• 한국표면공학회지
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• 제32권3호
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• pp.336-339
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• 1999

Photo-excited $TiO_2$ surface has a strong ability to induce various chemical reactions. Our study concentrates mainly on the utilisation of light energy to induce reactive radicals for environmental protection application. For instance, we have successfully used TiO$_2$ to break down foul smelling substances in air. In order to retain and separate the $TiO_2$ catalyst from the reactants and products, $TiO_2$ was immobilised by fixing onto various substrates. $TiO_2$ catalyst coated onto glass, wall paper and painted panel was found to show significant deodorising effect. The deodorising effect continues as long as$TiO_2$ is exposed to light irradiation.

• 한국재료학회지
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• 제27권5호
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• pp.289-293
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• 2017

$Y_2Ti_2O_7$ nanoparticles (0.3 mol%) have been successfully synthesized by the co-precipitation process. The samples, adjusted to pH7 with ammonia solution as catalyst and calcined at $700{\sim}900^{\circ}C$, exhibit very fine particles with close to spherical shape and average size of 10-30 nm. It was possible to control the size of the synthesized $Y_2Ti_2O_7$ particles by manipulating the conditions. The $Y_2Ti_2O_7$ nanoparticles were coated on a glass substrate by a dipping coating process with inorganic binder. The $Y_2Ti_2O_7$ solution coated on the glass substrate had excellent adhesion of 5B; pencil hardness test results indicated an excellent hardness of 6H. The thickness of the thick film was about $30{\mu}m$. Decomposition of MB on the $Y_2Ti_2O_7$ thin film shows that the photocatalytic properties were excellent.

• 한국세라믹학회지
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• 제42권1호
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• pp.7-10
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• 2005

[ $TiO_{2}-ZrO_{2}$ ] powders were successfully synthesized by the sol-gel process using titanium iso-propoxide as a precursor. The amorphous $TiO_{2}$ particles, 70 nm in size, homogenously adhered to the surface of $ZrO_{2}$ the powders. After calcination at $450^{circ}C$, most of the $TiO_{2}$ powders appeared as an anatase type, whereas they changed to a rutile phase at $750^{circ}C$. For comparison of photocata­lytic activity, $TiO_{2}-ZrO_{2}$ nano-sized powders calcined at $450^{circ}C,\;600^{circ}C,\;and\;750^{circ}C$ were used. In the $TiO_{2}-20wt\%$ $ZrO_{2}$ powders cal­cined at $450^{circ}C$, there was excellent removal efficiency of Methyl Orange (MO). For the calcination temperature increased, $TiO_{2}­ZrO_{2}$ nano-sized powders increased $ZrO_{2}$ contents showed the good photoactivity for the photooxidation of MO.

• Tribology and Lubricants
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• 제38권6호
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• pp.247-254
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• 2022

Chemical mechanical polishing (CMP) is a hybrid surface-polishing process that utilizes both mechanical and chemical energy. However, the recently emerging semiconductor substrate and thin film materials are challenging to process using the existing CMP. Therefore, previous researchers have conducted studies to increase the material removal rate (MRR) of CMP. Most materials studied to improve MRR have high hardness and chemical stability. Methods for enhancing the material removal efficiency of CMP include additional provision of electric, thermal, light, mechanical, and chemical energies. This study aims to introduce research trends on CMP using ultraviolet (UV) light to these methods to improve the material removal efficiency of CMP. This method, photocatalysis-assisted chemical mechanical polishing (PCMP), utilizes photocatalytic oxidation using UV light. In this study, the target materials of the PCMP application include SiC, GaN, GaAs, and Ru. This study explains the photocatalytic reaction, which is the basic principle of PCMP, and reviews studies on PCMP according to materials. Additionally, the researchers classified the PCMP system used in existing studies and presented the course for further investigation of PCMP. This study aims to aid in understanding PCMP and set the direction of future research. Lastly, since there have not been many studies on the tribology characteristics in PCMP, research on this is expected to be required.

• 한국재료학회지
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• 제30권11호
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• pp.581-588
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• 2020

Reducing CO₂ into high value fuels and chemicals is considered a great challenge in the 21st century. Efficiently activating CO₂ will lead to an important way to utilize it as a resource. This article reviews the latest progress of g-C₃N₄ based catalysts for CO₂ reduction. The different synthetic methods of g-C₃N₄ are briefly discussed. Article mainly introduces methods of g-C₃N₄ shape control, element doping, and use of oxide compounds to modify g-C₃N₄. Modified g-C₃N₄ has more reactive sites, which can significantly reduce the probability of photogenerated electron hole recombination and improve the performance of photocatalytic CO₂ reduction. Considering the literature, the hydrothermal method is widely used because of its simple equipment and process and easy control of reaction conditions. It is foreseeable that hydrothermal technology will continue to innovate and usher in a new period of development. Finally, the prospect of a future reduction of CO₂ by g-C₃N₄-based catalysts is predicted.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권2호
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• pp.272-278
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• 2013

퇴비공장 또는 공공시설에서 발생되는 악취폐가스의 대표적인 제거대상 오염원인 암모니아를 포함한 악취폐가스를 처리하기 위하여 여러 운전 조건 하에서의 광촉매반응기와 바이오필터로 구성된 하이브리드시스템을 운전하였다. 암모니아 총 제거효율은 하이브리드시스템의 운전부하가 운전 단계별로 커졌음에도 불구하고 약 80%로 유지되었다. 광촉매반응기에서의 암모니아 제거효율은 광촉매반응기로의 암모니아 유입부하량이 증가함에 따라서 광촉매반응기의 암모니아 제거효율은 65%에서 약 22%로 감소하였다. 같은 암모니아 유입부하량일지라도 암모니아농도가 클 때보다 적은 경우에 광촉매반응기의 암모니아 제거효율이 상대적으로 높았다. 반면에 바이오필터의 경우는 운전 전반부에는 암모니아 처리효율이 현저하게 억제되었으나 광촉매반응기의 경우와 반대로 시간이 경과하면서 암모니아 유입부하량이 증가함에도 불구하고 바이오필터의 암모니아 제거효율은 지속적으로 약 78%까지 증가하여서 Lee 등의 연구결과에서의 암모니아 제거효율과 비슷하게 도달하였다. 광촉매반응기에 의한 최대 암모니아 제거용량($EC_{PR}$)은 약 16 g-N/$m^3$/h 이었고, 바이오필터에 의한 암모니아 제거용량($EC_{BF}$)은 운전 초기에 암모니아 총 부하가 작은 경우에는 암모니아 총 부하증가에 따른 $EC_{BF}$의 증가추세가 미약하였으나 운전 후반부에 암모니아 총 부하가 큰 경우에는 암모니아 총 부하증가에 따른 $EC_{BF}$의 증가추세가 급격하게 커졌다. 하이브리드시스템 운전 6단계에서 암모니아 총 부하가 약 80 g-N/$m^3$/h일 때에 광촉매반응기에서의 $EC_{PR}$은 약 16 g-N/$m^3$/h이었고, 2차 공정이고 주공정인 바이오필터에 걸리는 암모니아 부하는 나머지인 약 64 g-N/$m^3$/h이고 주공정인 바이오필터의 $EC_{BF}$은 약 48 g-N/$m^3$/h로 산출되었다. 이러한 바이오필터의 암모니아 제거용량은 Kim 등의 연구결과로서 최대 암모니아 제거용량인 1,200 g-N/$m^3$/day와 거의 비슷하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권6호
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• pp.837-845
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• 2017

D염색공단의 폴리에스테르 알카리 감량폐수 및 호발폐수가 혼합된 실제 종합염색폐수를 처리하기 위하여 D염색공단의 종합폐수처리장 반송슬러지를 고정한 폐타이어담체를 충전한 재순환 유동상 바이오필터와 소성된 $TiO_2$ 코팅-glass bead를 광촉매담체로 적용한 UV/광촉매반응기를 결합한 재순환 통합시스템을 구축하여 운전하였다. 그 결과로서 재순환 통합시스템의 총 $COD_{cr}$ 제거율과 총 색도 제거율 추이는 각각 약 81% 및 55% 정도를 유지하였다. 이러한 재순환 통합시스템의 총 $COD_{cr}$ 및 총 색도 제거율의 제고효과는 각각 최대 약 7% 및 3%로 평가되었다. 재순환 통합시스템의 유동상 바이오필터 및 광촉매반응공정은 총 제거율에 대한 상대기여도로서 각각 총 $COD_{cr}$ 제거율의 약 94% 및 6%를 처리하고, 총 색도 제거율의 약 86% 및 14%를 처리하였다. 이와 같이 재순환 통합시스템의 광촉매반응공정에서는 총 제거율에 대한 색도 제거율의 상대기여도가 $COD_{cr}$ 제거율의 상대기여도보다 약 2.4배 정도 컸다. 따라서 본 연구의 재순환 통합시스템에서 광촉매반응공정은 $COD_{cr}$ 제거보다 아조결합과 같이 염료에서 색을 나타내는 화학결합을 깨는 역할에 더욱 효율성이 있었다. 또한 본 연구의 재순환 통합시스템에서 각 단위공정들의 $COD_{cr}$ 및 색도 제거율이, 재순환 통합시스템의 총 $COD_{cr}$ 및 색도 제거율에 미치는 영향에 대한 모델식과 대수적 상관관계를 구하고 분석하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권5호
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• pp.667-671
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• 2014

본 연구에서는 전구체 각각의 독립제어가 가능한 이성분계 금속산화물을 얻기 위해 졸-겔법으로 합성한 실리카 나노입자를 $TiO_2$ 전구체와 교반시켜 전기방사법을 이용하여 실리카가 고르게 분산된 $TiO_2$ 나노섬유를 성공적으로 제작하였다. 제작된 나노섬유는 FE-SEM, XRD, EDS를 이용해 구조적 특성분석과 UV-VIS, 광촉매 반응기를 통해 광촉매 특성 분석을 하였다. 그 결과, 실리카가 분산된 $TiO_2$ 나노섬유는 실리카가 분산되지 않은 $TiO_2$ 나노섬유 보다 광촉매 효율이 10% 가량 향상되었다. 이는 실리카 나노입자가 첨가됨으로써 $TiO_2$가 흡수하지 못하는 380~440 nm 가시광선 영역을 흡수하여 광학적 특성 향상되었으며 Ti와 Si 두 금속산화물간에 $Br{\o}nsted$ acid site가 생성되어 OH 라디칼을 증가시킴으로써 광조사에 의해 여기된 전자를 잡아 재결합 손실을 억제하는 역할을 하여 화학적 특성이 개선되어 광촉매 효율이 증가되었을 것으로 사료된다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권12호
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• pp.1147-1153
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• 2010

본 연구에서는 Compound parabolic concentrator reactor system을 이용하여 초기농도 10 mg/L의 클로로포름을 광촉매 반응으로 처리하였다. 1000 W의 메탈할라이드 방전램프를 인공태양광원으로 사용하였으며 약 99%의 클로로포름이 광촉매반응에 의하여 90분 안에 제거되어 먹는물 수질기준인 0.08 mg/L을 만족하였다(pH 5.24, $TiO_2$ 농도 0.2 g/L). 또한 초기 pH와 $TiO_2$ 농도가 클로로포름의 분해에 미치는 영향 을 알아보기 위해 pH 4, 5, 6, 7과 $TiO_2$ 농도 0.1, 0.2, 0.4의 조건에서 실험을 수행하였으며, 각 pH 에서의 $TiO_2$ 입자크기(particle size)와 비표면적(specific surface area)을 측정하여 클로로포름 분해율과 비교하여 비표면적과 광촉매반응 활성 사이의 상관관계를 규명하고자 하였다. 그 결과 pH와$TiO_2$ 농도에 따른 클로로포름 분해율은 큰 차이를 보이지 않았다. 하지만 pH에 따라 $TiO_2$의 입자크기분포(particle distribution)와 비표면적이 변했고 pH 7은 다른 pH 영역보다 비표면적이 약 2배 정도 작은 결과를 보였다. 본 연구의 결과를 바탕으로 클로로포름의 광촉매반응은 $TiO_2$의 비표면적과 상관관계가 없는 TCE-type인 것을 유추할 수 있었다.

• 공업화학
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• 제32권6호
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• pp.632-639
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• 2021

본 연구에서는 WO₃ 광촉매의 활성을 증대시키기 위하여 불소 도핑을 수행하고, 메틸렌블루 염료를 이용하여 광분해 특성을 고찰하였다. 본 연구를 통해 제조된 WO_3-xF_x 광촉매는 WCl₆ 전구체로부터 WO₃ 광촉매를 제조하기 위한 소결과정 중에 기상 불소화 방법을 이용하여 제조하였다. 불소 도핑 후 WO₃ 광촉매의 밴드갭이 2.95 eV에서 2.54 eV로 감소하였고, 산소 결핍 자리 영역이 약 55% 증가하였다. 또한 제조한 광촉매의 초기 염료 분해 성능은 불소 도핑 전과 비교하였을 때 10%에서 60%로 불소 도핑 후 6배 증가하였다. 이는 불소가 도핑되어 광촉매의 밴드갭이 감소하여 적은 에너지로 촉매 활성 반응을 가능하게 하고, 또한 산소 결핍이 생성된 표면 결함이 WO₃ 광촉매의 가시광선 흡수영역을 증대시켜 광촉매 활성이 증가한 것으로 사료된다. 본 연구에서는 후처리 공정이 불필요한 원스텝 기상 불소화 반응을 이용하여 손쉬운 방법으로 광촉매활성이 뛰어난 불소가 도핑된 WO_3-xF_x 광촉매를 제조할 수 있음을 확인하였다.