• 대한화학회지
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• 제59권2호
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• pp.148-155
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• 2015

결정핵-매개 소프트-용액 방법을 이용하여 판상형 ZnO 나노입자를 합성하였다. 합성된 판상형 ZnO 나노입자는 많은 결함이 존재하는 (0001)면이 발달하여 상업적인 ZnO 나노입자 보다 광촉매 특성이 우수하였다. 또한, 판상형 ZnO 나노입자의 세포독성이 실리카 코팅을 통해 감소함을 확인하였다. 마지막으로 판상형 ZnO를 합성하는데 필요한 성장용액의 다양한 시약 조건들을 변화시키면서 상업적인 적용이 가능한 수백 그램 스케일로 대량합성 하는데 처음으로 성공하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.375-382
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• 2010

A layered perovskite photocatalysts, $SrBi_2Nb_2O_9$ (SBN), was synthesized by the conventional solid-state reaction method and characterized by X-ray diffraction (XRD) and UV-visble spectrophotometry. The results showed that the structure of $SrBi_2Nb_2O_9$ is orthorhombic. Diffuse reflectance spectra for calcined and attrition-milled SBN showed the main absorption edges were less 400 nm, that is ultraviolet region. SBN under micron-sized powder was deposited on the $Al_2O_3$ by room temperature powder spray in vacuum process, so called aerosol deposition (AD), and nano-grained $SrBi_2Nb_2O_9$ photocatalytic thick film was fabricated. AD-deposited SBN thick films were characterized by XRD, scanning electron microscopy (SEM) and UV-visable spectrophotometry, Moreover, it was found that several nano-sized SBN film by AD process can improve the photocatalytic activity under visable reflectance.

• 한국재료학회지
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• 제27권6호
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• pp.325-330
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• 2017

Photoelectron-hole separation efficiency plays an important role in the enhancement of the photocatalytic activity of photocatalysts towards the degradation of organic molecules. In this study, $TiO_2/TiOF_2$ heterostructured composite powders with suitable band structures, which structures are able to separate photoelectron-hole pairs, have been synthesized using a simple and versatile ultrasonic spray pyrolysis process. In addition, their phase volume fractions have been controlled by varying the pyrolysis temperature from $400^{\circ}C$ to $800^{\circ}C$. The structural and optical properties of the synthesized powders have been characterized by X-ray diffraction, scanning electronic microscopy and UV-vis spectroscopy. The powder with a phase volume ratio close to 1, compared with single $TiOF_2$ and other composite powders with different phase volume fractions, was found to have superior photocatalytic activity for the degradation of rhodamine B. This result shows that the $TiO_2/TiOF_2$ heterostructure promotes the separation of the photoinduced electrons and holes and that this powder can be applicable to environmental cleaning applications.

• Advances in nano research
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• 제15권4호
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• pp.295-304
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• 2023

In this paper, a powerful photocatalyst based on carbon nanocomposite is developed in order to obtain a new material applicable in water treatment and especially for the discoloration of effluents used in the textile industry. For that, TiO₂-graphene nanocomposites have been successfully synthesized by a mixture of Functionalized Graphene Sheet (FGS) and tetrachlorotitanium complexes to form FGS-TiO₂ nanocomposite. In the presence of an anionic surfactant, we used a new chemical process to functionalize graphene sheets in order to make them an excellent medium for blocking and preventing the aggregation of TiO₂ nanoparticles. The components of these nanocomposites are characterized by means of X-ray diffraction (XRD), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Transmission Electron Microscopy (TEM), which confirms the successful formation of the FGS-TiO₂ nanocomposite. It was found that the TiO₂ nanoparticles were dispersed uniformly on the graphene plane which possesses better charge separation capability than pure TiO₂. The FGS-TiO₂ nanocomposites exhibited higher photocatalytic activity compared to pure TiO₂ for the removal of three dyes: such as Methylene Blue (MB), Bromophenol Blue (BB) and Alizarin Red-S (AR) in water. The removal process was fast and more efficient with FGS-TiO₂ nanocomposite in daylight (in the absence of UV irradiation) compared to pure TiO₂ nanoparticles without and under UV in all pH range.

• 대한환경공학회지
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• 제31권11호
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• pp.965-974
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• 2009

본 연구는 가시광선 조건에서 질소 및 황 도핑 $TiO_2$를 활용하여 악취유발 황화유기화합물질의 분해능을 평가하고, 광촉매 분해시 발생하는 촉매 비활성화와 비활성화된 촉매의 재생에 대해 조사하였다. 적외선 분광법을 이용하여 촉매 표면의 특성을 조사하였다. 가시광선을 이용한 광촉매 기술이 낮은 농도의 황화 이메틸(0.039 ppm)과 이황화 이메틸 (0.027 ppm)은 97% 이상의 높은 효율로 처리할 수 있으나, 촉매 비활성으로 인해 높은 농도(황화 이메틸, 7.8 ppm 및 이황화 이메틸, 5.4 ppm)에 대해서는 광촉매 공정 시간 5시간만에 처리 효율이 황화 이메틸은 84% 그리고 이황화 이메틸은 23%까지 매우 낮게 나타났다. 황화 이메틸에 비하여 황 원소가 하나 더 결합된 이황화 이메틸의 광촉매 분해시 촉매가 빠르게 비활성화되었다. 높은 유입 농도 조건에서 이황화 이메틸 또는 황화 이메틸의 광촉매 반응기의 출구 농도가 유 입농도와 비슷하거나, $CO_2$의 생성률이 제로에 가깝거나, FTIR 스펙트럼 상에서 촉매 표면의 비활성을 유발하는 황 이온 화합물의 피크들이 강하게 나타나, 촉매의 비활성화를 확인하였다. 광촉매 반응기의 유출구에서의 최대 $CO_2$ 농도인 8 ppm에 대해서 황화 이메틸의 광물화 효율을 계산한 결과 144%로서 100%를 초과한 것으로 나타났다. 건조-공기 및 습윤-공기 재생 방법에 비해 고온 소성에 의한 촉매의 재생효율이 높게(이황화 이메틸, 53% 그리고 황화 이메틸, 58%) 나타났으나, 이 또한 촉매 비활성을 유발시키는 황 이온 화합물과 같은 부산물들을 완전히 제거되지는 못하는 것으로 확인되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권1호
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• pp.116-120
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• 2013

관상의 광촉매 반응기에서 Pt가 담지된 $TiO_2$ 광촉매를 사용한 CO 전환 반응에 의해 CO를 제거하는 광촉매 공정에 대해 고찰하였다. $TiO_2$ 촉매에 Pt를 담지하는 방법, CO를 포함한 기체흐름속도, 기체흐름에 포함된 CO의 농도 그리고 기체의 수분함량이 CO를 $CO_2$로 전환하는 반응의 전환율에 미치는 영향을 검토하였다. Pt/$TiO_2$ 광촉매가 관의 내부에 코팅된 관상광촉매 반응기에서 진행된 실험결과 기체의 흐름속도 범위가 0.01~0.25 m/s, CO의 농도가 20~100 ppm 그리고 기체의 상대습도가 20~40%의 범위에서 CO는 UV의 조사 조건에서 거의 100% 정도 제거될 수 있었다. 기체흐름에 포함된 CO의 전환율은 기체의 흐름속도가 증가할수록 그리고 포함된 CO의 농도가 증가할수록 점점 감소하였다. 기체 흐름에 포함된 수분은 OH 라디칼을 형성함으로써 CO의 제거를 촉진할 수 있었다.

• 청정기술
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• 제28권4호
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• pp.285-292
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• 2022

대기 오염의 주요 원인인 휘발성유기화합물(VOCs)의 배출을 저감 하기 위한 방법으로 주로 활성탄 흡착탑이 활용되고 있다. 하지만 활성탄의 짧은 수명과 잦은 교체 주기의 단점이 있어 이를 극복하기 위한 다양한 기술이 개발되고 있으며, 광촉매-활성탄 복합체는 이러한 활성탄의 단점을 극복할 수 있는 방법임을 입증하였다. 광촉매-활성탄 복합체는 활성탄 표면에 금속산화물 광촉매를 코팅하여 광촉매 효과와 활성탄의 흡착능력 효과를 동시에 확보할 수 있는 휘발성유기화합물 저감 물질이다. 미세유체공정을 이용하여 ZnO, 은(Ag) 나노입자를 동시에 합성한 후 실시간으로 ZnO와 은(Ag) 나노입자 용액을 활성탄이 채워진 충진층 반응기에 주입하여 Ag-ZnO 활성탄 복합체를 합성하였다. 합성 반응시간에 따른 광촉매 복합체의 증착양을 분석했으며, 다양한 분석 방법을 통해 광촉매가 활성탄의 기공을 막지 않고 활성탄 표면에 선택적으로 증착 되었음을 확인하였다. 톨루엔 가스백 시험과 흡착 파괴시간 시험을 통해 광촉매-활성탄 복합체가 순수한 활성탄보다 우수한 저감 효과와 지속성을 가지는 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 개발된 공정은 광촉매-활성탄 복합체를 효율적으로 생산할 수 있는 방법으로 대량 생산을 위한 스케일 업 공정을 통해 국내의 VOCs 저감 물질 가격 경쟁력을 높일 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국환경보건학회지
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• 제34권3호
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• pp.226-232
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• 2008

A feasibility study for the application of the photoelectrocatalytic decolorization of Rhodamine B (RhB) was performed in a photoelectrochemical reactor with immobilized $TiO_2$ particle. The effects of operating conditions, such as current, electrolyte and pH were evaluated. The experimental results showed that optimum $TiO_2$ dosage and current in the photoelectrocatalytic process were 83.3 g/l and 0.5 A, respectively. It was found that the RhB could be degraded more efficiently by this photoelectrocatalytic process than the sum of the two individual oxidation processes (photocatalytic and electrolytic process). The addition of NaCl increased the initial decolorization rate and reduced reaction time. The optimum dosage of NaCl was 0.15 g/l. The decolorization rate of the photoelectrocatalytic process increased sharply with a decrease in pH value. However when the NaCl was added, the pH effect was not high.

• 한국환경과학회지
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• 제13권3호
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• pp.289-295
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• 2004

The objective of this study is to delineate removal efficiency of the MTBE in solution by $TiO_2$ photocatalytic degradation as a function of the following different experimental conditions: Initial concentration of MTBE, air flow rate in solution, $H_2O_2$ dosage and pH of the solution. Photodegradation rate was increased with decreasing initial concentration of MTBE. The removal efficiency was 82% after 180 min in the case of MTBE concentration of 100 mg/L but 100% after 180 min in the case of 20 mg/L. Removal efficiency was increased with increasing pH, $H_2O_2$ dosage and air flow rate in solution.

• Carbon letters
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• 제10권2호
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• pp.123-130
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• 2009

Multi-elements doped $TiO_2$ was prepared as a new photocatalyst in order to decrease the band gap of $TiO_2$ by sol-gel process which can provide the large active sites of $TiO_2$. Multi-elements were doped by using a single precursor, tetraethylammonium tetrafluoroborate (TEATFB). By the benefit of large specific surface area of $TiO_2$ prepared by sol-gel process, catalysts showed initial fast removal of dye. The photoactivity showed that the doped catalysts significantly promote the light reactivity than undoped $TiO_2$. The commendable photoactivity of prepared catalysts is predominantly attributable to the doping of anions which may reduce the band gap.