• 한국결정성장학회지
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• 제23권5호
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• pp.241-245
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• 2013

입상(대나무)활성탄 상에 나노 $TiO_2$ 결정을 담지 즉 분말코팅 하였다. 이와 같이 $TiO_2$ 담지된 활성탄 복합체의 광촉매 활성도는 자외선 조사를 통한 메틸렌블루 수용액의 분해를 통해 측정하였다. 저온 수열합성법(${\leq}200^{\circ}C$, pH 11)을 통해 광학적 촉매활성도가 높은 $TiO_2$를 활성탄 상에 담지 할 수 있었으며, BET 표면적을 측정하여 계산된 $TiO_2$ 분말의 평균입도는 50 nm 정도였다. 수열처리 과정에서 $TiO_2$가 합성되면서 동시에 활성탄의 표면 공극과 기공 상에 코팅이 이루어졌다. 이러한 수열합성법을 통한 합성은 $TiO_2$의 anatase에서 rutile로의 상전이 시작 온도를 $200^{\circ}C$ 부근으로 낮추는 결과를 가져올 수 있어, 합성온도에 따라 저온에서 순수한 anatase 또는 anatase와 rutile이 혼합된 $TiO_2$ 결정상들을 코팅 시킬 수 있었다.

• 청정기술
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• 제23권1호
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• pp.54-63
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• 2017

산업발전과 공업화로 인해 VOCs의 발생이 증가하고 있고, VOCs는 불쾌감을 주며 불만을 불러일으키는 요인 중 하나이다. 이를 제어하기 위해 본 연구는 식물정유와 광촉매로 흡수제를 제조하여 벤젠과 톨루엔을 제거하고자 하였다. 식물정유물질 선정실험을 수행한 결과, 편백나무의 제거효율이 약 70%로 가장 높게 나타났으며, GC분석 결과 Monoterpene류와 Sesquiterpene로 이루어져 있음을 확인하였다. 광촉매 선정실험 결과, 광촉매 종류는 $TiO_2$의 효율이 가장 높게 나타났으며, UV lamp power는 10 W, $TiO_2$의 양은 $0.1gL^{-1}$부터 효율이 우수하게 나타났다. 수산화라디칼 생성특성 실험결과, $TiO_2$의 농도와 UV lamp power가 클수록 많은 양의 라디칼이 생성되었다. 제조된 흡수제의 제거효율 및 반응속도 실험결과, 제거효율은 최대 약 98%까지 나타났으며, 활성화 에너지는 약 $18kJmol^{-1}$로 나타났다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권1호
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• pp.100-115
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• 2022

교대로 운전되는 광촉매반응기 공정 및 바이오필터 공정[전통적 바이오필터(L 반응기)와 두 개의 유닛(R_up 및 R_dn)을 가지는 개선된 바이오필터(R 반응기)]으로 구성된 통합 하이브리드시스템(통합처리시스템)에서 에탄올과 황화수소를 동시 함유한 폐가스 처리를 성공적으로 수행하였다. 통합처리시스템의 운전 단계로서 HA1, HA2 및 폐가스의 공급 방향이 뒤바뀐 HA3T stage의 광촉매 공정에서 각각 55, 50 및 45%의 에탄올 제거효율과 각각 70, 60 및 37%의 황화수소 제거효율을 보였다. 특히, HA3T stage에서 통합처리시스템으로 공급되는 폐가스(feed)의 황화수소 농도가 10 ppmv에서 20 ppmv로 급증함에 따른 황화수소 부하량의 증가로 인하여 특히 황화수소 제거효율의 급격한 감소를 관찰하였다. 통합처리시스템의 HA1, HB1, HA2 및 HB2 stage 및 HA3T stage의 초반에, 개선된 바이오필터(R 반응기)의 각 유닛에 설치한 sampling 구들의 에탄올의 파과 순서 및 에탄올 처리효율의 크기 순서는, HA3T stage 후반과 HB3T stage의 경우에서 각각 거꾸로 바뀌었다. 한편 개선된 바이오필터(R 반응기)에서 황화수소의 경우는 파과 정도가 에탄올의 경우만큼 두드러지지는 않았으나 비슷한 추세가 관찰되었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.34-41
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• 2002

CdS and $TiO_2$ nanoparticles were made by the precipitation method and sol-gel method, respectively, and they were mixed mechanically and then treated with the hydrothermal processing. CdS-$TiO_2$ composite particulate films were thus prepared by casting CdS-$TiO_2$ mixed sol onto $SnO_2$ conducting glass and a subsequent heat-treatment at $400^{\circ}C$. Again, the physico-chemical and photoelectrochemical properties of these films were controlled by the surface treatment with $TiCl_4$ aqueous solution. The photocurrents and the hydrogen production rates measured under the present experimental conditions varied in the range of $3.5{\sim}4.5mA/cm^2$ and $0.3{\sim}1.8cc/cm^2$-hr, respectively, and showed the maximum values at the $CdS/[CdS+TiO_2]$ mole ratio of 0.2. Also, the surface treatment with $TiCl_4$ aqueous solution caused a considerable improvement in the photocatalytic activity, Probably as a result of close contacts between the primary particles by the etching effect of $TiCl_4$ It was found that the photoelectrochemical performance of these particulate films could be effectively enhanced by this approach.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.224-232
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• 2002

CdS-$TiO_2$ nano-composite sol was prepared by the sol-gel method in organic solvents at room temperature and further hydrothermal treatment at various temperatures to control the physical properties of the primary particles. Again, CdS-$TiO_2$ composite particulate films were made by casting CdS-$TiO_2$ sols onto $F:SnO_2$ conducting glass and then heat-treatment at $400^{\circ}C$. Physical properties of these 61ms were further controlled by the surface treatment with $TiCl_4$, aqueous solution. The photo currents and hydrogen production rates measured under the experimental conditions varied according to the $CdS/[CdS+TiO_2]$ mole ratio and the mixed-sol preparation method. For $CdS-TiO_2$ composite sols prepared in IPA, CdS particles were homogeneously surrounded by $TiO_2$ particles. Also, the surface treatment with $TiCl_4$ aqueous solution caused a considerable improvement in the photocatalytic activity, probably as a result of close contacts between the primary particles by the etching effect of $TiCl_4$. It was found that the photoelectrochemical performance of these particulate films could be effectively enhanced by this approach.

• 한국세라믹학회지
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• 제56권3호
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• pp.284-290
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• 2019

Ternary MoS₂/graphene (G)-TiO₂ photocatalysts were prepared by a simple hydrothermal method. The morphology, phase structure, band gap, and catalytic properties of the prepared samples were investigated by X-ray diffraction, Raman spectroscopy, scanning electron microscopy, UV-vis spectrophotometry, and Brunauer-Emmett-Teller surface area measurement. The H₂ production efficiency of the prepared catalysts was tested in methanol-water mixture under visible light. MoS₂/G-TiO₂ exhibited the highest activity for photocatalytic H₂ production. For 5 wt.% and 1 wt.% MoS₂ and graphene (5MT-1G), the production rate of H₂ was as high as 1989 µmol^-1h^-1. The catalyst 5MT-1G showed H₂ production activity that was ~ 11.3, 5.6, and 4.1 times higher than those of pure TiO₂, 1GT, and 5MT, respectively. The unique structure and morphology of the MoS₂/G-TiO₂ photocatalyst contributed to its improved hydrogen production efficiency under visible light.

• 한국분말재료학회지
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• 제26권3호
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• pp.237-242
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• 2019

In this study, ultrasonic spray pyrolysis combined with salt-assisted decomposition, a process that adds sodium nitrate ($NaNO_3$) into a titanium precursor solution, is used to synthesize nanosized titanium dioxide ($TiO_2$) particles. The added $NaNO_3$ prevents the agglomeration of the primary nanoparticles in the pyrolysis process. The nanoparticles are obtained after a washing process, removing $NaNO_3$ and NaF from the secondary particles, which consist of the salts and $TiO_2$ nanoparticles. The effects of pyrolysis temperature on the size, crystallographic characteristics, and bandgap energy of the synthesized nanoparticles are systematically investigated. The synthesized $TiO_2$ nanoparticles have a size of approximately 2-10 nm a bandgap energy of 3.1-3.25 eV, depending on the synthetic temperature. These differences in properties affect the photocatalytic activities of the synthesized $TiO_2$ nanoparticles.

• 공업화학
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• 제29권6호
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• pp.710-715
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• 2018

본 연구에서는 자성을 이용하여 재수득이 가능한 광 촉매 물질인 $ZnFe_2O_4@SnO_2@TiO_2$ core-shell nanoparticles (NPs)를 3단계 과정을 통해 합성하였다. 구조적 특성은 X-ray diffraction (XRD) 분석으로 확인하였다. Spinel 구조의 $ZnFe_2O_4$와 tetragonal 구조의 $SnO_2$와 anatase 구조의 $TiO_2$가 합성된 것을 확인하였다. 합성한 물질의 자기적 성질은 vibrating sample magnetometer (VSM)으로 확인하였다. Core 물질인 $ZnFe_2O_4$의 포화자화 값은 33.084 emu/g으로 확인하였다. $SnO_2$와 $TiO_2$층의 형성의 결과, 두께 증가로 인한 자성은 각각 33, 40% 감소하였으나 재수득이 가능한 충분한 자성을 가지는 것을 확인하였다. 합성된 물질의 광 촉매 효율은 methylene blue (MB)를 사용하여 측정하였다. Core 물질의 효율은 4.2%로 확인하였고 $SnO_2$와 $TiO_2$ shell 형성의 결과 각각 73%와 96%로 증가하였고 높은 광 촉매 효율을 가지는 것을 확인하였다. 또한 항균 특성은 대장균(E. Coli)과 황색포도상구균(S. Aureus)을 사용하여 억제 영역을 확인하였다. Shell이 형성되면서 더 넓은 억제 영역이 형성되었고 이는 광 촉매 효율을 측정한 결과와 일치하는 것을 확인하였다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1995년도 춘계학술발표회 초록집
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• pp.45-52
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• 1995

광 촉매로 널리 알려진 TiO$_2$의 광 분해 거동의 변화를 관찰하기 위하여 Nb$_2$O$_{5}$를 첨가하여 sol-gel 용법으로 제조한 후 DCA(dichloroacetic acid) 의 광분해 효율을 측정하였다. Sol-gel process 과정에서 첨가된 Nb$_2$O$_{5}$의 농도 및 열처리 온도변화에 따른 광분해 효율을 관찰한 결과, Nb$_2$O$_{5}$를 첨가한 후 40$0^{\circ}C$에서 한시간 동안 열처리 한 광 촉매의 광분해 효율이 가장 높게 나타났다. 또한 열처리 온도와 무관하게 Nb$_2$O$_{5}$의 양이 증가할수록 광분해 효율은 감소하는 것으로 관찰되었다. 이는 excess electron 의 증가로 환원 반응 혹은 recombination rate기 증가하기 때문이라고 사료된다. 분해 대상 물질의 pH가 낮을수록 광분해 효율이 증가하는 것을 알 수 있었다.알 수 있었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제55권3호
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• pp.185-202
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• 2018

Photoelectrochemical (PEC) cells can convert solar energy, the largest potential source of renewable energy, into hydrogen fuel which can be stored, transported, and used on demand. In terms of cost competitiveness compared with fossil fuels, however, both photocatalytic efficiency and cost-effectiveness must be achieved simultaneously. Improvement of cost-effective, scalable, versatile, and eco-friendly fabrication methods has emerged as an urgent mission for PEC cells, and solution-based fabrication methods could be capable of meeting these demands. Herein, we review recent challenges for various nanostructured oxide photoelectrodes fabricated by solution-based processes. Hematite, tungsten oxide, bismuth vanadate, titanium oxide, and copper oxides are the main oxides focused on, and various strategies have been attempted with respect to these photocatalyst materials. The effects of nanostructuring, heterojunctions, and co-catalyst loading on the surface are discussed. Our review introduces notable solution-based processes for water splitting photoelectrodes and gives an outlook on eco-friendly and cost-effective approaches to solar fuel generation and innovative artificial photosynthesis technologies.