• 제목/요약/키워드: Y-$TiO_2$

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광전기촉매 공정과 전기/UV 공정을 이용한 염료의 색 제거

  • 박영식;김동석
    • 한국환경과학회:학술대회논문집
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    • 한국환경과학회 2008년도 추계학술발표회 발표논문집
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    • pp.452-457
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    • 2008
  • 분말 TiO$_2$를 코팅한 전극은 전기저항으로 인해 0.5 A 이상의 전류를 인가할 수 없었으며, 1 A를 적용하였을 때 60분의 반응시간 후 최종 RhB 농도를 측정한 결과 Ru/Ti 전극의 RhB 농도 감소 가장 큰 것으로 나타났고, Ru/Ti > Ti > SG-TiO$_2$ > Th-TiO$_2$로 나타났다. 전기분해 공정만 적용한 경우 RhB 농도 감소의 순서는 Ru/Ti = Ti > SG-TiO$_2$ > Th-TiO$_2$ 전극의 순서로 나타났다. UV만 적용한 경우 RhB 제거는 작았으며, Ti와 Ru/Ti 전극은 UV만 적용한 경우와 RhB 제거농도가 비슷하였는데 이는 전극 표면에서 광촉매 반응이 일어나지 않는다는 것을 의미한다. 반면 TiO$_2$를 전극 표면에 형성하거나 코팅한 전극은 UV만 적용한 경우보다 RhB 농도가 낮게 나타났고, TiO$_2$가 형성되거나 코팅된 전극은 P-TiO$_2$ > Th-TiO$_2$ > SG-TiO$_2$의 순서로 나타났으나 차이는 크지 않았다. 광전기촉매 공정에서 시너지 효과가 거의 없는 것은 전극 표면에 코팅되거나 형성된 TiO$_2$의 양이 적고 광촉매 반응에 의한 분해 정도가 낮아 전자-정공의 재결합 감소효과가 적기 때문인 것으로 사료되었다. Th-TiO$_2$와 SG-TiO$_2$ 전극의 경우 전해질로 Na$_2$SO$_4$를 사용한 경우의 RhB 농도가 NaCl을 사용한 경우보다 RhB 낮게 나타났으나, Ti와 Ru/Ti 전극의 경우는 반대 현상이 나타났다. 이와 같은 결과는 광촉매 반응이 높은 Th-TiO$_2$와 SG-TiO$_2$ 전극에서의 Cl$^-$의 광촉매 반응 저해현상이 높게 나타났기 때문이라고 사료되었다. 반면 DSA 전극인 Ti와 Ru/Ti 전극의 경우 광촉매 반응이 거의 나타나지 않기 때문에 주반응인 전기분해 반응에서의 촉진 반응이 지배적이기 때문에 Th-TiO$_2$와 SG-TiO$_2$ 전극과는 정 반대의 현상이 나타났다고 사료되었다. 전기/UV 공정에서는 최적 전류는 0.75 A, NaCl 투입량은 0.5 g/L로 나타났으며, 최적 UV램프 전력은 16 W인 것으로 나타났다.

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Photodecomposition of Concentrated Ammonia over Nanometer-sized TiO2, V-TiO2, and Pt/V-TiO2 Photocatalysts

  • Choi, Hyung-Joo;Kim, Jun-Sik;Kang, Mi-Sook
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제28권4호
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    • pp.581-588
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    • 2007
  • To enhance the photodecomposition of concentrated ammonia into N2, Pt/V-TiO2 photocatalysts were prepared using solvothermal and impregnation methods. Nanometer-sized particles of 0.1, 0.5 and 1.0 mol% V-TiO2 were prepared solvothermally, and then impregnated with 1.0 wt% Pt. The X-ray diffraction (XRD) peaks assigned to V2O5 at 30.20 (010) and Pt metal at 39.80 (111) and 46.20 (200) were seen in the 1.0 wt% Pt/ 10.0 mol% V-TiO2. The particle size increased in the order: pure TiO2, V-TiO2 and Pt/V-TiO2 after thermal treatment at 500 °C, while their surface areas were in the reverse order. On X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), the bands assigned to the Ti2p3/2 and Ti2p1/2 of Ti4+-O were seen in all the photocatalysts, and the binding energies increased in the order: TiO2 < Pt/V-TiO2 < V-TiO2. The XPS bands assigned to the V2p3/2 (517.85, 519.35, and 520.55 eV) and V2p1/2 (524.90 eV) in the V3+, V4+ and V5+ oxides appeared over V-TiO2, respectively, while the band shifted to a lower binding energy with Pt impregnation. The Pt components of Pt/ V-TiO2 were identified at 71.60, 73.80, 75.00 and 76.90 eV, which were assigned to metallic Pt 4f7/2, PtO 4f7/2, PtO2 4f7/2, and PtO 4f5/2, respectively. The UV-visible absorption band shifted closer towards the visible region of the spectrum in V-TiO2 than in pure TiO2 and; surprisingly, the Pt/V-TiO2 absorbed at all wavelengths from 200 to 800 nm. The addition of vanadium generated a new acid site in the framework of TiO2, and the medium acidic site increased with Pt impregnation. The NH3 decomposition increased with the amount of vanadium compared to pure TiO2, and was enhanced with Pt impregnation. NH3 decomposition of 100% was attained over 1.0 wt% Pt/1.0 mol% V-TiO2 after 80 min under illumination with 365 nm light, although about 10% of the ammonia was converted into undesirable NO2 and NO. Various intermediates, such as NO2, -NH2, -NH and NO, were also identified in the Fourier transform infrared (FT-IR) spectra. From the gas chromatography (GC), FT-IR and GC/mass spectroscopy (GC/MS) analyses, partially oxidized NO and NO2 were found to predominate over V-TiO2 and pure TiO2, respectively, while both molecules were reduced over Pt/V-TiO2.

$TiO_2$ 첨가에 의한 MgO 세라믹스의 표현 수화 저항성 향상 (The hydration resistance improvement of MgO ceramics by $TiO_2$ addition)

  • Ryu, Su-Chak;Kim, Jin-Kon;Hyun Cho
    • 한국결정성장학회지
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    • 제11권6호
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    • pp.269-273
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    • 2001
  • MgO를 기질로 한 세라믹스 시편에 $TiO_2$를 소량 첨가하고 $1450^{\circ}C$에서 열처리한 후 $TiO_2$를 첨가한 MgO 세라믹스의 수분에 대한 수화 반응에 미치는 영향을 조사하였다. $TiO_2$를 첨가하지 않은 MgO 세라믹스는 수분에 대한 수화반응에 의한 $Mg(OH)_2$의 생성으로 인한 질량변화가 관찰되었으나, $TiO_2$를 첨가함 MgO 세라믹스는 수분첩촉시간에 따른 질량변화가 관찰되지 않았다. $TiO_2$를 첨가한 MgO 세라믹스를 $1450^{\circ}C$에서 열처리했을 때, $Mg_2TiO_4$ 상이 관찰되었으며 특히 TiO$_2$를 첨가함에 따라 부피비중은 첨가량에 비례하며 증가한 반면에 가공율과 흡수율은 감소하는 경향을 나타내었다. 따라서 MgO 를 기질로 한 세라믹스에 $TiO_2$를 소량 첨가한 경우 표면에서 발생하는 수화 반응에 대하여 높은 저항성을 가짐을 확인하였다.

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TiO2/CuxO (1 (Photocatalytic and Antipathogenic Effects of TiO2/CuxO (1)

  • 조성우;이용임;김이한;정동운
    • 대한화학회지
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    • 제57권4호
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    • pp.483-488
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    • 2013
  • $CuCl_2$로부터 용액합성법에 의해 CuO를 제조하였다. $CuCl_2$를 용액에 첨가하기 전에 용액내에 anatase형 $TiO_2$ 입자를 분산시켜 CuO가 형성되는 과정에서 $TiO_2$/CuO 결합입자를 합성하였다. 얻어진 $TiO_2$/CuO에 적당량의 글루코스를 가하여 반응시켜 CuO의 일부를 $Cu_2O$로 환원시켰다. 얻어진 시료 $TiO_2/Cu_xO$ (1$TiO_2/Cu_xO$ 복합체는 anatase와는 다르게 가시광선 전 영역에서 흡광이 발생했으며 당연한 결과로 태양광선에서 $TiO_2/Cu_xO$ 복합체의 광촉매 활성은 anatase $TiO_2$에 비하여 매우 뛰어난 것으로 나타났다. 또한 $TiO_2/Cu_xO$ 복합체의 항균성이 대단히 뛰어난 것으로 나타났다.

Characterization of ZnO/TiO2 Nanocomposites Prepared via the Sol-Gel Method

  • Hellen, Nalumaga;Park, Hyun;Kim, Kyung-Nam
    • 한국세라믹학회지
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    • 제55권2호
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    • pp.140-144
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    • 2018
  • $ZnO/TiO_2$ nanocomposites were synthesized via a modified sol-gel technique by incorporating 30 and 70 wt% $TiO_2$ nanopowder into a ZnO sol-gel matrix. Zinc acetate dihydrate was used as the ZnO precursor and de-ionized water as the solvent, while titanium oxysulfate was employed for the synthesis of $TiO_2$ nanopowder. The synthesized $ZnO/TiO_2$ nanocomposites were characterized by x-ray diffraction, UV-vis spectroscopy, scanning electron microscopy, and transmission electron microscopy. The $ZnO/TiO_2$ nanocomposites showed both the ZnO (wurtzite) and $TiO_2$ (anatase) phases. The average ZnO crystallite size of the $ZnO/TiO_2$ nanocomposites was found to be about 26.3 nm. The TEM results confirmed that spherical $TiO_2$ particles were embedded in the ZnO matrix. $TiO_2$ particles attached onto the rod-like ZnO particles were also observed. The $ZnO/TiO_2$ nanocomposites exhibited optical absorption properties superior to those of pure ZnO and $TiO_2$.

공침법에 의해 제조된 $TiO_2-SnO_2$ 미분말의 결정구조 (Crystal Structure of $TiO_2-SnO_2$ Fine Powders Prepared by Coprecipitation)

  • 이종흔;박순자
    • 한국세라믹학회지
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    • 제30권9호
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    • pp.740-746
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    • 1993
  • TiO2-SnO2 fine powders prepared by coprecipitation from TiCl4-SnCl4 aqueous solution, and their crystal structures were studied. All the TiO2-SnO2 fine powders calcined at 180~$700^{\circ}C$ showed the complete solid solution between TiO2(rutile structure) and SnO2(rutile structure). This crystal structure of TiO2-SnO2 powders is thought to be originated mainly from the heterogeneous nucleation of Ti-hydroxde on the Sn-hydroxide with coherent structure.

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TiO{2-x}Nx의 저온제조 및 광화학적 특성 (Low Temperature Preparation and Photocatalytic Activity of TiO{2-x}Nx)

  • 정동운
    • 대한화학회지
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    • 제54권1호
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    • pp.120-124
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    • 2010
  • 용액침전법에 의해 $TiO_2$$TiO_{2-x}N_x$를 제조하였다. $TiO_{2-x}N_x$ 시료는 순수한 $TiO_2$의 띠 간격인 3.20 eV (390 nm 흡광)로부터 1.77 eV (700 nm 흡광)까지 띠 간격이 줄어들게 되어 자외선 영역 뿐 아니라 가시광선 전체 영역에서도 흡광이 발생하였다. 가시광선에서의 광촉매 활성에서도 $TiO_{2-x}N_x$ 시료는 순수한 $TiO_2$ 및 P-25보다도 더 높은 활성도를 나타냈다.

초임계 유체법으로 제조한 TiO2 및 TiO2-CdS계 광촉매의 분해물성 연구 (Photocatalayst and Decomposition Properties of TiO2 and TiO2-CdS Powders Prepared by Supercritical Fluid Method)

  • 전일수;황수현;박상준;길현식;조승범;전명석;임대영
    • 한국세라믹학회지
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    • 제41권6호
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    • pp.481-484
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    • 2004
  • 본 연구에서는 촉매적 활성이 높은 물질로 예상되는 TiO$_2$와 TiO$_2$-CdS계 분말을 초임계 유체법으로 제조하였다. 제조된 TiO$_2$ 광촉매 분말들은 결정질 아나타제로서 비표면적이 넓은 초미립의 구형이었다. 초임계 유체법으로 제조된 TiO$_2$ 광촉매는 유해 유기물인 DCA(Dichloroactic Acid)의 광분해반응의 실험 결과 기존 광촉매 보다 우수한 물성을 보였다.

$Ba_2Ti_9O_{20}$ 요업체의 하소공정중 이상팽창 거동 (Behaviors of Abnormal Expansion in $Ba_2Ti_9O_{20}$ Ceramics during Calcination Process)

  • 성제홍;김정주;김남경;조상희
    • 한국세라믹학회지
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    • 제36권12호
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    • pp.1327-1334
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    • 1999
  • Behaviors of abnormal expansion during calcination process of Ba2Ti9O20 ceramics and its related effects on the sintering characteristics were investigated as a function of precursors. When BaCO3 and TiO2 powders were used as starting materials. BaTi4O9 phase which has relatively large molar volume was formed drastically with abnormal ex-pansion during the calcination at 95$0^{\circ}C$ to 115$0^{\circ}C$ ON the contrary using BaTiO3 and TiO2 powders as starting materials led to retardation of the formation of BaTi4O9 phase and concurrently suppressed the abnormal expansion during cal-cination process. Especially the calcined powder of BaTiO3 and TiO2 had advantages in the densification and formation of Ba2Ti9O20 single phase in the sintering process.

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Photocatalytic Decomposition of Gaseous Acetaldehyde by Metal Loaded $TiO_2$ with Ozonation

  • Cho, Ki-Chul;Yeo, Hyun-Gu
    • Journal of Korean Society for Atmospheric Environment
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    • 제22권E1호
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    • pp.19-26
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    • 2006
  • The decomposition of gaseous $CH_3CHO$ was investigated by metal loaded $TiO_2$ (pure $TiO_2,\;Pt/TiO_2,\;Pd/TiO_2,\;Mn/TiO_2\;and\;Ag/TiO_2$) with $UV/TiO_2$ process and $UV/TiO_2/O_3$ process at room temperature and atmospheric pressure. Metal loaded $TiO_2$ was prepared by photodeposition. Decomposition of $CH_3CHO$ was carried out in a flow-type photochemical reaction system using three 10W black light lamps ($300{\sim}400nm$) as a light source. The experimental results showed that the degradation rate of $CH_3CHO$ was increased with Pt and Ag on $TiO_2$ compared to pure $TiO_2$, but decreased with depositing Pd and Mn on pure $TiO_2$. The considerable increase in the degradation efficiency of the $CH_3CHO$ was found by a combination of photocatalysis and ozonation as compared to only by ozonation or photocatalysis. Loading of Pt on $TiO_2$ promoted conversion of gaseous ozone. The degradation rate of gaseous $CH_3CHO$ decreased with an increase of water vapor in the feed stream for the both $UV/TiO_2\;and\;UV/TiO_2/O_3$ processes. The pure $TiO_2$ was more affected by the water vapor than Pt loaded $TiO_2$.