• 제목/요약/키워드: photocatalysis

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Photocatalysis of Low Concentration of Gaseous-Phase Benzene Using Visible-Light Irradiated N-doped and S-doped Titanium Dioxide

  • Jo, Wan-Kuen;Kim, Jong-Tae
    • Environmental Engineering Research
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    • 제13권4호
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    • pp.171-176
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    • 2008
  • Studies on visible-light-driven photocatalysis of air pollutants at indoor air quality (IAQ) levels have been limited. Current study investigated visible-light derived photocatalysis with N-doped and S-doped titanium dioxide ($TiO_2$) for the control of benzene at indoor levels. Two preparation processes were employed for each of the two types of photocatalyst: urea-Degussa P-25 $TiO_2$ and titania-colloid methods for the N-doped $TiO_2$; and titanium isopropoxid- and tetraisopropoxide-thiourea methods for the S-doped $TiO_2$. Furthermore, two coating methods (EDTA- and acetylacetone-dissolving methods) were tested for both the N-doped and S-doped $TiO_2$. The two coating methods exhibited different photocatalytic degradation efficiency for the N-doped photocatalysts, whereas they did not exhibit any difference for the S-doped photocatalysts. In addition, the two doping processes showed different photocatalytic degradation efficiency for both the S-doped and N-doped photocatalysts. For both the N-doped and S-doped $TiO_2$, the photocatalytic oxidation (PCO) efficiency increased as the hydraulic diameter (HD) decreased. The degradation efficiency determined via a PCO system with visible-light induced $TiO_2$ was lower than that with UV-light induced unmodified $TiO_2$, which was obtained from previous studies. Nevertheless, it is noteworthy that for the photocatalytic annular reactor with the HD of 0.5 cm, PCO efficiency increased up to 52% for the N-doped $TiO_2$ and 60% for the S-doped $TiO_2$. Consequently, when combined with the advantage of visible light use over UV light use, it is suggested that with appropriate HD conditions, the visible-light-assisted photocatalytic systems can also become an important tool for improving IAQ.

광촉매 반응과 침지형 정밀여과를 이용한 자연산 유기물의 제거 (Use of a Combined Photocatalysis/Microfiltration System for Natural Organic Matter Removal)

  • 추광호;박경원;김문현
    • 멤브레인
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    • 제14권2호
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    • pp.149-156
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    • 2004
  • 본 연구에서는 광촉매 반응과 막분리 기술을 접목시킨 혼성 고도 정수처리 공정에서 소독 부산물의 전구체로 알려진 자연산 유기물을 효과적으로 제거하고자 하였고 다양한 운전 조건에서 시스템의 성능을 비교 평가하였다. 자연산 유기물은 흡입여과 방식의 분리막과 TiO$_2$ 광촉매를 이용하여 광분해하였을 때 광촉매 투입량의 증가에 따라 반응속도가 증가하였지만 과량의 촉매 주입시에는 반응 속도 향상에 오히려 부정적으로 작용하였다. 자연산 유기물을 보다 효과적으로 제거하기 위해 산화철 주입, TiO$_2$ 표면처리, 분리막 표면코팅을 시도하여 제거특성 및 운전에 따른 막여과 특성을 평가하였다. 산화철 주입은 초기에 흡착작용으로 인해 제거율 증가를 보였으나 반응이 진행됨에 따라 산화철 입자에 의한 광산란으로 광분해 효율이 오히려 감소되었다. 산화철 입자에 의한 광산란을 제어하고자 TiO$_2$ 표면을 광처리와 열처리 방법을 이용해 철을 직접 부착시킨 경우 긍정적인 효과를 얻지 못했다. 그러나 산화철로 막표면을 코팅하여 광산란 효과를 배제시킨 경우에는 향상된 결과를 보였다 막투과 플럭스 15 L/$m^2$-h에서 정밀여과를 수행하였을 때 TiO$_2$나 산화철에 의한 막오염은 거의 일어나지 않았고 안정된 막투과도를 나타내었다.