• 한국재료학회지
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• 제20권4호
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• pp.228-234
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• 2010

In this paper, Fe-$TiO_2$ and Fe-fullerene/$TiO_2$ composite photocatalysts were prepared with titanium (IV) n-butoxide (TNB) by a sol-gel method. $TiO_2$, Fe-$TiO_2$ and Fe-fullerene/$TiO_2$ were characterized by scanning electron microscopy (SEM), Transmission electron microscope (TEM), specific surface area (BET), X-ray diffraction analysis (XRD) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX). The photocatalytic activities were evaluated by the photocatalytic oxidation of methylene blue (MB) solution. XRD patterns of the composites showed that the photocatalyst composite contained a typical single and clear anatase phase. The surface properties shown by SEM presented a characterization of the texture on Fe-fullerene/$TiO_2$ composites and showed a homogenous composition in the particles for the titanium sources used. The EDX spectra for the elemental identification showed the presence of O, C and Ti elements. Moreover, peaks of the Fe element were observed in the Fe-$TiO_2$ and Fe-fullerene/$TiO_2$ composites. The degradation of MB solution by UV-light irradiation in the presence of photocatalyst compounds was investigated in complete darkness. The degradation of MB concentration in aqueous solution occurred via three kinds of physical phenomena: quantum efficiency of the fullerene; organo-metallic reaction of the Fe compound; and decomposition of $TiO_2$. The degradation rate of the methylene blue solution increased when using Fe-fullerene/$TiO_2$ compounds.

• 한국분말재료학회지
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• 제15권1호
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• pp.13-17
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• 2008

Visible-light responsive $TiO_2$:Zr, N powders were prepared by polymer complex solution method and the particle properties were characterized by using transmission electron microscope, BET method, X-ray diffractometer and UV-Vis spectrophotometer. The photocatalytic reactivity of the catalysts was also estimated by analyzing NO degradation. Polyhedral $TiO_2$ powder having about 20 um in the average particle diameter was successfully prepared, The XRD analysis revealed that the as-prepared powder consisted of anatase and rutile phases. The light absorption of the as-prepared $TiO_2$:Zr, N powder was shifted to the visible light. In addition, the as-prepared $TiO_2$:Zr, N nanoparticles showed the higher photocatalytic activity than the commercial $TiO_2$ under both UV and visible lights.

• 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.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제44권3호
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• pp.300-306
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• 2006

유동층 화학기상 증착법으로 모재의 종류, 유동층 반응기 내부의 온도, 압력 그리고 산소유량 등의 여러 가지 조업변수들을 변화시키며 광촉매가 박막증착된 비드를 제조하였고 제조된 광촉매코팅비드의 광반응성 측정을 통해 최적조업조건을 결정하였다. 제조한 광촉매에 대하여 FE-SEM, XRD 그리고 XPS 분석을 수행하였고, 광반응성은 아세트알데히드의 분해능력을 측정하여 분석하였다. 광촉매가 박막증착된 비드의 FE-SEM 분석 결과 글라스 비드 위의 티타니아는 비교적 매끄럽게 증착되었고, 실리카 위의 티타니아는 입자의 형태로 증착되었으며 알루미나 위의 티타니아는 결정상을 이루며 증착됨을 확인할 수 있었다. 그리고 광반응성 측정 결과 알루미나를 모재로 사용하여 온도는 $600^{\circ}C$, 압력은 5 torr에서 제조하였을 때 아세트알데히드 광분해 반응에서 가장 높은 광반응성을 보였고, 산소 유량은 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.

• 한국환경과학회지
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• 제6권1호
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• pp.75-88
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• 1997

The rates of photodegradation, reactivities, and mechanisms of photooxidation for the aqueous solution containing with halogen derivatives of aliphatic hydrocarbons have been discussed with respect to the kinds of photocatalysts, concentration of photocatalytlc suspensions, strength of radiant power, time of illumination, changes of pH of substrate solution, wavelength of radiation, and pressure of oxygen gas saturated In the solution. These aqueous solutions suspended with 0.5 $gL^{-1}$ $TiO_2$ powder have been photodecomposed in the range of 100 and 93.8% per 1 hour if it is illuminated with wavelength (λ $\geq$ 300nm) produced from Xe-lamp(450W). The photocatalytic abilities have been increased In the order of $Fe_2O_3$ < CdS < $CeO_2$ < Y_2O_3$ <$TiO_2$, and rates of photodegradation for the solution have maldmum values in the condition of pH 6 ~ 8 and 3 psi-$O_2$ gL^{-1}$. These rates for the Photoolddation Per 1 hour were dependent on the size of molecular weight and chemical bonding for organic halogen compounds and the rates of photodegadation were increased in the order of $C_2H_5Br$ < CH_2Br_2$ < C_5H_11Cl C_2H_4Cl_2$ < tracts-$C_2H_2Cl_2$ < cis-C_2H_2Cl_2$ The T_{1/2}$ and t99% for these solutions were 5~21 and 40~90 minutes. respectively, and these values were coincided with Initial reaction kinetics(ro). It was found that reaction of photodegradation has the pseudo first-order kinetics controlled by the amount of $h^+_{VB}$ diffused from a surface of photocatalysts.

• 한국재료학회지
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• 제20권5호
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• pp.246-251
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• 2010

The composite photocatalysts of a Fe-modified carbon nanotube (CNT)-$TiO_2$ were synthesized by a two-step sol-gel method at high temperature. Its chemical composition and surface properties were investigated by BET surface area, scanning electron microscope (SEM), Transmission Electron Microscope (TEM), X-ray diffraction (XRD) and ultraviolet-visible (UV-Vis) spectroscopy. The results showed that the BET surface area was improved by modification of Fe, which was related to the adsorption capacity for each composite. Interesting thin layer aggregates of nanosized $TiO_2$ were observed from TEM images, probably stabilized by the presence of CNT, and the surface and structural characterization of the samples was carried out. The XRD results showed that the Fe/CNT-$TiO_2$ composites contained a mix of anatase and rutile forms of $TiO_2$ particles when the precursor is $TiOSO_4{\cdot}xH_2O$ (TOS). An excellent photocatalytic activity of Fe/CNT-$TiO_2$ was obtained for the degradation of methylene blue (MB) under visible light irradiation. It was considered that Fe cation could be doped into the matrix of $TiO_2$, which could hinder the recombination rate of the excited electrons/holes. The photocatalytic activity of the composites was also found to depend on the presence of CNT. The synergistic effects among the Fe, CNT and $TiO_2$ components were responsible for improving the visible light photocatalytic activity.

• 분석과학
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• 제23권3호
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• pp.225-232
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• 2010

본 연구에서 종래의 졸-겔법을 사용하여 Fe-ACF/$TiO_2$ 광촉매 복합체를 제조하였고, 이들 광촉매의 분해능은 메틸렌블루 (MB) 용액의 분해에 의하여 나타내었다. 제조된 이들 복합체에 대한 입자크기, 표면구조, 결정상 및 원소분석을 BET, SEM, XRD 및 EDX에 의하여 각각 특성화 하였다. 가시광선 조건에서 분해된 MB 농도에 대한 스펙트라는 UV/Vis 분광기에 의하여 얻어 졌다. 이와 같이 얻어진 스펙트라는 MB의 제거된 농도로부터 광촉매 활성을 입증하였다. 이들 광촉매 활성은 가시광선 조건에서 복합체 광촉매 내에 존재하는 ACF, $TiO_2$ 및 Fe 사이에 강력한 시너지 반응에 의해 유도된 것으로 여겨진다.

• 한국염색가공학회지
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• 제26권2호
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• pp.88-98
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• 2014

This study is to assess the photocatalytic degradation of PET and Nylon 6 films containing nano-sized $TiO_2$ powders of anatase and rutile types. The PET and Nylon 6 films containing six kinds of the nanoparticles were prepared by melt casting method using a heating press machine. Reflectance in visible region and water contact angles of the irradiated PET and Nylon 6 composite films decreased with increasing UV/$O_3$ irradiation. Also the enhanced hydrophilicity has a close relationship with the increase in the Lewis base parameter, which indicates more oxidized polymer surfaces. The photocatalytic degradation of the nanocomposite films increased with increasing $TiO_2$ content and UV energy, which is more significant with the anatase types rather than the rutile types. The amide linkages in the Nylon 6 seemed to be more susceptible to the UV light compared to the ester groups in the PET, particularly in the presence of the $TiO_2$ photocatalysts. The photoscission and photodegradation of the polymers in the composites produced more degraded structure assisted by the photocatalytic activity of the $TiO_2$ nanoparticles. Also the composite films can bleach the methylene blue dyes more easily under the UV/$O_3$ irradiation, suggesting the photobleaching activity of the $TiO_2$ nanoparticles.

• 공업화학
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• 제23권3호
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• pp.308-312
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• 2012

암모니아를 이용하여 질소가 도핑된 광촉매를 제조하고 이에 따른 가시광 광촉매 활성효과를 알아보았다. 질소 도핑된 $TiO_2$ 광촉매가 태양광영역에서 분해되는 정도를 확인하기 위해서 태양광에 조사하에 메틸렌블루 염료분해 실험을 수행하였다. SEM 이미지 분석결과 질소가 도핑된 $TiO_2$ 광촉매의 응집 입자가 감소함을 알 수 있었고, XRD 결과 $600^{\circ}C$에서 열처리된 질소 도핑 $TiO_2$ 광촉매는 아나타제 구조와 루타일이 존재하고 있음을 알 수 있었다. 또한, X선 광전자 분광기 분석을 통하여 암모니아 반응시간에 따라서 $TiO_2$ 광촉매에 N의 조성 증가를 알 수 있었다. $TiO_2$ 광촉매의 질소 도핑에 의하여 메틸렌블루에 대한 광분해 효과가 도핑되지 않은 시료에 비해 증가하였다. 또한 질소 도핑은 $TiO_2$ 광촉매의 결정에도 영향을 주었다.

• 공업화학
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• 제24권1호
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• pp.87-92
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• 2013

광촉매 혼성 저온 플라즈마는 폐수에 함유된 유기물을 분해시키는 효과적인 기술이다. 본 연구에서는 광촉매가 결합된 특별히 설계된 유전체 방전 시스템을 골프장이나 감귤농가에서 흔히 살포되는 디크로보스, 카보퓨란 및 메치다치온 살충제의 분해에 적용하였다. 단독 및 병합 시스템에서 살충제의 분해를 평가하였다. 단독 시스템은 UV의 차폐 유무 및 산소기체와 공기에 의한 오존(각종 반응 활성종들 포함) 플라즈마를 이용하였다. 혼성 시스템은 UV로 활성화된 산화아연, 이산화티타늄과 그래파이트 옥사이드와 결합하여 공기에 의한 플라즈마 반응에 적용하였다. 그래파이트 옥사이드는 모사 허머스 법으로 제조하여 FT-IR 분광기로 성능을 측정하였다. 반응시간 60 min에서 UV를 차폐하고 공기를 이용한 플라즈마 반응에 의한 분해성능과 비교하였으며, UV로 활성화된 그래파이트 옥사이드(0.01 g/L)와 결합된 플라즈마 반응은 디크로보스와 카보퓨란의 각각 100% 분해도를 보였다. UV를 활용한 광촉매 혼성 플라즈마는 살충제를 분해시키는 효과적인 대안으로 입증되었다.