• 한국분말재료학회지
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• 제24권6호
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• pp.483-488
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• 2017

Transition-metal oxide semiconductors have various band gaps. Therefore, many studies have been conducted in various application fields. Among these, methods for the adsorption of organic dyes and utilization of photocatalytic properties have been developed using various metal oxides. In this study, the adsorption and photocatalytic effects of $WO_3$ nanomaterials prepared by hydrothermal synthesis are investigated, with citric acid added in the hydrothermal process as a structure-directing agent. The nanostructures of $WO_3$ are studied using transmission electron microscopy and scanning electron microscopy images. The crystal structure is investigated using X-ray diffraction patterns, and the changes in the dye concentrations adsorbed on $WO_3$ nanorods are measured with a UV-visible absorption spectrophotometer based on Beer-Lambert's law. The methylene blue (MB) dye solution is subjected to acid or base conditions to monitor the change in the maximum adsorption amount in relation to the pH. The maximum adsorption capacity is observed at pH 3. In addition to the dye adsorption, UV irradiation is carried out to investigate the decomposition of the MB dye as a result of photocatalytic effects. Significant photocatalytic properties are observed and compared with the adsorption effects for dye removal.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권1호
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• pp.170-175
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• 2005

자외선을 대체하여 형광등이나 자연광(햇빛)을 이용하여 $TiO_2$로 수은제거 실험을 수행하였다. 반응기는 내부의 $TiO_2$가 광원에 최대한 노출되도록 디자인하였으며 회전할 수 있게 하였다. 반응기 내부에 $TiO_2$와 유리비드를 섞어 넣어 기상수은과 흡착제와의 접촉면적을 최대화하였다. 광촉매가 가장 활성을 잘 보이는 UV black light뿐 아니라 실험에 사용된 모든 광원에서 99% 이상의 수은제거효율을 보였다. 인체에 무해하고 경제성이 좋은 형광등이나 태양광하에서도 99% 이상의 수은제거효율을 얻었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제45권11호
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• pp.688-693
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• 2008

This paper presents a study on the photocatalytic reaction about the composite particles of $TiO_2$-coated phosphors under visible light irradiation. Nanocrystalline titanium dioxide layers were directly coated on the alkaline earth aluminate phosphor, $CaAl_2O_4:Eu^{2+},\;Nd^{3+}$ particles by an sol-gel processing method. The photocatalytic reaction was analyzed with the degradation of methylene blue (MB) aqueous solution under UV and visible light irradiations. $TiO_2$-coated phosphor powders showed different photocatalytic mechanism, compared with pure $TiO_2$ (P-25, Degussa). Under UV-irradiation, $TiO_2$-coated phosphor powders showed slow photocatalytic reactivity in the early stage and fast in the latter, compared with that of pure $TiO_2$. However, $TiO_2$-coated phosphor powders showed much faster photocatalytic reactivity than that of pure $TiO_2$ under visible irradiation. In addition, the characterizations of the $TiO_2$-coated phosphor powders were conducted by a X-ray diffractometer (XRD), transmission electron microscope (TEM), and energy dispersive spectroscopy (EDS).

• 한국환경과학회지
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• 제13권10호
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• pp.921-928
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• 2004

The photocatalytic decolorization of Rhodamine B (RhB) was studied using immobilized $TiO_2$ and fluidized bed reactor. Immobilized $TiO_2$(length: 1$\~$2 mm, width: 1$\~$3 mm, thickness: 0.5$\~$2 mm) onto silicone sealant was employed as the photocatalyst and a 30 W germicidal lamp was used as the light source and the reactor volume was 4.8 L. The effects of parameters such as the amounts of photocatalyst, initial concentration, initial pH, superficial velocity, $H_2O_2$ and anion additives. ($NO_3^{-},\;SO_4^{2-},\;Cl^{-},\;CO_3^{2-}$) The results showed that the optimum dosage of the immobilized $TiO_2$ were 87.0 g/L. Initial removal rate of RhB of the immobilized $TiO_2$ was 1.5 times higher than that of the powder $TiO_2$ because of the adsorption onto the surface of immobilized $TiO_2$ In the conditions of acidic pH, initial reaction rate was increased slowly and reaction time was shorted. The effect of anion type on the reaction rate was not much.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 추계학술대회 논문집 광주전남지부
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• pp.39-42
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• 2006

Titania sols or powders were are very promising materials for environment as photocatalyst. The band gap energy of $TiO_2$ has been known to be 2.8 to 3.2 eV. But the measuring system of its band gap is usually depend on absorption properties. Thus, in this study, absorption properties of $TiO_2$ sols prepared by hydrothermal process were researched with the effect of various particle sizes and concentrations. The mean particle size in $TiO_2$ sols increased as 15 nm to 60 nm, absorption graph measured by UV-Vis spectrometer shows to move red-shift. When dilute solution added with $2^n$ in $TiO_2$, the band gap energy increases as linear function.

• 청정기술
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• 제17권1호
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• pp.78-82
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• 2011

본 연구에서는 보다 효율적인 광 전기화학적 수소제조를 위하여 광촉매로써 티타니아 골격에 positive-type 반도체로써 B 이온, negative-type 반도체로써 P 이온을 삽입하여 고온 고압에서 용매열(solvothermal)법으로 P- 그리고 B-$TiO_2$ 나노 입자를 제조하였다. 제조한 P-$TiO_2$와 B-$TiO_2$의 물리적 특성은 X-ray 회절분석법, 투과전자현미경, 자외선-가시선 분광광도계, 발광분광계를 통해 확인하였다. 메탄올/물(1:1) 광분해 수소제조 실험 결과, 1.0 mol% B-$TiO_2$ 광촉매가 순수 anatase $TiO_2$ 광촉매 보다 활성이 향상되었으며, 0.5 g의 1.0 mol% B-$TiO_2$ 촉매를 사용한 경우 10시간 반응 시 0.42 mL의 수소가 발생되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.520-520
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• 2016

석유 화학공장에서 발생하는 spent sulfidic caustic (SSC) 폐수는 액화석유가스(LPG)나 천연가스(NG)의 정제과정에서 발생되는 것으로 고농도의 sulfide와 cresylic, phenolic 그리고 mercaptan 등이 포함된 독성과 냄새를 유발하는 물질이다. 이러한 물질들은 LPG나 NG의 정제과정에서 높은 산도를 가진 휘발성 황화합 물질들을 제거하기 위해 사용된 NaOH가 $H_2S$와 반응하여 발생하는 것이다. 진한 갈색 또는 검은색을 띄는 SSC 폐수는 12 이상의 높은 pH를 가지고 있으며 5~12 wt%의 높은 염분도를 가지고 있다. 또한 강한 부식성과 독성을 가진 황화합물의 농도가 1~4 wt%이며, 방향족 탄화수소 물질 (i.e. methanethiol, benzene, tolune and phenol)들도 다량 함유되어 있다. 따라서 이러한 유해 물질들은 기존의 하수처리 공정으로 방류하기 전에 완벽하게 처리해야만 하수처리 공정의 오염 부하량을 줄일 수 있다. 습식산화공정은 SSC 폐수를 처리하기 위해 흔히 사용되고 있는 물리-화학적 처리 공정이지만 고비용, 고에너지가 필요하며, 고온 및 고압에서만 작동되어 안전상의 문제점을 갖고 있다. 또한 습식산화공정을 거친 폐수는 배출허용기준을 만족하기 위해 생물학적 2차 처리가 반드시 필요하다. 철-과산화수소를 이용하는 펜톤산화 공정, 그리고 sulfide를 sulfate로 전환시키는 생물학적 처리 공정은 황화합물의 완전한 무기물화가 힘들며, 현장 적용 시 기술적 경제적 부담이 크다. 이러한 단점을 극복하고, SSC 폐수를 효과적으로 처리하기 위해 본 연구는, 높은 흡착력과 광산화력을 가진 흡착광산화 반응 시스템(Adsorption Photocatalysis System, APS)을 개발하였다. APS는 SSC 폐수를 시스템 내부로 유입하여 수중의 오염물질을 흡착광산화제로 구성된 반응구조체가 흡착하고, 흡착된 오염물질을 UV에너지와 이산화티타늄 광촉매의 광화학반응에 의해 최종적으로 무해한 물질로 환원시키는 폐수처리시스템이다. APS의 반응구조체는 태양에너지 및 인공에너지원에 의해 활용 가능하며, 난분해성 유기화합물질을 물과 이산화탄소로 분해할 수 있는 친환경적이고 경제적인 소재로서 널리 쓰이고 있는 이산화티타늄 광촉매와 화력발전소의 높은 소성온도에 의해 연소된 후 발생되는 bottom ash를 이산화티타늄의 지지체로 사용하여 높은 흡착력과 광촉매 산화력을 가진 복합물이다. 개발된 APS에 의해 SSC 폐수를 처리한 결과, COD 86.1%, 탁도 98.4%, sulfide 99.9%의 높은 처리효율을 보여주고 있다. 따라서 본 연구를 통해 개발된 APS는 강한 부식성과 독성 그리고 높은 농도를 가지고 있는 SSC 폐수를 효과적으로 처리할 수 있다.

• 대한화장품학회지
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• 제40권2호
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• pp.121-131
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• 2014

산화아연은 뛰어난 자외선 산란효과로 인해 자외선 차단 화장품에 널리 이용되고 있다. 최근 화장품용으로 쓰이는 산화아연은 자외선 차단 특성, 사용감, 광촉매 활성 저하, 분산성 및 안정성 등을 보다 우수하게 하기 위해 이산화규소 등의 물질로 표면처리 하는 방법이 시행되어지고 있다. 본 연구에서는 광 노화의 원인인 자외선을 차단하는 이산화규소가 코팅된 산화아연 복합 분체를 개발하였다. 화장품 업계에서 일반적으로 쓰이는 마이크로 크기의 산화아연에 사용감, 자외선 차단 특성을 보다 우수하게 하기 위해 산업적인 용도로 많이 쓰이는 규산나트륨을 사용하여 코팅하였다. 이산화규소를 코팅하기 위해 규산나트륨과 산의 가수분해 반응에 의한 수열합성법을 적용하였다. 제조된 복합 분체의 자외선 차단 효과는 UV-Vis과 in-vitro 측정을 통하여 평가하였다. 또한 화장품에 실제 적용 하였을 때의 실질적인 장점을 확인하기 위해 사용자 관능 평가를 통해 비교분석 하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제28권5호
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• pp.300-305
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• 2015

$WO_3$, $SiO_2$, and $TiO_2$ films with hydrophilic property are deposited by rf-magnetron sputtering. Their wettability is strongly depends on the presence or absence of the oxygen plasma etching on the glass substrates. The $TiO_2$ film of 50 nm-thick on the plasma etched glass shows a water contact angle (WCA) below $5^{\circ}$ which means a super-hydrophilic surface. However, WCA values are gradually degraded when the films are exposed under atmosphere, especially $WO_3$. In order to improve hydrophilic property, the degraded films can be again recovered by UV illumination for 10 sec using UV-light and the $TiO_2$ film shows a super-hydrophilic surface about $3^{\circ}$.

• 한국재료학회지
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• 제27권9호
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• pp.489-494
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• 2017

ZnS powder was synthesized using a relatively facile and convenient glycothermal method at various reaction temperatures. ZnS was successfully synthesized at temperatures as low as $125^{\circ}C$ using zinc acetate and thiourea as raw materials, and diethylene glycol as the solvent. No mineralizers or precipitation processes were used in the fabrication, which suggests that the spherical ZnS powders were directly prepared in the glycothermal method. The phase composition, morphology, and optical properties of the prepared ZnS powders were characterized using XRD, FE-SEM, and UV-vis measurements. The prepared ZnS powders had a zinc blende structure and showed average primary particles with diameters of approximately 20~30 nm, calculated from the XRD peak width. All of the powders consisted of aggregated secondary powders with spherical morphology and a size of approximately $0.1{\sim}0.5{\mu}m$; these powders contained many small primary nanopowders. The as-prepared ZnS exhibited strong photo absorption in the UV region, and a red-shift in the optical absorption spectra due to the improvement in powder size and crystallinity with increasing reaction temperature. The effects of the reaction temperature on the photocatalytic properties of the ZnS powders were investigated. The photocatalytic properties of the as-synthesized ZnS powders were evaluated according to the removal degree of methyl orange (MO) under UV irradiation (${\lambda}=365nm$). It was found that the ZnS powder prepared at above $175^{\circ}C$ exhibited the highest photocatalytic degradation, with nearly 95 % of MO decomposed through the mediation of photo-generated hydroxyl radicals after irradiation for 60 min. These results suggest that the ZnS powders could potentially be applicable as photocatalysts for the efficient degradation of organic pollutants.