Three methods for VOCs emissions control in indoor air are reduction at the source, ventilation between indoor and outdoor, and removal. The best alternative should be to replace highly emitting sources with sources having low emissions, but the pertinent information on VOCs is not always available from manufactures. Other ways of improving indoor air quality are needed. It is to increase the outside fresh-air flow to dilute the pollutants, but this method would generally provide only a dilution effect without destruction in residence. An ideal alternative to existing technologies would be a chemical oxidation process able to treat large volumes of slightly contaminated air at normal temperature without additional oxidant such as ozone generator and ion generator. Photocatalytic oxidation(PCO) represents such a process. It is characterized by a surface reaction assisted by light radiation inducing the formation of superoxide, hydroperoxide anions, or hydroxyl radicals, which are powerful oxidants. In comparison with other VOCs removal methods, PCO offers several advantages. The purpose of this study was to explore the possibilities for photocatalytic purification of slightly contaminated indoor air by using visible light such as flurescent visible light(FVL). In this study, a PCO of relatively concentrated benzene using common FVL lamps was investigated as batch type and total volatile organic compounds(TVOCs) using a common FVL lamp and penetrated sun light over window. The results of this study shown the possibility of TiO$_2$ photocatalyst application in the area of indoor air quality control.
본 연구는 대표적인 미세먼지와 실내유해물질인 질소산화물의 저감을 위해 이산화티탄 광촉매를 환기장치에 적용한 것으로 그 내용은 다음과 같다. 기존 연구는 실내에 자외선 적용의 한계로 인해 주로 건축자재에 광촉매 혼입을 통해 실외 자재를 대상으로 진행되었다. 자외선 실내 적용 한계를 극복하고자 기존 선행연구를 통해 확인된 이산화티탄 광촉매의 오염물질 분해 효과를 실내에 적용이 가능하도록 자외선램프의 설치가 가능한 반응장치를 설계 및 제작하였다. 해당 반응장치를 실내 환기장치에 적용하여 Mock-Up에 적용하였다. Mock-Up 실험은 그 체적을 시간당 1회, 5회 환기하는 풍량을 변화시켜 NOx 저감 성능을 확인하였다. 그 결과, 환기 풍량이 증가함에 따라 NOx 저감시간이 비례하여 감소되어 그 성능이 증가하는 것을 확인하였다. 해당 연구를 통해 오염물질 저감 효과를 가진 이산화티탄 광촉매의 실내 활용 방안과 그 성능을 확인할 수 있는 기초적인 연구 결과를 도출하였다.
In the present study, $TiO_2$ imbedded copper matrix powders have been successfully prepared from the ($CuSO_4+TiO_2+Zn$) composite salt solution. The composite $Cu/TiO_2$ powders were formed by drying the solution at $200{\sim}~400^{\circ}C$ in the hydrogen atmosphere. Photocatalytic characteristics was evaluated by detecting TOC (total organic carbon) amount with TOC analyzer (model 5000A Shimadzu Co). Phase analysis of $Cu/TiO_2$ composite powders was carried out by XRD, DSC and powder size was measured with TEM. The mean particle size of composite powders was about 100 nm and a few zinc and copper oxide phases was included. The reduction ratio of TOC amount was 60% by the composite $Cu/TiO_2$ powders under the UV irradiation for 8 hours.
이산화티타늄($TiO_2$)의 띠 간격 (Band-Gap) 에너지를, 자외선 영역에서 질소와 $Ag-PbMoO_4$를 이용하여 가시광 응답형 광촉매를 제조하기 위하여 실험하였다. 이와 함께 제조한 "$AgPbMoO_4+N-TiO_2$"가 $TiO_2$, $N-TiO_2$, $PbMoO_4$, $AgPbMoO_4$에 비해 에너지 흡수 파장대의 향상을 확인하고 XRD, XPS, FE-SEM, UV-vis-DRS diffuse reflectance spectroscopy 분석을 통해 특성평가 및 분말의 광촉매 활성을 염료의 광촉매 분해반응으로 규명하였다.
In this study, we studied the photocatalytic functionality such as deodorant, antibacterial, antistatic of polyester fabrics treated with visible-light responsive photocatalyst. According to UV/visible spectrometry result, the UV-visible peak of visible-light responsive photocatalyst was found to be red shift at 420 nm sensitive in the visible light region. Also, the deodorizing and antimicrobial performance were shown to be retained more than 99% both before washing and even after 25 times washing. According to washing durability of polyester fabrics treated with visible-light responsive photocatalyst, the reduction effects for gas such as ammonia, trimethylamine, formaldehyde and toluene after 25 times washing appeared to be retained as much as before washing. At both before washing and after 25 times washing, antistatic property showed frictional voltage of approximately 250V.
콘크리트 표면 마감에는 다양한 방법이 있으며, 시공성을 고려할 때 스프레이 방법이 효과적이나 리바운드 발생 현상이 발생한다. 통상 숏크리트의 손실률은 30-45%가량 보고되고 있으며, 이로 인하여 작업 효율 저하 및 공사비 상승 등의 문제를 발생시킨다. 이를 해결하고자 다양한 선행 연구가 진행되었으며 리바운드량을 저감하기 위해서는 사용재료에 따라 리바운드 발생 억제를 위해 배합을 조정하여야 하며 본 연구에서는 광촉매가 포함된 표면 마감재료에 적합한 리바운드 발생량 저감 목적의 배합 기술에 대한 기초 연구를 진행하였다. 본 연구의 선행연구로는 광촉매 성능에 대해 저감효과 및 최적 혼합 비율을 도출하였고, 선행연구를 바탕으로 규사 함량에 따른 리바운드 저감 및 혼화 재료 별 역학적 내구 특성 검증을 진행하였다. 시험 방법으로는 리바운드, 압축강도, 휨강도, 테이블 플로 시험으로 진행하였고, 모르타르 스프레이 장비의 작업성을 고려하였을 때 Flow 170±10mm로 고정하였다. 실험 변수로는 시멘트 중량 대비 규사 변수로 맞추어 리바운드량 측정을 하였고 규사는 5호, 7호 규사를 사용하였다. 실험 결과 최종 S-1 변수에서 가장 높은 압축강도를 나타냈고 리바운드 양을 최소화할 수 있었다. 이러한 결과는 규사 공극의 결합재가 충분히 충진하게 되어 골재 사이의 결합력이 증가되므로 낮은 리바운드 양을 확보할 수 있었다.
PURPOSES : This study is to suggest future development direction and application of environmental noise barriers as multi-functional soundproof wall. METHODS : Based on the literature review, case study and patent search, research and patent trend were investigated. Patent search was conducted by Patent searching tools, 'Focust'. RESULTS : As environmental noise barriers, Vegetative soundproof wall, photovoltaic soundproof wall, and air-pollution reduction soundproof wall were investigated. First of all, In Korea, Vegetative soundproof wall is being developed mostly as soundproof wall that has vegetation foundation inside, to meet the domestic condition with 23 patent applications. Second, Photovoltaic soundproof wall is being developed mainly with efficiency of photovoltaic system rather than soundproofing. And it is limited to one generation solar cell technology, although Solar cell technology is developing at a rapid pace. On the other hand, for reducing air-pollutant by soundproof wall, a variety of methods are being suggested (filtration, adsorption, and photocatalytic oxidation), and one of them, adsorption are applied for developing air pollution reduction soundproof wall in Korea. CONCLUSIONS: The above soundproof wall is not simple structure, but road facility applied fusion technique. Therefore, as one system, it is difficult to harmonize due to various considerations for design factor. However, if it's possible that a benefits of one system apply to another system, Synergy effect may be created. In the foreseeable future, soundproof wall may be considered as a road system using fusion technique rather than just functional facility. Therefore, substantial studies for applying multi-functional soundproof wall on the road are needed for the future.
미세먼지는 머리카락 두께의 약 1/5 수준인 PM10(입자의 지름 10㎛이하)과 PM2.5(입자의 지름 2.5㎛이하)로 구분되며, 인체에 미치는 영향으로 폐질환, 혈관을 통한 동맥경화 및 심장 질환 등 각종 질병을 유발하는 발암물질로 알려져 있다. 이러한 미세먼지의 주요 원인은 도심지 도로변에서 발생되는 약 57.3%가 자동차에서 배출되는 이산화질소(NOx)로 알려져 있다. 이에 본 연구에서는 도로이동오염원에서 발생하는 NOx를 저감하기 위한 기능성 건설재료 개발의 일환으로 시멘트를 다공성 소재로 치환한 시멘트 모르타르의 치환율에 따른 NOx저감성능 비교 평가를 실시하였다. 또한 시멘트 모르타르의 광촉매 적용방법 및 도포 횟수에 따른 NOx저감성능을 비교 평가하였다. 실험결과 활성황토를 30% 치환하여 사용한 경우 약 32.7%의 저감효과를 나타내 가장 우수한 저감성능을 갖는 것으로 나타났다.
비소는 다양한 유해물질들 중 독성이 가장 크다고 알려져 있으며, 자연발생 또는 인간의 활동으로부터 비소오염이야기될 수 있다. 지하수 내 비소는 환원 환경에서 아비산염, 산화 환경에서 비산염 형태로 존재한다. 아비산염은 비산염보다 독성이 강하고 이동성이 더 크기 때문에 아비산염을 비산염으로 산화시켜 독성을 저감시키기 위한 연구가 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 비소로 오염된 지하수로부터 독성이 높은 아비산염을 독성이 낮은 비산염으로 산화시키기 위하여 자외선램프 및 자외선 LED 광원과 침철석 촉매를 이용한 광촉매 산화 공정에 대하여 연구하였다. 광산화 실험에서 광촉매로 사용된 침철석의 투여량이 0.05 g/L일 때 가장 높은 광산화 효율을 나타났다. 또한 광원의 파장별 겉보기 광산화 효율을 비교한 결과, 자외선램프가 자외선 LED에 비하여 아비산염의 산화 효율이 더 높은 것으로 나타났다. 하지만, 자외선 방사량을 기준으로 보정하면, 자외선 LED가 자외선램프보다 광산화 효율이 더 높은 것으로 평가되었다. 본 연구를 통해 침철석 광물이 존재하는 지하수 환경에서 외부로부터 다른 광촉매를 투여하지 않고 친환경적인 광산화 공정을 이용하여 비소의 독성 저감이 가능하다는 것을 알 수 있었다. 또한, 공정 또한 자외선 LED가 자외선램프의 단점을 보완할 수 있는 대체 광원으로 광산화 공정에 활용 가능하다는 것을 확인하였다.
The use of photo-catalytic processes in pollution abatement and resource has a significant economic importance. Therefore, the applications of photochemical oxidation of secondary effluent driven by UV, TiO2, TiO2/UV, H2O2/UV and TiO2/H2O2/UV, have been investigated in order to treat the secondary effluent from municipal sewage. Various experimental parameters such as BOD, CODcr, Nurbidity, total P, and SPC were examined in each photo-catalytic reaction system. The results showed that the application of single oxidant such as UV, TiO2 only has a minor effect on parameters reduction (CODcr, BOD, etc) to treat the secondary effluent, whereas the combinations of oxidants increase the removal efficiency. The best removal efficiency in every parameters was achieved by the combination of TiO2, H2O2 and UV. It was also found that the optimum amount of TiO2 for the treatment was 1g/ι to achieve water reuse standard. From the results, the photocatalytic reaction system can be an alternative as a post-treatment to treat the secondary effluent from municipal sewage.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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