제거효율이 가장 높았으며 Ag 함량 2wt%, 계면활성제 0.5g에서 가장 높은 제거효율을 보였다.