A visible light responsive N, Mo co-doped $TiO_2$ were prepared by sol-gel method. X-ray diffraction, TEM, $N_2$ adsorption, UV-vis spectroscopy, photoluminescence, and X-ray photoelectron spectroscopy were used to characterize the prepared $TiO_2$ samples. Doping restrained the phase transformation from anatase to rutile and reduced the particle sizes. The band gap was much narrowed after N, Mo co-doping. The photocatalytic activities were tested in the degradation of an aqueous solution of a reactive dyestuff, methylene blue, under visible light. The photocatalytic activities of doped $TiO_2$ were much higher than that of neat $TiO_2$. The photocatalytic stability of N, Mo co-doped $TiO_2$ was much better than that of N doped $TiO_2$.
여러 가지 열처리 온도에서 피치와 $TiO_2$을 사염화탄소 용해법을 사용하여 탄소 코팅한 $TiO_2$시료를 제조하였다. 열처리 온도가 탄소 코팅된 $TiO_2$ 시료들의 광활성에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. BET 비표면적은 탄소 코팅한 $TiO_2$은 순수한 $TiO_2$보다 상당히 증가함을 보였다. 시료의 표면상태는 SEM를 통하여 피치 첨가에 의한 탄소의 분포상태를 분명하게 관찰할 수 있었다. 원소분석은 EDX를 통하여 분석하였으며, 시료에서 주로 C, Ti 및 O원소가 존재하였다. 또한, 본 연구에서는 XRD 결과값으로부터 PT700과 PT750은 anatase 결정상을 나타내었으며, PT800과 PT850은 rutile 결정상을 관찰할 수 있었다. 이들 결과는 $TiO_2$ 결정구조가 온도에 따라 변화할 수 있음을 나타내었다. 탄소 코팅된 $TiO_2$의 광활성은 UV-vis 분광기를 사용하여 특성분석을 하였다. PT700, PT750은 순수한 $TiO_2$ 보다 상대적으로 비표면적의 증가와 구조적 상변이의 특성에 따라 광촉매 특성의 증가 요인으로 작용하였음을 알 수 있었다.
Ag deposited N-$TiO_2$ composite nanoparticles were prepared via $NH_3$ plasma treatment. X-ray diffraction, UV-vis spectroscopy, photoluminescence, and X-ray photoelectron spectroscopy were used to characterize the prepared $TiO_2$ samples. The plasma treatment did not change the phase composition and particle sizes of $TiO_2$ samples, but extended its absorption edges to the visible light region. The photocatalytic activities were tested in the degradation of an aqueous solution of a reactive dyestuff, methylene blue, under visible light. The photocatalytic activities of Ag deposited N-$TiO_2$ composite nanoparticles were much higher than Ag-$TiO_2$, N-$TiO_2$, and P25. A possible mechanism for the photocatalysis was proposed.
음식물쓰레기를 처리하기 위한 3단계 메탄발효시스템으로부터 유출되는 음식물 발효 폐액은 고농도 유기성 폐수이다. 유기성 폐수는 고도처리 시스템에 의해 방류기준에 적합하게 처리되어져야만 한다. 본 연구에서는 유기성 폐수를 처리하기 위해 고효율 $UV/TiO_{2}$ 광촉매 산화공정의 최적 운전 조건을 조사하였다. 첫 번째 공정에서 폐수에 응집제인 $FeCl_{3}$를 전처리 하였으며, 응집을 위한 최적 pH와 응집제의 농도는 각각 pH 4와 2000 mg/L이었다. 이 공정을 통하여 최대 52.6%의 COD가 제거되었다. 두 번째는 $UV/TiO_{2}$ 광촉매 산화공정으로, 최적 운전 조건은 중심파장이 254 nm, 폐수 온도 및 pH가 각각 $40^{\circ}C$와 pH 8, 반응기 주입 공기량이 40 L/min인 것으로 조사되었다. 응집제를 이용한 전처리 공정과 광촉매 산화공정을 병합하여 최적조건에서 폐수를 처리할 경우 T-N과 COD의 제거율은 각각 69.7%와 70.9% 이었다.
이 연구는 저온균일침전법으로 제조한 루타일 상의 TiO$_2$ 나노분말을 이용하여 AgNO$_3$ 수용액 중에서 광반응 조건에 따른 Ag 이온의 광흡차 특성을 고찰하였다. 자연광을 조사하였을 경우 흡척되는 Ag의 양이 9.32ppm이며 Ag 이온의 환원 속도는 느리지만 루타일 TiO$_2$ 나노분말이 자연광에서도 광촉매 반응을 일으킨다는 것을 확인하였다. 암반응 하에서도 TiO$_2$ 나노분말 자체의 밤송이 형태 때문에 Ag흡착 반응이 진행되었으며, UV를 적용할 때에는 120분 이내에 Ag 이온이 전부 흡착되었다. 광촉매 반응이 더 중요시 됨을 알수 있었다. 흡착 반응속도상수와 흡착 평형속도상수를 계산한 결과, 각각 0.0004g/min와 1494.20(120 $m^2$/g)를 나타내었다.
Kim, Sun-Jae;chang-Joo choi;Park, Soon-Dong;Hwang, Jong-Sun;Han, Byung-Sung
Transactions on Electrical and Electronic Materials
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제2권2호
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pp.37-41
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2001
Photo catalytic characteristics of nano-sized TiO$_2$ powder with rutile phase produced using homogeneous precipitation process at low temperatures (HPPLT) were compared with those of commercial P-25 powder by Degussa Co. The TiO$_2$ powder by HPPLT showed very higher photoactivity in the removal rate, showing lower pH values in the solution, than the P-25 powder when eliminating metal ions such as Pb and Cu from aqueous metal-EDTA solutions. This can be inferred the more rapid photo-oxidation or -reduction of metal ions from the aqueous solution, together with relatively higher efficiencies in the use of electron-hole pair formed on the surface of TiO$_2$ particle, under UV light irradiation. Also, in the view of the TiO$_2$ particle morphology, compared to the well-dispersed spherical P-25 particle, the agglomerated TiO$_2$ particle by HPPL T consists of acicular typed primary particle with the thickness ranged of 3∼7 nm, which would be more effective to the photocatalytic reactions without electron-hole recombination on the surface of the TiO$_2$ particle under the UV light irradiation. It is, therefore, thought that the higher photo activity of the rutile TiO$_2$ powder by HPPLT in the aqueous solutions resulted from having its higher specific surface area as well as acicular shape primary particle with very thin thickness.
본 연구에서는 장파장에서 감응하는 광촉매를 개발하기 위하여 상용화된 $TiO_2$에 Ag를 도핑하여 제조하였으며 광촉매 효율을 향상시키기 위하여 귀금속의 분산을 증대시키는 마이크로에멀젼 방법을 이용하였다. 제조된 $Ag/TiO_2$의 물리적 특성은 SEM(Scanning Electron Microscopy), FE-TEM(Field Emission Transmission Electron Microscopy), DRS(Diffuse Reflectance Spectroscopy)를 통해 분석하였다. RO 16(Reactive Orange 16)에 대한 광촉매의 제거 효율은 25ppm의 RO 16을 대상으로 UV-A 영역(365nm)에서 수행하였다. Ag의 도핑방법에 의한 광촉매 효율을 비교하기 위해 볼밀링 및 딥코팅 방법으로 제조하여 광촉매 효율을 분석하였으며 광촉매 효율에 대한 Ag 및 계면활성제 함량에 대한 최적화를 진행하였다. 도핑방법에 따른 RO 16 제거효율 분석 결과, 마이크로에멀젼 방법으로 제조한 $Ag/TiO_2$의 RO 16 제거효율이 가장 높았으며 Ag 함량 2wt%, 계면활성제 0.5g에서 가장 높은 제거효율을 보였다.
In general, Ti$O_{2}$ photocatalysts have the strong oxidizing power under intense UV light irradiation. The strong oxidizing power of Ti$O_{2}$ photocatalysts are able to purify polluted air. Therefore, we intend to develop building materials with abosorbable and eliminatory NOx. In this study we used two types of Ti$O_{2}$ photocatalysts which are widely used as photocatalysts. As a result, we conclude that building material using Ti$O_{2}$ photocatalysts are able to purify polluted air.
최근연구에 의하면 가시광선에 활성을 띄는 TiO2 개발은 중요한 연구 과제이다. 우리는 몇 가지 아민류를 이용해 수열합성법으로 TiO2에 질소를 도핑 함으로써 그 가시광선 활성을 연구하였다. 그 특성연구로서 XRD, SEM, TEM을 통해 구조와 morphology을 나타내었으며, EDX와 XPS를 통해 질소도핑 유무를 밝혔다. UV-Visible 분광기를 통해서 시료 각각의 가시광선영역에서의 흡수 유무를 확인 하였으며, 마지막으로 가시광선 영역에서 광촉매 활성을 알아보기 위해서, 광원으로 Xe-lamp를 이용, methylene blue를 분해해 그 농도를 분석하여 가시광활성을 비교 분석하였다.
광촉매 분해반응시 광원으로서 기존의 UV램프의 사용에서 벗어나 인공적인 에너지가 필요없는 태양광을 VOCs 광분해에 solar simulator에서 타당성을 검토하고 태양광에 직접 적용하여 확인하였다. $TiO_2$-UVA 시스템에서 보다 $TiO_2$-태양광을 적용한 실험에서 분해반응속도의 증가를 보였다. 결과적으로 VOCs처리에 있어서 태양광의 적용이 가능하며 최대 4.514${\times}$$10^{-5}$ Einstein $min^{-1}$의 photon flow를 필요로 하는 광촉매분해반응에서 $TiO_2$ UVA시스템보다 태양광을 이용한 적용이 더 효과적인 것으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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