• 대한환경공학회지
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• 제27권10호
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• pp.1129-1135
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• 2005

한강에서 추출한 휴믹물질의 산화를 위해 회전 반응기를 도입하였다. $TiO_2$ 광촉매의 혼합을 위해 사용되는 공기는 UV 램프와 광촉매 사이에서 UV 조사를 방해할 수 있으므로, 더 나은 UV 조사율을 위해 반응기 내부에 배플이 설치된 회전 반응기를 고안하였다. FT-IR, $^{13}C$-NMR의 분석 결과, 한강 휴믹물질은 다른 상용화된 휴믹물질과는 다른 특성을 보여주었다. XAD-7HP 수지로 분리된 한강 휴믹물질을, 반응 후 광촉매의 분리 및 회수문제를 해결하기 위해, $TiO_2$를 hollow bead에 고정화한 광촉매와 UV-A, UV-C 램프를 사용하여 광촉매산화시켰다. 초기 휴믹물질의 TOC 농도가 5 mg/L일 때, 초기 pH 3, $TiO_2$ 주입률 2.0 g/L을 최적 조건으로 결정하였다. 또한 UV-C와 UV-A 램프의 비교실험을 수행한 결과, 비슷한 TOC 제거율을 보였다. 하지만, 분자량 분포 실험 결과, UV-A 램프보다 UV-C 램프로 광촉매산화시킨 것이 상대적으로 저분자량 부분이 증가하였다.

• 분석과학
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• 제24권6호
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• pp.493-502
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• 2011

본 연구에서는 가시광촉매의 특성을 나타낼 수 있는 촉매를 제조하여 촉매를 특성화 하였으며, toluene, xylene, MEK (methyl ethyl ketone), ammonia를 반응물로 하여 기존의 UV-광촉매와 분해능을 비교 실험하였다. UV-광촉매는 파장범위가 280~360 nm 근처에서 광촉매가 활성화된다. 그러나 가시광촉매는 가시광영역인 400~750 nm의 파장영역에서도 광촉매가 활성화 된다. 이것을 UV-Vis 흡수도로 파악하였다. 그리고 가시광촉매의 성능을 향상시키기 위하여 여러 가지 재료로 도핑하는데, 여기서는 망간에 Pt를 부가하여 성능향상을 꾀하였다. Pt를 첨가한 가시광 촉매의 경우 성능이 향상되었음을 알 수 있었다. 그리고 바인더로 MTMS (methyl tri methoxy silane)를 사용하였으며 바인더양에 따른 접촉각을 측정하였다. MTMS 함량이 증가할수록 접촉각이 커졌다. 따라서 친수성이 줄어든 것으로 나타났다. 그리고 Mn-$TiO_2$ 촉매의 항균성이 매우 우수한 것으로 나타났다.

• 한국결정성장학회지
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• 제29권6호
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• pp.276-282
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• 2019

본 연구의 목적은 공기청정기의 극세필터(프로필터), 집진필터, 헤파(HAPA-High Efficiency Particulate Air)필터, 탈취필터 등을 사용하는 일반적인 필터의 구조를 분석하고 초미세먼지, 유해가스 및 살균 정화성능을 향상시킬 수 있는 새로운 형태의 공기정화 필터 디자인을 제시하는 것이다. 기존 단계적 여과 필터 형태에 광촉매 필터 시스템을 추가하는 방법으로 연구하였으며, 광촉매 필터는 좌우측의 UV-LED 설치 프레임과 광촉매 코팅 허니컴(honeycomb)프레임 3단 결합구조의 디자인으로 제안했다. 광촉매 필터의 살균소독 효과에 대해서는 향후 연구가 필요하며, 본 연구에서는 공기청정기에 광촉매 필터 적용 및 구조에 대하여 보고하고자 한다.

• 공업화학
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• 제17권1호
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• pp.100-105
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• 2006

$UV/TiO_2$ 허니컴 광촉매가 고정된 반응기에서 여러 운전 변수에 따른 페놀의 분해반응을 고찰하였다. 광촉매의 종류에 따른 페놀의 분해능을 비교한 결과, 이시하라사 STS-02로 코팅한 허니컴 광촉매는 데구사 P25에 비해 약간 높은 광산화 활성을 나타내 주었다. 반면에 국내 N사의 광촉매로 코팅한 허니컴의 경우에는 페놀의 광분해 효과가 거의 나타나지 않았다. 허니컴 광촉매는 데구사 P25의 코팅량이 증가함에 따라 페놀의 광산화 반응속도가 증가하는 경향을 나타내주었다. 데구사 P25로 코팅된 허니컴 반응기의 경우에 원수의 유량이 증가함에 따라 페놀의 광산화 속도가 지속적으로 증가하다가 500 mL/min 이상의 유속에서는 감소하는 경향을 나타내었다. 광촉매 표면이 페놀에 의해 미리 흡착된 경우에는 초기 반응시간에 자외선 조사에 의한 페놀의 부분산화 반응이 일어나 오히려 269 nm에서 페놀의 흡광도가 상승하는 결과를 나타내 주었다.

• 대한환경공학회지
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• 제37권1호
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• pp.34-44
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• 2015

본 연구는 기존의 광촉매 산화 기술에서 주로 사용된 자외선램프의 단점을 보완할 수 있는 대체 광원인 자외선 LED를 사용하여 자유 시안을 폐수로부터 제거하는 공정을 평가하고자 수행되었다. 특히 광촉매 산화 공정의 다양한 영향 인자들에 대해 살펴보았다. 연구 결과, 자외선 LED는 기존의 광원인 자외선램프를 대체할 수 있는 적용성을 확인할 수 있었다. 뿐만 아니라 LED 개수를 증가할수록 광촉매 산화 반응의 효율은 증가하였으나, 공정의 경제성과 효율성을 동시에 만족시키기 위해서는 최적의 LED의 개수를 선정할 필요가 있다는 것을 확인하였다. 광촉매로 이용된 아나타제(anatase), 루틸(rutile), Degussa P25 등 세 종류의 $TiO_2$ 중 Degussa P25가 가장 높은 성능을 보였으며, 아나타제(anatase)와 루틸(rutile)을 특별한 전처리 과정없이 단순하게 혼합하였을 때는 Degussa P25 만큼의 공정의 효율은 얻지 못했다. 또한 $TiO_2$의 입자 크기가 작을수록 광촉매 산화 반응이 더욱 활발하게 이루어졌다. 그리고 광촉매 산화 반응에 있어 주로 전자 수용체 역할을 수행하는 산소를 주입함으로써 공정의 효율이 증진되는 효과를 얻을 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권3호
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• pp.297-302
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• 2013

악취 유발 물질인 $H_2S$를 처리하기 위한 UV/photocatalysis의 성능 향상에 관한 연구를 수행하였다. 광촉매 물질을 선정하기 위하여 EtOH을 기준물질로 사용하였으며, 광촉매 반응기의 광활성은 광촉매 반응기의 표면에 코팅된 광촉매의 표면특성과 높은 상관성을 나타냄을 확인하였다. PS 광촉매(STS-01)가 코팅된 광촉매 반응기는 기체선속도가 0.01 m/s, 상대습도가 40%의 조건에서 약 80%의 $H_2S$ 산화효율을 보였으나, 그 이상의 선속도에서 반응활성은 급격히 감소하였다. 광촉매 반응기의 성능유지를 위하여 백금을 광촉매에 담지하였는데 이는 같은 실험조건에서 95% 이상의 우수한 $H_2S$ 전환율을 나타내었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권9호
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• pp.3578-3582
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• 2010

본 대도시지역에서 자동차 배기가스에 의한 NOx(질소산화물) 오염은 심각하다. 현재 일부 선진국에서는 도로포장재, 도로측벽, 차음벽등에 광촉매($TiO_2$)를 포함하는 재료를 사용함으로써 대기정화 및 오염방지에 상당한 효과를 거두고 있다. 본 논문에서는 밀폐식 질소산화물(NOx)제거장치 및 아스팔트 시편을 제작하였고, 분말 광촉매와 액상 광촉매를 도포한 후 광촉매와 UV와의 광학반응을 이용해 도로표면에 직접적으로 영향을 미치는 자동차 배기가스의 NOx 정화성능을 분석하였다. 분말 및 액상형 광촉매 이용시 질소산화물 저감이 가능함을 확인하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2005년도 춘계학술발표논문집
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• pp.274-276
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• 2005

본 논문에서는 유동층 화학기상증착법(FB CVB; Fluidized Bed Chemical Vapor Deposition)으로 광촉매가 박막증착된 비드를 제조하였고 제조된 광촉매코팅비드의 광반응성을 연속식 반응기에서 아세트알데히드의 분해능력을 측정하여 분석하였다. 광촉매가 박막증착된 비드의 FE-SEM 분석 결과 글라스 비드 위의 티타니아는 비교적 매끄럽게 증착되었고, 실리카 위의 티타니아는 입자의 형태로 증착되었으며 알루미나 위의 티타니아는 결정상을 이루며 증착됨을 확인 할 수 있었다. Acetaldehyde 기체의 광촉매에 의한 분해 실험을 진행하기 위해 연속식 반응기를 설계 제작하였고, 이 반응기를 사용하여 제조된 광촉매 코팅입자의 광반응성을 살펴보았다. 반응기는 가스 주입구와 출구를 갖고 있으며, 중심부에 UV 램프가 설치되었다. 반응기는 내열유리(pyrex)로 제작하였으며, 체적은 100 ml이다. 반응기 내부의 중심부에 UV 램프가 설치되고 UV 램프와 반응기 외부사이에 유동층 화학기상증착법에 의해 티타니아가 박막증착된 광촉매입자가 위치하여 광반응성을 평가하였다. 유량변화에 따른 광반응성을 측정하였으며, 알루미나에 광촉매를 증착시킨 제품의 경우 가스유량 100cc/min에서는 acetaldehyde가 $100\%$ 분해되고, 가스유량 500cc/min에서는 $50\%$정도 분해되는 것을 알 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권6호
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• pp.1063-1068
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• 2008

화학기상증착법으로 제조된 $TiO_2$ 광촉매 볼을 이용하여 마이크로웨이브와 자외선을 동시에 조사시켜 메틸렌블루 수용액의 광촉매 분해실험을 하였다. 광촉매반응에 마이크로웨이브와 자외선을 같이 사용하기 위하여 마이크로웨이브에 의해 방전되는 무전극자외선램프를 개발하였다. 실험결과 마이크로웨이브의 강도, 반응수용액의 순환유속 그리고 산화보조제의 첨가량이 증가할수록 광촉매분해속도가 증가하였다. 특히 과산화수소를 첨가한 광촉매반응에 마이크로웨이브를 부가한 실험의 반응속도상수는 $0.0197min^{-1}$이고 광촉매반응에 과산화수소만을 첨가한 경우의 속도상수는 $0.0061min^{-1}$로 약 3배정도 높은 값을 나타내었다. 본 연구의 결과로부터 광촉매반응에 마이크로웨이브가 미치는 영향을 정량적으로 평가하기는 어렵지만, 과산화수소가 첨가되는 광촉매반응에 마이크로웨이브의 조사가 매우 중요한 인자인 것을 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권9호
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• pp.939-945
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• 2005

입상형/비드형(직경 = 5 mm) 광촉매가 충진된 고정상 반응기에서 유량별 광산화 반응속도를 고찰한 결과 유량이 400 mL/min 이상에서 페놀의 분해속도가 더 이상 증가하지 않았다. 비드형 광촉매의 경우에는 부식율과 코팅량의 증가에 따른 뚜렷한 광산화 반응속도의 차이가 나타나지 않았다. 광촉매의 종류별 페놀의 분해능을 비교한 결과 Degussa P25가 STS-02(Ishihaha사)와 $TiO_2$(N사)에 비해 높은 광산화 활성을 나타내 주었다. 유체의 전단력에 의한 표면의 마모가 쉽게 일어날 수 있는 입상형 광촉매보다 $TiO_2$가 코팅된 비드형 광촉매를 사용함으로써 광촉매 활성을 오래 동안 유지할 수 있는 광산화 시스템의 개발이 가능하다.