• 청정기술
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• 제18권4호
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• pp.355-359
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• 2012

본 연구에서는 보다 효율적인 광 전기화학적 수소제조를 위하여 광촉매로써 산화텅스텐에 티타늄을 함침하여 $Ti/WO_3$ 나노입자를 제조하였다. 제조한 $Ti/WO_3$의 물리적 특성은 X-선 회절분석법(XRD), 주사전자현미경(SEM), 발광분광계(PL), 원자간력 현미경(AFM), 정전기 현미경(EFM)을 통해 확인하였다. 메탄올/물 (1/1) 광분해 수소제조 실험 결과, 순수 아나타제 티타니아나 산화텅스텐 광촉매보다 $Ti/WO_3$ 광촉매에서 촉매활성이 향상되었으며, 0.5 g의 0.10 mol % $Ti/WO_3$ 촉매를 사용한 경우 8시간 반응 시 3.02 mL의 수소가 발생되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권4호
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• pp.524-535
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• 2018

본 연구에서는 에멀젼 자기조립틀을 활용하여 거대기공을 갖는 타이타니아 분말을 합성하였으며, 자외선 조사를 활용한 광촉매 실험을 통해 상용화된 타이타니아 나노입자와 다공질 타이타니아 분말을 이용한 고초균의 살균 효과를 비교하였다. 다공질 분말의 기공 크기를 달리하여 자외선 조사 시간에 따른 고초균 수의 감소를 측정하였으며, 살균 실험의 최적 조건을 도출하기 위하여 기공 크기에 따른 다공질 타이타니아 분말의 살균력을 비교하였다. 기공 크기가 작아질수록 살균 효과는 증대됨을 관찰하였으며, 광촉매의 활용 및 자외선 조사에 의해 1시간 동안 50% 이상의 고초균이 제거되는 효과를 확인하였다. 또한 활성 화학종의 발생을 촉진하기 위하여 과산화수소의 희석 용액을 광촉매 살균 방식과 결합하였으며, 1시간 동안의 자외선 조사에 의해 균주의 거의 대부분이 사멸되는 등 고초균에 대한 살균 효과를 증진시킬 수 있었다.

• 한국환경과학회지
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• 제16권7호
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• pp.785-791
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• 2007

The current study evaluated the technical feasibility of the application of titanium dioxide ($TiO_{2}$) photo-catalytic air cleaners for the disinfection of bioaerosols present in indoor air. The evaluation included both laboratory and field tests and the tests of hydraulic diameter (HD) and lamp type (LT). Disinfection efficiency of photocatalytic oxidation (PCO) technique was estimated by survival ratio of bacteria or fungi calculated from the number of viable cells which form colonies on the nutrient agar plates. It was suggested that the reactor coating with $TiO_{2}$ did not enhance the adsorption of bioaerosols, and that the UV irradiation has certain extent of disinfection efficiency. The disinfection efficiency increased as HD decreased, most likely due to the decrease in the light intensity since the distance of the catalyst from the light source increased when increasing the HD. It was further suggested that the mass transfer effects were not as important as the light intensity effects on the PCO disinfection efficiency of bioaerosols. Germicidal lamp was superior to the black lamp for the disinfection of airborne bacteria and fungi, which is supported by the finding that the disinfection efficiencies were higher when the germicidal lamp was used compared to the black lamp in the laboratory test. These findings, combined with operational attributes such as a low pressure drop across the reactor and ambient temperature operation, can make the PCO reactor a possible tool in the effort to improve indoor bioaerosol levels.

• 대한환경공학회지
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• 제28권3호
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• pp.316-322
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• 2006

본 연구의 목적은 환경담배연기를 대표하는 주요 오염물질 중에 하나인 니코틴의 분해를 위해서 산화티타늄 광촉매를 적용할 수 있는지 여부에 대하여 기술적 평가하는 것이다. 광촉매로 코팅된 건축자재를 이용하여 니코틴을 분해하는 정도를 평가하기 위하여 네 개의 기초 실험을 수행하였다. 니코틴의 광촉매 분해와 관련된 다음의 다섯 변수를 조사하였다: 코팅 타일의 건조조건, 코팅 졸의 종류, 코팅횟수, 상대습도, 그리고 초기농도. 변수 시험에 앞서, 실험장치에 대한 니코틴의 흡착 여부를 평가하였다. 본 연구에서 조사된 변수 모두가 니코틴의 광산화분해능에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 낮은 온도와 긴 건조시간 조건과 비교할 때 높은 온도와 짧은 건조시간 조건에서 건조된 타일에서 보다 높은 니코틴 분해효율을 나타내었다. ST-KO3 졸로 코팅된 타일이 E-T 졸로 코팅된 타일 보다 높은 분해효율을 나타내었다. 코팅횟수가 증가할수록 광산화분해가 잘 일어났다. 높은 상대습도와 낮은 유입농도 조건에서 광산화분해가 잘 일어났다. 결과적으로, 환경담배연기에 포함된 니코틴을 광촉매로 코팅된 건축자재를 적용할 때에는 본 연구에서 평가된 다섯 가지 변수가 모두 고려되어야함이 제안되었다.

• 한국대기환경학회지
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• 제18권3호
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• pp.223-230
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• 2002

Titania photocatalytic oxidation reactors were studied to investigate degradation efficiencies of hydrocarbons. In general, it is well known phenomena that thin layered titania oxidizes most of hydrocarbons to carbon dioxide and water under UV light. In this study, degradation efficiencies were measured due to changes in reactor structures, UV sources, the number of titania coatings, and various hydrocarbon chemicals. It was proven that gas degradation efficiencies are related to such factors as UV transmittance of coating substance, collision area of surface, and gas flow rate. For packing type annular reactor, about 98% degradation efficiency was achieved for achieved for propylene of 500 ppm level at a flow rate of 100 ml/min. Several gases were also tested for double-coated titania thin film under the condition of continuous flow of 100 ml/min and 365 nm UV source. It was shown that degradation efficiencies were decreasing in the order: $C_3$ $H_{6}$, n-C$_4$ $H_{10}$, $C_2$ $H_4$, $C_2$ $H_2$, $C_{6}$ $H_{6}$ and $C_2$ $H_{6}$./. 6/./.

• 청정기술
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• 제19권2호
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• pp.105-112
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• 2013

폴리아닐린 기반 이산화티타늄 복합체(폴리아닐린-이산화티타늄 복합체)를 다른 소성온도 조건에서 제조하여 일반 공기질 수준의 트리클로로에틸렌과 테트라클로로에틸렌에 대한 제어 적용성 연구를 수행하였다. 모든 조사대상 오염물질에 대하여 폴리아닐린-이산화티타늄 복합체의 제어효율은 제조 시 적용된 소성온도 변화에도 아무런 경향을 나타내지 않았다. 대신에, 소성온도를 $350^{\circ}C$에서 $450^{\circ}C$로 증가시켰을 때 3시간의 광촉매 공정 동안에 폴리아닐린-이산화티타늄 복합체의 제어효율은 트리클로로에틸렌과 테트라클로로에틸렌에 대하여 61%에서 72%로, 21%에서 39%로 각각 증가하였다. 그러나, 소성온도를 $450^{\circ}C$에서 $550^{\circ}C$와 $650^{\circ}C$로 더 증가시켰을 경우에는 폴리아닐린-이산화티타늄 복합체에 의한 트리클로로에틸렌과 테트라클로로에틸렌의 제어효율이 점진적으로 감소하였다. 이러한 결과는 폴리아닐린-이산화티타늄 복합체 내 아나타제 결정상의 생성량과 입자의 비표면적 변화 때문으로 판단되었고, 이러한 특성 변화는 X-선 회절과 주사전자현미경 분석결과를 통하여 확인하였다. 가장 낮은 주입농도(0.1 ppm) 조건에서 트리클로로에틸렌과 테트라클로로에틸렌의 평균 제어효율은 각각 72%와 39%이었고, 반면에 가장 높은 주입농도(1.0 ppm) 조건에서는 트리클로로에틸렌과 테트라클로로에틸렌의 평균 제어효율은 각각 52%와 18%로 나타났다. 공급 유량을 0.1 L $min^{-1}$에서 1.0 L $min^{-1}$로 증가시켰을 때 트리클로로에틸렌과 테트라클로로에틸렌의 평균 제어효율이 각각 약 100%에서 47% 그리고 약 100%에서 18%로 감소하였다. 또한, 상대 습도를 20%에서 95%로 증가시켰을 때 트리클로로에틸렌과 테트라클로로에틸렌의 평균 제어효율이 각각 약 100%에서 23% 그리고 약 100%에서 8%로 대폭 감소하였다. 본 연구결과를 종합해볼 때, 작동조건을 최적화할 경우 폴리아닐린-이산화티타늄 복합체가 일반 공기질 농도 수준의 염소계 화합물질 제어를 위해서 효율적으로 이용될 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국환경보건학회지
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• 제47권6호
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• pp.540-547
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• 2021

Background: Indoor air pollutants are caused by a number of factors, such as coming in from the outside or being generated by internal activities. Typical indoor air pollutants include nitrogen dioxide and carbon monoxide from household items such as heating appliances and volatile organic compounds from building materials. In addition there is carbon dioxide from human breathing and bacteria from speaking, coughing, and sneezing. Objectives: According to recent research results, most indoor air pollution is known to be greatly affected by internal factors such as burning (biomass for cooking) and various pollutants. These pollutants can have a fatal effect on the human body due to a lack of ventilation facilities. Methods: We fabricated a polydopamine (PDA) layer with Ti substrates as a coating on supported glass fiber fabric to enhance its photo-activity. The PDA layer with TiO₂ was covalently attached to glass fiber fabric using the drop-casting method. The roughness and functional groups of the surface of the Ti substrate/PDA coated glass fiber fabric were verified through infrared imaging microscopy and field emission scanning electron microscopy (FE-SEM). The obtained hybrid Ti substrate/PDA coated glass fiber fabric was investigated for photocatalytic activity by the removal of ammonia and an epidermal Staphylococcus aureus reduction test with lamp (250 nm, 405 nm wavelength) at 24℃. Results: Antibacterial properties were found to reduce epidermal staphylococcus aureus in the Ti substrate/PDA coated glass fiber fabric under 405 nm after three hours. In addition, the Ti substrate/PDA coated glass fiber fabric of VOC reduction rate for ammonia was 50% under 405 nm after 30 min. Conclusions: An electron-hole pair due to photoexcitation is generated in the PDA layer and transferred to the conduction band of TiO₂. This generates a superoxide radical that degrades ammonia and removes epidermal Staphylococcus aureus.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권4호
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• pp.388-395
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• 2016

본 논문에서는 폐수슬러지에서 제조된 재활용 이산화티탄($TiO_2$)을 혼입한 시멘트 모르타르의 NOx 저감 성능에 대해 고찰하였다. 일반적으로, 이산화티탄은 클러스터 형태로 입자가 붙어 있어, 시멘트의 응결과 경화 전에 타설체 하면에 침강하는 특징이 있다. 그 결과로 타설체의 상면과 하면에는 이산화티탄의 분포도가 서로 상당한 차이를 나타내고, 광촉매 효과도 하면에서 우수하게 나타난다. 건물이나 주택과 같은 건축구조물에서는 이를 해결하기 위해, 이산화티탄을 혼입한 프리캐스트 제품을 미리 제작 후, 조립 시에는 타설 시 상면과 하면을 뒤집어 거치하여 상대적으로 높은 이산화티탄 분포면을 대기에 노출시키는 방식을 사용한다. 그러나 콘크리트 도로포장과 같은 현장 타설의 경우, 상면과 하면을 뒤집어 거치할 수 없기 때문에 이산화티탄의 분산성은 중요하다. 이를 개선시키기 위한 본 논문의 결과로 실리카퓸, 고성능감수제, 증점제, 고로슬래그 등 전형적인 시멘트성 재료의 분산에 기여하는 재료는 이산화티탄 클러스터의 분산효과에 미미한 영향을 주었다. 급결제, 발포제, 작은 크기의 잔골재의 조합이 이산화티탄 클러스터의 분산성을 개선하였다. 분산성 개선에도 불구하고, 타설체 상면과 하면의 NOx 제거효율은 하면에 큰 효율을 지속적으로 나타내었고, 이는 표면에 분포하는 공극량에 따라 달라지는 것을 디지털 표면 이미지 분석을 통하여 확인하였다. 많은 공극분포를 갖는 표면은 상대적으로 매끄러운 표면에 비해 NO가스 흡착을 기본적으로 높이게 되고, 이를 기준으로 상대적인 NOx 제거효율이 높아지는 것으로 사료된다.

• 한국대기환경학회지
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• 제24권5호
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• pp.512-522
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• 2008

Ammonia is a major compound of odor in livestock house. To enhance the performance of ammonia oxidation (decomposition). the gas-liquid, two phase photocatalytic oxidation system was designed and prepared in this study. Commercial P-25 as $TiO_2$ catalyst was used for ammonia decomposition. V/P-25 catalyst prepared by sol gel method was also used for the removal of by-producted $NO_x$ in $NH_3$ oxidation reaction. When $TiO_2$ was used as a photocatalyst, the conversion to $N_2$ in ammonia decomposition reached above 90% until 200hr (The air flow rate of 4L/min with the ammonia concentration up to 25ppm.). However, considerable amounts of NO and $NO_2$ were formed as a result of $NH_3$ oxidation (as a by-product). Therefore, we added Vanadia impregnated $TiO_2$(P-25) catalyst for the removal of $NO_x$ at the end of reaction trail. The results of a pilot-scale operation were successful to achieve the simultaneous removal of $NH_3\;and\;NO_x$ about 81 and 87%, respectively.

• 한국대기환경학회지
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• 제20권3호
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• pp.411-419
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• 2004

Titania particles are widely used as a photocatalyst to treat various contaminants in air and water. Titania particles were formed by vapor-phase oxidation of titanium tetraisopropoxide (TTIP) in a tube furnace between 773 and 1,273 K. The effect of process variables such as furnace temperature, flow rate of carrier air, and flow rate of sheath air on powder size and phase characteristics was investigated using a scanning mobility particle sizer (SMPS), transmission electron microscopy (TEM) and X-ray diffraction (XRD). The size distribution of synthesized titania particles was characterized with mode diameter and peak concentration. The mode diameter ranging from 20 to 80 nm decreased with increasing flow rates of sheath air and carrier air, and increased with increasing furnace temperature. The peak concentration increased with increasing flow rates of sheath air and carrier air The best synthetic condition for high production rate can be derived from the experimental data set represented by mode diameter and peak concentration. The crystal structure of synthesized titania particles was found to be anatase phase, ensuring high photocatalytic potential.