• 한국응용과학기술학회지
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• 제39권1호
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• pp.34-41
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• 2022

일상적인 화학제품들의 사용량이 증가함에 따라 사용되었던 염료 폐기물 처리 또한 중요한 환경적인 문제로 대두되었다. 이러한 염료폐기물은 광촉매를 이용하여 분해시킬 수 있는데, 졸-겔 기술을 활용하면 매우 비용 효율적으로 광촉매를 합성할 수 있다. 졸-겔 기술은 나노스케일의 막 형성에도 상당히 유용하며 간단하게 다층구조를 형성할 수도 있다. 본 연구에서는 다양한 염료 분해에 효과가 있는 산화아연(ZnO) 이용하여 다중 회전도포 방법으로 다층구조(3층, 5층)를 가진 ZnO 막을 형성하였다. 성능비교를 위해 단일 회전도포 방법에 의한 단층구조를 가진 ZnO 막을 대조군으로 준비하였다. X선 회절분석기 및 에너지 분산 X선 분광계를 이용하여 ZnO의 구조 및 원소분석을 수행하였고, 주사전자현미경을 통해 나노선같은 표면형상을 관찰할 수 있었다. 추가적으로 UV-Vis 분광광도계를 활용하여 자외선의 흡수도를 측정하였다. 5층구조를 가진 ZnO 막이 단층 구조를 가진 ZnO 막에 비해 모의 메틸렌 블루를 49% 더 많이 분해하였다. 결론적으로, 다층구조를 가진 ZnO 는 메틸렌블루 염료를 더욱 효과적으로 분해하는 광촉매로써 유용하다는 알 수 있었다.

• 공업화학
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• 제22권1호
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• pp.61-66
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• 2011

본 연구에서는 이산화티타늄을 솔-젤 방법으로 제조하고 간단한 열처리를 통하여 제조된 이산화티타늄의 물리화학적 특성을 조절하였다. 이들을 메틸렌블루 광분해 반응에 적용한 결과, 473 K에서 열처리한 촉매가 가장 높은 광분해 효율을 보여주었다. 이는 473 K에서 열처리한 촉매가 가장 높은 비표면적($229.8m^2/g$)을 가지고 있고, 이로 인해 메틸렌블루의 흡착이 많이 일어났기 때문인 것으로 보인다. 한편 873 K에서 열처리한 촉매는 낮은 비표면적($23.8m^2/g$) 및 큰 입자 크기(28.38 nm)에도 불구하고 비교적 높은 광촉매 효율을 보여주는데, 이는 고온 열처리로 인한 형성된 rutile 상과 기존의 anatase상의 혼합효과에 기인한 것으로 보인다.

• Elastomers and Composites
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• 제44권3호
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• pp.290-298
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• 2009

본 논문에서 Fe-활성탄소 섬유(ACF)/$TiO_2$ 복합체 광촉매를 졸-겔 방법에 의하여 제조하였다. 합성된 광촉매는 UV조사하에서 MB용액의 광분해에 사용되었다. BET 데이터는 Fe와 Ti의 여러 가지 농도를 가지고 처리된 ACF의 표면에서 흡착 특성을 보여준다. SEM 사진에서 보여지는 것처럼, 철 혼합물과 $TiO_2$는 ACF 표면에 활착되어 있음을 나타내었다. X선 분말 회절법으로부터 얻어진 결과는 복합체로부터 FeO+$TiO_2$, Anatase 및 Rutile 구조의 결정상을 나타내었다. 원소분석을 위한 EDX spectra는 Fe와 함께 C, O, Ti의 peak들이 존재함을 나타내었다. MB 분해에 대한 활성은 $TiO_2$의 광분해와 Fe의 photo-Fenton 효과로 인해 전자/hole쌍 반응으로부터 파생된 -OH 라디칼들에 의한 것으로 여겨진다.

• 한국재료학회지
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• 제20권1호
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• pp.31-36
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• 2010

Methylene blue (MB) was degraded by $TiO_2$ and ZnO deposited on an activated carbon fiber (ACF) surface under UV light. The ACF/$TiO_2$ and ACF/ZnO composites were characterized by BET, SEM, XRD, and EDX. The BET surface area was related to the adsorption capacity for composites. The SEM results showed that titanium dioxide and zinc oxide are distributed on the ACF surface. The XRD results showed that the ACF/$TiO_2$ and ACF/ZnO composites contained a unique anatase structure for $TiO_2$ and a typical hexagonal phase for ZnO respectively. These EDX spectra showed the presence of peaks of Ti element on ACF/$TiO_2$ composite and peaks of Zn element on the ACF/ZnO composite. The blank experiments for either illuminating the MB solution or the suspension containing ACF/$TiO_2$ or ACF/ZnO in the dark showed that both illumination and the catalyst were necessary for the mineralization of organic dye. Additionally, the ACF/$TiO_2$ composites proved to be efficient photocatalysts due to degradation of MB at higher reaction rates. The addition of an oxidant $([NH_4]_2S_2O_8)$ led to an increase of the degradation rate of MB for ACF/$TiO_2$ and ACF/ZnO composites.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권4호
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• pp.417-422
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• 2010

서로 다른 관능기를 가진 카르복시산 화합물을 첨가제로 하여 과산화티탄 수용액으로부터 수열합성법으로 나노 크기의 이산화티탄을 제조하였다. 제조된 나노 크기의 이산화티탄의 물리적 성질을 조사하였으며, 이들을 사용하여 메틸렌블루의 광분해 반응에서의 활성을 조사하였다. 첨가된 카르복시산 화합물에 관계없이 아나타제형 나노 크기의 이산화티탄이 합성되었으며, 소성온도가 $700^{\circ}C$ 이상에서는 아나타제 결정구조가 루틸 결정구조로 변환되기 시작하였다. 광촉매 반응의 활성은 카르복시산의 탄소수가 커질수록 증가하였으며, 숙신산을 첨가제로 한 경우와 $500^{\circ}C$에서 소성시킨 경우에 가장 높은 활성을 보여주었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권11호
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• pp.3269-3273
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• 2009

본 연구에서는 수용액 내의 오염물질 분해를 위하여 개발한 광촉매가 코팅된 실리카 비드의 광분해반응 사용에 따른 활성저하 문제를 해결하기 위하여 반응에 사용한 비드의 활성을 향상시킬 수 있는 재생 방법에 관한 실험을 수행하였다. 비드의 재생방법으로 표면 세정법을 선택하였으며, 세정액으로는 물(증류수), 계면활성제, 아세톤, 에탄올의 세정력이 서로 다른 4종의 용액을 사용하였다. 재생 과정은 서로 다른 4종의 세정액으로 반응에 사용하여 활성이 떨어진 비드를 세정한 후, 소성온도를 $100^{\circ}C$, $200^{\circ}C$, $300^{\circ}C$로 달리하여 30분간 처리하였다. 재생 처리과정은 각 1~3회 반복 수행하였으며, 서로 다른 조건에서 재생된 비드의 활성은 수용액 내의 methylene blue 광분해율로 측정하였다. 연구결과, 재생한 비드의 활성은 아세톤으로 세정한 후, $100^{\circ}C$에서 30분간 소성하였을 때 가장 우수한 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권11호
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• pp.3031-3038
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• 2009

코발트 적재된 활성탄소섬유(ACFs)는 이산화티탄($TiO_2$) 광촉매 반응을 촉진시키는 것을 발전되었다. Co-ACFs/$TiO_2$ 광촉매는 SEM, XRD, EDX 및 UV-vis 분광기를 사용하여 분석하였다. Co-ACFs/$TiO_2$ 광촉매에 대한 메틸렌불루(MB)의 분해 효과는 300분 반응해서 거의 100%를 도달하였다. 용액에 있는 MB 분자들은 ACFs의 흡착에 의해 $TiO_2$ 입자의 주위에 응축한다고 가정되었다. 그래서 이 광촉매 복합체는 MB 광분해에 대한 활성탄의 흡착성과 $TiO_2$의 광촉매 특성의 결합한 성능을 가지고 있다. 코발트가 전자 천이 효과를 가지고 있기 때문에 MB 용액의 광분해가 증가되는 것으로 판단된다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제33권9호
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• pp.2910-2916
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• 2012

Cadmium sulphide (CdS) nanorods were prepared by a single precursor thermal decomposition (SPTD) method. The formation of CdS nanorods and their structure, morphology and elemental composition were studied by means of FT-IR, XRD, FE-SEM, HR-TEM and EDAX analysis. Photoluminescence (PL) and lifetime measurements were recorded to study the luminescence properties of the material. The PL spectrum of the CdS nanorods showed one broad peak and four shoulders and the cause for this emission was discussed. The PL emissions from the band edge and deep trap state of the CdS nanorods were studied by lifetime measurements. Further, the synthesized CdS nanorods showed an increase in efficiency of photocatalytic degradation of methylene blue (MB) and rhodamine B (RhB). The increase in the photocatalytic activity was attributed to the mixed phase of the CdS nanorods.

• 한국재료학회지
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• 제19권9호
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• pp.481-487
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• 2009

The photocatalysts of Fe-ACF/$TiO_2$ compositeswere prepared by the sol-gel method and characterized by BET, XRD, SEM, and EDX. It showed that the BET surface area was related to adsorption capacity for each composite. The SEM results showed that ferric compound and titanium dioxide were distributed on the surfaces of ACF. The XRD results showed that Fe-ACF/$TiO_2$ composite only contained an anatase structure with a Fe mediated compound. EDX results showed the presence of C, O, and Ti with Fe peaks in Fe-ACF/$TiO_2$ composites. From the photocataytic degradation effect, $TiO_2$ on activated carbon fiber surface modified with Fe (Fe-ACF/$TiO_2$) could work in the photo-Fenton process. It was revealed that the photo-Fenton reaction gives considerable photocatalytic ability for the decomposition of methylene blue (MB) compared to non-treated ACF/$TiO_2$, and the photo-Fenton reaction was improved by the addition of $H_2O_2$. It was proved that the decomposition of MB under UV (365 nm) irradiation in the presence of $H_2O_2$ predominantly accelerated the oxidation of $Fe^{2+}$ to $Fe^{3+}$ and produced a high concentration of OH radicals.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제35권6호
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• pp.1794-1798
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• 2014

Graphitic g-$C_3N_4-WO_3$ composite was synthesized simply by decomposing melamine in the presence of $WO_3$ at $500^{\circ}C$. The obtained material was characterized by XRD, SEM, IR and XPS. The results showed that the as-prepared composite exhibits orthorhombic $WO_3$ phase coated by g-$C_3N_4$ and the g-$C_3N_4$ decomposed completely with N-doped $WO_3$ remaining at elevated calcination temperatures. The photocatalytic activity of the composite was evaluated by the photodegradation of methylene blue under visible light. An enhancement in photocatalytic activity for the graphitic g-$C_3N_4-WO_3$ composite compared to the conventional nitrogen-doped $WO_3$ was observed, which can be attributed to the presence of g-$C_3N_4$ in the material.