• 대한환경공학회지
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• 제37권1호
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• pp.34-44
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• 2015

본 연구는 기존의 광촉매 산화 기술에서 주로 사용된 자외선램프의 단점을 보완할 수 있는 대체 광원인 자외선 LED를 사용하여 자유 시안을 폐수로부터 제거하는 공정을 평가하고자 수행되었다. 특히 광촉매 산화 공정의 다양한 영향 인자들에 대해 살펴보았다. 연구 결과, 자외선 LED는 기존의 광원인 자외선램프를 대체할 수 있는 적용성을 확인할 수 있었다. 뿐만 아니라 LED 개수를 증가할수록 광촉매 산화 반응의 효율은 증가하였으나, 공정의 경제성과 효율성을 동시에 만족시키기 위해서는 최적의 LED의 개수를 선정할 필요가 있다는 것을 확인하였다. 광촉매로 이용된 아나타제(anatase), 루틸(rutile), Degussa P25 등 세 종류의 $TiO_2$ 중 Degussa P25가 가장 높은 성능을 보였으며, 아나타제(anatase)와 루틸(rutile)을 특별한 전처리 과정없이 단순하게 혼합하였을 때는 Degussa P25 만큼의 공정의 효율은 얻지 못했다. 또한 $TiO_2$의 입자 크기가 작을수록 광촉매 산화 반응이 더욱 활발하게 이루어졌다. 그리고 광촉매 산화 반응에 있어 주로 전자 수용체 역할을 수행하는 산소를 주입함으로써 공정의 효율이 증진되는 효과를 얻을 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제1권2호
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• pp.57-62
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• 2000

Trichloroethvlene(TCE)의 수용액 내에서 광분해 반응을 연구하였다. 광촉매 TiO₂의 표면특성은 XRD, SEM 및 BET를 사용하여 선행연구[23]에서 고찰하였으며 Aldrich TiO₂는 100% anatase, Degussa 에서 제조한 P25-TiO₂는 75% anatase와 25% rutile의 혼합구조(structure)를 가짐을 알 수 있었다. 본 연구에서는 TCE 분해반응의 최적조건을 선정하기 위하여 광촉매의 사용량, 분해반응시 혼합용액의 순환유속, TCE의 초기농도 및 광촉매 TiO₂의 구조가 광분해 반응에 미치는 영향을 자세히 고찰하였다. 실험결과 증류수 1 L를 기준으로 무게비 0.1 wt%의 광촉매를 사용하여 증류수와 TCE의 혼합용액을 200 cc/min로 순환시켰을 때 분해활성이 가장 좋음을 알 수 있었으며 일반적으로 anatase 구조가 rutile구조를 가진 광촉매 보다 높은 활성을 보였다. 특히 anatase와 rutile의 혼합구조를 가진 Degussa P25-TiO₂가 가장 좋은 활성을 보였으며 이는 작은 입자크기와 큰 비표면적에 기인한 결과로 보인다.

• Advances in environmental research
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• 제4권1호
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• pp.25-38
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• 2015

Wastewaters of textile industry cause high volume colour and harmful substance pollutions. Photocatalytic degradation is a method which gives opportunity of reduction of organic pollutants such as dye containing wastewaters. In this study, photocatalytic degradation of C.I. Basic Yellow 28 (BY28) as a model dye contaminant was carried out using Degussa P25 in a photocatalytic reactor. The experiments were followed out at three different azo dye concentrations in a reactor equipped UV-A lamp (365 nm) as a light source. Azo dye removal efficiencies were examined with total organic carbon and UV-vis measurements. As a result of experiments, maximum degradation efficiency was obtained as 100% at BY28 concentration of $50mgL^{-1}$ for the reaction time of 2.5 h. The photodegradation of BY28 was described by a pseudo-first-order kinetic model modified with the langmuir-Hinshelwood mechanism. The adsorption equilibrium constant and the rate constant of the surface reaction were calculated as $K_{dye}=6.689{\cdot}10^{-2}L\;mg^{-1}$ and $k_c=0.599mg\;L^{-1}min^{-1}$, respectively.

• 공업화학
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• 제17권1호
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• pp.100-105
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• 2006

$UV/TiO_2$ 허니컴 광촉매가 고정된 반응기에서 여러 운전 변수에 따른 페놀의 분해반응을 고찰하였다. 광촉매의 종류에 따른 페놀의 분해능을 비교한 결과, 이시하라사 STS-02로 코팅한 허니컴 광촉매는 데구사 P25에 비해 약간 높은 광산화 활성을 나타내 주었다. 반면에 국내 N사의 광촉매로 코팅한 허니컴의 경우에는 페놀의 광분해 효과가 거의 나타나지 않았다. 허니컴 광촉매는 데구사 P25의 코팅량이 증가함에 따라 페놀의 광산화 반응속도가 증가하는 경향을 나타내주었다. 데구사 P25로 코팅된 허니컴 반응기의 경우에 원수의 유량이 증가함에 따라 페놀의 광산화 속도가 지속적으로 증가하다가 500 mL/min 이상의 유속에서는 감소하는 경향을 나타내었다. 광촉매 표면이 페놀에 의해 미리 흡착된 경우에는 초기 반응시간에 자외선 조사에 의한 페놀의 부분산화 반응이 일어나 오히려 269 nm에서 페놀의 흡광도가 상승하는 결과를 나타내 주었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제44권11호
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• pp.650-654
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• 2007

[ $SnO_2$ ]-doped $TiO_2$ thin films were prepared from tin (IV) bis (acetylacetonate) dichloride and titanium diisopropoxide bis (acetylacetonate) with pluronic P123 or degussa P25 as a structural-directing agent. These hydrolyzed sol were spin coated onto Si(100) wafer substrate. The microstructure, morphology and bonding states of thin films were studied by field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM), X-ray diffractometry (XRD), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The photocatalytic activity of these films was investigated by using indigo carmine solution.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2000년도 추계학술대회
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• pp.233-236
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• 2000

산업화에 따라 발생하는 산업폐수에는 많은 종류의 유해한 유기물들이 함유되어 있으며, 이러한 유독성 유기물을 제거하기 위하여 많은 연구가 진행되어 왔으나. 기존의 처리 방법들은 2차 환경오염을 유발한다는 문제점을 갖고 있다. 최근 폐수처리에 광촉매를 이용한 광분해 반응이 기존의 처리방법들에서 나타날 수 있는 문제점과 폐수중의 유독성 유기물을 제거할 수 있는 환경친화적 공정이라는 보고가 있은 후 광촉매에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 광촉매 TiO₂의 표면특성을 XRD, SEM 및 BET를 사용하여 자세히 고찰하였다. XRD 결과 Degussa P25는 anatase 구조와 rutile 구조가 섞인 형태였으며, Aldrich Degissa TiO₂는 100% anatase 구조, KIER TiO₂는 100% rutile 구조를 가졌고 SEM 결과 Aldrich와 Degussa TiO₂의 입자형태는 작은 입자들이 뭉쳐있는 형태였으나 KIER TiO₂는 작은 입자들이 독립적으로 분리된 타원형으로 입자크기가 가장 컸다. 반면 BET 결과 Degussa TiO₂의 비표면적이 59㎡/g으로 Aldrich TiO₂(6㎡/g)나 KIER TiO₂(14 ㎡/g)에 비하여 매우 큼을 알 수 있었다.

• Rapid Communication in Photoscience
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• 제2권2호
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• pp.64-66
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• 2013

Photoreduction of $CO_2$ into hydrocarbon fuels on the surface of photocatalyst is one of the breakthroughs in the field of photocatalysis. At present various approaches have been investigated with the aim of increasing the $CO_2$ conversion efficiency. The reactor for photoconversion of $CO_2$ plays a vital role in experimental setup. In this work an attempt was made to testify a newly designed the photoreactor for conversion of $CO_2$ into useful products. The photoreactor was specifically designed for simple operation bearing features of temperature and pressure control. The reactor has been tested successively with the standard titania, Degussa P25 yielding methane with moderate production rate of 30.8 $ppm{\cdot}g^{-1}{\cdot}h^{-1}$ under UV lamp with 365 nm wavelength. The methane yield obtained is comparable to the values reported in literature. Thus we anticipate that this experimental setup equipped with newly designed photoreactor can yield competitive amounts of fuels from $CO_2$ photoredcution via 365 nm UV light illumination on various photocatalysts.

• 산업기술연구
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• 제28권A호
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• pp.19-22
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• 2008

In recent years, much attention has been paid to "Photocatalytic oxidation" as an alternative technique, where the pollutants are degraded by UV-irradiation in the presence of a semiconductor suspension such as titanium dioxide. $TiO_2$ is the most often used photocatalyst due to its considerable photocatalytic activity, high stability, non-environmental impact and low cost. 1n this research, the photocatalytic degradation of humic acid, acetaldehyde and methylene blue in $UV/TiO_2$ systems has been stydied. The effect of calcination temperature for manufacturing of $TiO_2$ photocatalysts and type of photocatalysts on photodegradation has been investigated. Photocatalysts with various metal ions(Mn, Fe, Cu and Pt) loading are tested to evaluate the effects of metal ions impurities on photodegradation. The photodegradation efficiency with $Pt-TiO_2$ or $Fe-TiO_2$ or $Cu-TiO_2$ is higher than Degussa P-25 powder. However, the photodegradation efficiency with $Mn-TiO_2$ is lower than Degussa P-25 powder. The photocatalytic properties of the nanocrystals were strongly dependent upon the crystallinity, particle size, standard reduction potential of various transition metal and electronegativity of various transition metal. As a result photocatalysts with various metal ion loading evaluated the effect of photodegradation.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권1호
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• pp.160-164
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• 2008

본 논문은 $TiO_2$(Degussa, P-25), 바인더(A-9540) 그리고 용제의 배합비율을 바꾸어 코팅액을 제조하여 알루미늄 금속판에 코팅한 후, 고농도의 IPA를 주입하여 분해효율을 고찰하였다. 고형분 함량 비율 변화에서는 $TiO_2$ 함량은 증가하고 바인더가 감소할수록 좋은 효율을 보였고, 용제는 에탄올과 MEK 두 가지 중에 MEK의 분해효율이 좋았다. 용제(MEK)함량 비율 변화에서는 일정량의 용제가 있을 경우 분해효율이 좋았고, 용제함량이 낮아질 경우 코팅액 점도가 높아지고 건조 후에는 표면이 갈라지는 현상을 보였다. 결국, 용제함량 비율 변화는 바인더 함량 실험에도 영향을 주어 1.75 : 0.25 : 10일 때 가장 좋은 분해효율을 보였다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권6호
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• pp.1073-1081
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• 2000

가시광 영역에서 투명한 $TiO_2$ 졸을 이용하여 수중 humic acid의 광분해 특성을 고찰하였다. $TiO_2$ 졸은 $TiCl_4$ 용액의 가수분해 침전물인 $TiO(OH)_2$를 $H_2O_2$와 반응시켜 titanium peroxo solution (TPS)을 제조한 후, 이 용액을 온도와 시간의 함수로 열처리하여 제조하였다. Humic acid의 광분해를 위하여 사용된 졸의 적정 농도는 100ppm 전 후이었으며, photoluminescence(PL)를 이용하여 결정되었다. $TiO_2$ 졸의 humic acid에 대한 광촉매 효능은 TPS를 $100^{\circ}C$에서 12시간 이상 열처리한 졸을 이용할 때 가장 높았으며, 상용되고 있는 Degussa P25 보다 우수한 것으로 나타났다. 또한 상용의 분말로부터 유도된 현탁 반응은 처리수가 $TiO_2$로 인해 높은 탁도를 나타내는 반면, TPS로부터 유래한 졸은 거의 탁도를 나타내지 않고 높은 투명성을 보였다.