• 제목/요약/키워드: TiO2/UV

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Anatase TiO$_2$박막의 미세조직이 광촉매 효과에 미치는 영향 (Photocatalytic Efficiency of Anatase TiO$_2$Thin Film by Reactive Sputtering)

  • 최용락;김선화
    • 한국재료학회지
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    • 제11권7호
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    • pp.537-544
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    • 2001
  • $TiO_2$광촉매릉 반응성 스퍼터링법을 이웅하여 박막으로 제조하고 유기물 및 살균실험을 통하여 미세조직이 광촉매 효율에 미치는 영향을 조사하고자 하였다. 광촉매 효율측정을 위하여 페놀분해실험 및 E.coli 078을 이용한 살균실험을 행하였다. $TiO_2$박막에 의한 페놀분해실험 시, 전자수용체인 산소의 공급에 의하여 분해효율이 2배까지 증가하였다. E.coli 078분해실험의 경우, 광촉매 $TiO_2$박막을 사웅하여 살균하였을때 UV만 조사하여 살균하였을 경우 보다 분해효율이 최고 70% 이상 증가하였다. 페놀분해실험과 E.coli 078 살균실험 결과 저결정성 박막의 경우 분해능이 매우 미약하였으며, 표면조도가 높고 결정성이 우수한 박막의 경우에 높은 광촉매 효율을 나타내어$TiO_2$박막의 광촉매 효과는 표면형상과 결정성이 매우 중요한 인자로 작용하였다.

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순환식 반응기에서 유리판에 코팅된 TiO2 광촉매를 이용한 유기인계 농약의 광분해 (Photodegradation of Organophosphorous Pesticides using TiO2 Photocatalyst Coated on Glass Plates in Circular Reactor)

  • 류성필;오윤근
    • 한국환경과학회지
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    • 제11권6호
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    • pp.589-596
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    • 2002
  • Photocatalytic degradation of chlorpyrifos and diazinon, which are extensively used as an organophosphorous pesticide in the agriculture field, has been investigated with UV-radiated TiO$_2$ in aqueous phase. Photodegradation rate was increased with increasing pH of the solution. The removal efficiencies of chlorpyrifos and diazinon were 100% after 200 min in pH 9. Photodegradation followed a pseudo-first-order reaction. The rate constants of chlorpyrifos and diazinon were 0.0160min$\^$-1/ and 0.0180min$\^$-1/, respectively. NO$_3$$\^$-/, PO$_4$$\^$3-/, SO$_4$$\^$2-/ and Cl$\^$-/ were found as end products on the photocatalytic degradation of chlorpyrifos and diazinon with TiO$_2$/UV.

$TiO_2$ 나노입자/UV 결합 침지형 중공사막 시스템에서 자연유기물의 파울링거동 (Behavior of NOM Fouling in Submerged Photocatalytic Membrane Reactor Combined with $TiO_2$ Nanoparticles)

  • 박승수;서형준;김정환
    • 멤브레인
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    • 제21권1호
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    • pp.46-54
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    • 2011
  • 자연유기물을 처리하는 침지형 중공사막 정밀여과 시스템에서 $TiO_2$ 나노입자와 UV를 이용한 광촉매 반응을 적용 시 공기폭기, $TiO_2$ 농도, 용액의 pH 그리고 $Ca^{+2}$의 존재가 자연유기물에 의한 파울링에 미치는 혼합영향을 관찰하였다. 실험결과, $TiO_2$ 나노입자 없이 단순 UV의 조사만으로 자연유기물에 의한 파울링은 약 40% 정도 감소시킬 수 있었다. 또한 UV의 조사 없이 $TiO_2$ 나노입자의 교반만으로 약 25%의 파울링 감소효과를 나타내었다. 공기폭기가 광촉매 반응에 미치는 영향을 확인해 본 결과 공기폭기를 적용해 주지 않은 경우와 비교했을시 공기폭기로 인한 자연유기물의 제거효율은 약 12% 정도 향상되었다. 이는 공기폭기로 인한 분리막 표면으로부터 자연유기물의 물리적인 역수송 보다는 산소공급으로 인해 광촉매 반응이 더욱 향상된 것으로 판단된다. 공기폭기 유량, $TiO_2$ 농도, 용액의 pH 영향정도를 관찰한 결과 공기폭기가 자연유기물 파울링 감소에 미치는 영향이 가장 낮은 것으로 나타났다. 반면, 용액의 pH 경우 낮은 pH (= 4.5)에서 파울링 감소에 미치는 영향이 가장 높은 것으로 관찰되었다. 또한 $TiO_2$ 나노입자 농도가 증가할 수록 파울링 감소효과도 증가하였으며 용액의 pH를 낮출수록 파울링 감소는 증가하였다. 이는 낮은 pH에서 서로 반대전하를 지닌 자연유기물과 $TiO_2$ 나노 입자간의 정전기적인 인력이 증가하여 $TiO_2$ 나노입자 표면에서 자연유기물의 광촉매분해능이 향상된 것으로 사료된다. 또한 자연유기물 중 $Ca^{+2}$의 첨가는 상대적으로 높은 pH (= 10)에서 자연유기물과 $TiO_2$ 나노입자 사이 가교현상을 촉진시켜 $Ca^{+2}$이 첨가되지 않은 경우와 비교시 높은 파울링 감소효과와 자연유기물의 분해효과를 달성시킬 수 있었다.

광화학적 방법을 이용한 휘발성 방향족 화합물의 분해 (Decomposition of volatile aromatic compounds by photochemical treatment)

  • 김종향
    • 청정기술
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    • 제4권1호
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    • pp.35-44
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    • 1998
  • 휘발성 유기화합물(벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 크실렌)의 광분해를 단순 UV조사와 $TiO_2$ 광촉매하의 UV조사를 이용하여 연구하였고 또한 여러 가지 반응조건에 따른 분해효율에 대해 고찰하였다. 광분해반응기는 중압 수은램프가 부착된 석영 annular 반응기를 이용하였다. UV조사에 의한 휘발성유기화합물의 분해정도는 톨루엔 92% ${\geq}$ 에틸벤젠 92% > 벤젠 83% > 크실렌 82% 였고, $TiO_2$ 광촉매하의 UV조사를 이용한 유기물의 분해정도는 톨루엔 92% > 크실렌 82% > 에틸벤젠 80% > 벤젠 53% 였다. 반응물의 분석은 Purge & Trap 농축기를 이용하여 FID가 부착된 GC로 분석하였고, GC-MS로 반응물의 중간생성물을 확인하였다.

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UV/TiO2에 의한 수용성 염료의 분해에 관한 연구 (A Study on the Decomposition of Water Soluble Dyes by UV/TiO2)

  • 정갑섭
    • 한국환경과학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.319-324
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    • 2003
  • The characteristics of photocatalytic decomposition of dye waste water by titanium dioxide was studied in a batch reactor under constant strength of ultra-violet ray. The decomposition rate of methyl orange by TiO$_2$ was pseudo-first order, anatase type TiO$_2$ was more effective than rutile type below the dosage of 5g. The decomposition rate was increased with decreasing initial pH, increasing reaction temperature and oxidant concentration. The decomposition rate of water soluble dyes was decreased in order of rhodamine B>eosin Y>methyl orange.

Sonophotocatalysis와 Photocatalysis를 이용한 Chloroform의 광산화 (Comparative Sonophotocatalysis and Photocatalysis for Chloroform Degradation)

  • 박재홍;조일형
    • 한국물환경학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.263-266
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    • 2005
  • Comparison between photocatalysis (UV+$TiO_2$) and sonophotocatalysis (Sonication+UV+$TiO_2$) were performed in lab-scale experiments for the treatment of chloroform. The effect of operational parameters, i.e., initial chloroform concentration, $TiO_2$ concentration, UV light intensity and sonication time on the degradation rate of aqueous solution of chloroform has been examined. The optimal conditions for photocatalysis and sonophotocatalysis processes were determined: initial chloroform concentration was 25 mg/L, the concentration of $TiO_2$ was 200 mg/L and UV light intensity was $6.630 mW/cm^2$, respectively. The optimal sonication time on sonophotocatalysis process was 90 min. Under the optimal conditions, sonophotocatalysis was effective for inducing faster degradation of the chloroform.

TiO2/UV 산화기술을 이용한 염색폐수처리에 관한 연구 (A Study on the Treatment of Dyeing Wastewater Using TiO2/UV)

  • 김종규;정호진
    • 상하수도학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.392-400
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    • 2004
  • This research uses the $TiO_2$/UV process to verify the most suitable condition and possibility to dispose dyeing wastewater that contains pigment and a large amount of pollutants. For this, this research has enforced experiments that compare photo adsorption, photolysis, and photo catalyst oxidation reaction, and also evaluated and analyzed the change of pH and $TiO_2$ dosage, irradiation rates of ultraviolet rays and the dosage change and injection method of $H_2O_2$. According to the results of the dyeing wastewater experiment of storehouse catalyst that uses the new form of $TiO_2$, the photo catalyst oxidation reaction proved to be more effective than photo adsorption and photolysis; 35%, 21% in the case of $TCOD_{cr}$ and 39%, 28% in the case of chromaticity. Taking into consideration the reaction time, amount of photo catalyst reaction and irradiation amount of ultraviolet rays, the decomposition efficiency of pH change proved to be most effective at pH 4. On the whole, the acidity area proved to be effective in dyeing water exclusion than neutral and alkalinity areas. Having evaluated the influence of $TiO_2$ dosage, not only does the decomposition efficiency continuously improve as the $TiO_2$ dosage increases but the shielding effect does not occur also when the $TiO_2$ is at a fixed state. The influence of ultraviolet irradiation amount concluded in the result that as the ultraviolet irradiation amount increases the decomposition efficiency continually increased, but in the case of chromaticity when the irradiation amount was higher than 37.8mW/cm2 the removal efficiency is slowed remarkably. The influence of $H_2O_2$ dosage evaluation reached the results that although the decomposition efficiency increases with the increase of $H_2O_2$ dosage, when above 150mg (total dosage: 1200mg) $H_2O_2$ consumes OH radical itself and reduces the decomposition efficiency. Also in the case of the $H_2O_2$ injection method rather than injecting in the whole amount of $H_2O_2$ (1200mg) needed at the beginning all at once, injecting divided quantities of $H_2O_2$ whenever the electric current density falls below 10mgfl reduces the wases of OH radical due to an excess of $H_2O_2$ and in tum heightens the decomposition efficiency.

Physicochemical properties of different phases of titanium dioxide nanoparticles

  • Dong, Vu Phuong;Yoo, Hoon
    • International Journal of Oral Biology
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    • 제46권3호
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    • pp.105-110
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    • 2021
  • The physicochemical properties of crystalline titanium dioxide nanoparticles (TiO2 NPs) were investigated by comparing amorphous (amTiO2), anatase (aTiO2), metaphase of anatase-rutile (arTiO2), and rutile (rTiO2) NPs, which were prepared at various calcination temperatures (100℃, 400℃, 600℃, and 900℃). X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) analyses confirmed that the phase-transformed TiO2 had the characteristic features of crystallinity and average size. The surface chemical properties of the crystalline phases were different in the spectral analysis. As anatase transformed to the rutile phase, the band of the hydroxyl group at 3,600-3,100 cm-1 decreased gradually, as assessed using Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR). For ultraviolet-visible (UV-Vis) spectra, the maximum absorbance of anatase TiO2 NPs at 309 nm was blue-shifted to 290 nm at the rutile phase with reduced absorbance. Under the electric field of capillary electrophoresis (CE), TiO2 NPs in anatase migrated and detected as a broaden peak, whereas the rutile NPs did not. In addition, anatase showed the highest photocatalytic activity in an UV-irradiated dye degradation assay in the following order: aTiO2 > arTiO2 > rTiO2. Overall, the phases of TiO2 NPs showed characteristic physicochemical properties regarding size, surface chemical properties, UV absorbance, CE migration, and photocatalytic activity.

TiO$_2$를 이용한 양돈장의 활성오니처리방류수의 탈색처리에 관한 연구 (Color Removal Efficiency for the Effluent of Activated Sludge Process for Pig Wastewater by TiO$_2$ Treatment System)

  • 최희철;이덕수;권두중;강희설;곽정훈;최동윤;연규영;최영수;양창범
    • 한국축산시설환경학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.85-92
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    • 2003
  • $TiO_2$를 이용한 활성오니처리방류수의 탈색효과를 알아보고자 용량이 10$\ell$인 원통형의 시험용 pilot plant에 유속을 분당 8$\ell$로 하여 $TiO_2$첨가량, $H_2O_2$ 첨가량, UV Intensity, pH 등에 대하여 최적처리조건 구명시험을 수행하였으며 그 결과는 다음과 같다. 1. $TiO_2$를 넣지 않은 경우와 4.0g/$\ell$넣은 경우 빛의 투과율이 낮아 처리 6시간에 색도 제거율이 가장 낮았으며, $TiO_2$를 1.0g/$\ell$를 넣은 시험에서 6시간에 59.7%의 색도 제거율을 보였으며 2.0g/$\ell$에서 52.5%의 색도 제거율을 보였다. 2. pH를 5.0으로 조정한 시험구에서 처리 전색도가 655cu 이었으나 처리 1시간 후 240cu로 63.4%의 색도 제거율을 보였다. 처리 5시간 후에는 146cu로 77.7%의 색도 제거효율을 보여 가장 높은 처리효율을 보였다. 3. 산화물질인 $H_2O_2$를 주입한 농도가 높을수록 ORP는 놀은 경향이었으며, 색도 제거율은 $H_2O_2$가 200mg/$\ell$일 때 가장 높았는데, 3시간 처리 후 41.7%, 6시간 처리 후 52.5%의 색도 제거 효율을 보였다. 4. UV 365nm에서 처리 6시간에 29.4%의 색도 제거 효율을 보인데 비하여 UV 254nm에서는 50.1%의 색도 제거율을 보여 UV 254nm가 색도 제거효율이 더 높았다.

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Synthesis and Characterization of Soluble Polyaniline and TiO2 Composite

  • Kim, Byoung-Ju;Kang, Kwang-Sun
    • Current Photovoltaic Research
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    • 제3권3호
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    • pp.71-74
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    • 2015
  • Soluble polyaniline was synthesized by attaching titanium isoproxide ($Ti(OPr)_4$) to the amine group of the aniline. Approximately 1 to 1 molar ratio of aniline and $Ti(OPr)_4$ was mixed and polymerized with ammonium persulfate. The FTIR result showed clear difference between $TiO_2$-aniline composite ($TiO_2An$) and $TiO_2$-polyaniline composite ($TiO_2PAn$). Although the $TiO_2An$ had negligible UV-visible absorption, the $TiO_2PAn$ showed strong absorption in the UV-visible region. Photoluminescence (PL) peaks of $TiO_2An$ were shifted toward red with the reduction of the excitation energy, which could be due to the multiple emission centers. The luminescence peak shift stopped at 501 nm. The PL spectra of $TiO_2PAn$ exhibited three emission peaks at 2.88 eV (430 nm), 2.48 eV (501 nm) and 2.22 eV (558 nm). The new emission center (2.22 eV) was observed after polymerization. Field emission scanning electron microscope image showed crack-free composite film.