• 공업화학
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• 제22권1호
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• pp.61-66
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• 2011

본 연구에서는 이산화티타늄을 솔-젤 방법으로 제조하고 간단한 열처리를 통하여 제조된 이산화티타늄의 물리화학적 특성을 조절하였다. 이들을 메틸렌블루 광분해 반응에 적용한 결과, 473 K에서 열처리한 촉매가 가장 높은 광분해 효율을 보여주었다. 이는 473 K에서 열처리한 촉매가 가장 높은 비표면적($229.8m^2/g$)을 가지고 있고, 이로 인해 메틸렌블루의 흡착이 많이 일어났기 때문인 것으로 보인다. 한편 873 K에서 열처리한 촉매는 낮은 비표면적($23.8m^2/g$) 및 큰 입자 크기(28.38 nm)에도 불구하고 비교적 높은 광촉매 효율을 보여주는데, 이는 고온 열처리로 인한 형성된 rutile 상과 기존의 anatase상의 혼합효과에 기인한 것으로 보인다.

• 멤브레인
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• 제32권3호
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• pp.181-190
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• 2022

막여과는 흡착, 응집 등의 폐수 처리 방법에 비교해 경제적이며, 높은 효율을 보인다는 장점을 가지고 있다. 하지만, 막의 표면에 오염물질이 흡착하여 발생하는 막오염 현상으로 인해 막여과의 효율이 크게 줄어들게 된다. 다양한 종류의 막 중에서 세라믹 분리막은 친수성을 띄며, 화학적으로 안정되었기 때문에 오염방지에 효과적이다. 또한, 산화 그래핀 등을 활용한 복합막도 막오염을 예방하는 데 도움이 될 수 있다. 최근에는 막오염을 방지하고 시너지 효과를 얻기 위해 광촉매 분리막이 해결책으로 제시되었다. 막 분리는 광촉매의 단점인 촉매의 낮은 재사용률을 보완할 수 있으며, 광촉매 반응은 오염을 막을 수 있다.

• 한국세라믹학회지
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• 제55권3호
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• pp.239-243
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• 2018

Up to now, microstructure changes of photocatalysts have been studied to improve photocatalytic activity. Especially, to improve the adsorption of reactants and reactive sites, porous and fine crystal structures have received much attention because of their large specific surface area. In this study, $TiO_2$ nanotubes were synthesized by hydrothermal method using $TiO_2$ nanoparticles; nanotubes were evaluated by oxidized methylene blue reduction test. Using synthesized $TiO_2$ nanotubes, results of TEM showed that the $TiO_2$ nanoparticles were changed into folding sheets and nanotubes. XRD results showed that the peaks of the nanoparticles almost disappeared and only the rutile (110) and anatase (200) peaks were observed. Comparison of photocatalytic properties of nanoparticles and nanotube structures was performed by measuring the UV-vis absorbance with reducing oxidized methylene blue. As a result, the reduction rate of nanotubes was found to be $0.24{\mu}mol/s$, which was 2.6 times higher than the rate of reduction of nanoparticles.

• 청정기술
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• 제26권4호
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• pp.311-320
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• 2020

본 연구에서는 단순 침전법으로 제조한 CdS 및 CdZnS/ZnO 광촉매를 이용하여 가시광선하에서 로다민 B, 메틸 오렌지 및 메틸렌 블루 등에 대한 광분해 반응 연구를 수행하였다. 특히 염료와 광촉매의 물리화학적 성질이 전체 광촉매 반응의 반응 경로에 미치는 영향에 대해 중점을 두고 검토하였다. X선 회절분석법, UV-vis 확산반사 분광법 그리고 X선 광전자 분광분석법 등을 이용하여 제조된 촉매들의 물리화학적 특성을 분석하였다. CdS 및 CdZnS/ZnO 광촉매 모두 자외선뿐만 아니라 가시광선 영역에 있어서도 우수한 광흡수 특성을 나타내었다. 메틸 오렌지의 경우에는 CdS 및 CdZnS/ZnO 각각의 광촉매 상에서 동일한 반응기구를 통해 반응이 진행되는 반면, 로다민 B 및 메틸렌 블루는 각각의 광촉매 상에서 서로 다른 반응 경로를 통해 광분해 반응이 진행되는 것으로 나타났다. 특히 메틸렌 블루의 광분해 반응을 보면, CdZnS/ZnO 광촉매 상에서는 주로 단일분자 형태로 전체 반응이 진행되지만, CdS 상에서는 반응 초기부터 이량체를 형성하였다. 이와 같은 결과들은 CdS 및 CdZnS/ZnO 각각의 반도체 광촉매들의 전도대의 띠끝 전위 차이와 염료들의 흡착 특성 차이에 기인한 것으로 판단된다.

• 한국가스학회지
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• 제16권6호
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• pp.143-147
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• 2012

티타니아($TiO_2$) 나노분말의 우수한 광촉매 활성은 이를 친환경 소재로서 많은 주목을 받도록 하였다. 특히, 최근 들어 이러한 $TiO_2$의 광촉매 활성을 향상시키기 위하여 $TiO_2$ 나노분말에 금속 혹은 비금속 원소를 도핑하는 방법이 널리 시도되고 있다. 화염법, 화학기상합성법, 졸-젤법, 공침법, 이온 주입법 등 다양한 방법들이 사용되고 있으며 합성법에 따라 원소들의 도핑 거동이 달라지므로 $TiO_2$의 전자구조 및 표면성질들이 합성법의 영향을 받게 되며 광촉매 활성 역시 달라진다. $TiO_2$의 광촉매 활성은 합성법 자체에 영향을 받는 것 외에 후속의 열처리에 의해서도 달라질 수 있다. 본 연구에서는 우수한 광촉매 활성을 가진 $TiO_2$ 나노분말 소재를 제조하기 위하여 화학기상합성법(chemical vapor synthesis, CVS)으로 텅스텐(W) 원소가 도핑된 $TiO_2$ 나노분말을 제조하고 물성 및 광촉매 특성을 조사하였다. 일부의 $TiO_2$ 나노분말은 $300^{\circ}C{\sim}700^{\circ}C$ 범위에서 열처리한 후 물성 및 광촉매 특성의 변화를 조사하였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제31권5호
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• pp.1128-1134
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• 2010

Nanocarbon supported Fe/$TiO_2$ composite catalysts were prepared using CNTs (carbon nanotubes) and $C_{60}$ (fullerene) as nanocarbon sources by a modified sol-gel method. The Fe/$TiO_2$-nanocarbon composites were characterized by the BET surface area, scanning electron microscope (SEM), Transmission Electron Microscope (TEM), X-ray diffraction (XRD), energy dispersive X-ray (EDX) and UV-vis spectra. In comparison with non-nanocarbon doped Fe/$TiO_2$ composites, the nanocarbon supported Fe/$TiO_2$ composites had higher absorption ability with a larger specific surface area, and showed higher photocatalytic activity during the degradation of methylene blue (MB) under visible light. The reasons for the obvious increase of photocatalytic activity indicated that the photoactivity not only benefits from nanocarbon introduced, but also relates to the cooperative effect of the Fe as a dopant.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제33권9호
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• pp.2910-2916
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• 2012

Cadmium sulphide (CdS) nanorods were prepared by a single precursor thermal decomposition (SPTD) method. The formation of CdS nanorods and their structure, morphology and elemental composition were studied by means of FT-IR, XRD, FE-SEM, HR-TEM and EDAX analysis. Photoluminescence (PL) and lifetime measurements were recorded to study the luminescence properties of the material. The PL spectrum of the CdS nanorods showed one broad peak and four shoulders and the cause for this emission was discussed. The PL emissions from the band edge and deep trap state of the CdS nanorods were studied by lifetime measurements. Further, the synthesized CdS nanorods showed an increase in efficiency of photocatalytic degradation of methylene blue (MB) and rhodamine B (RhB). The increase in the photocatalytic activity was attributed to the mixed phase of the CdS nanorods.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제35권6호
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• pp.1794-1798
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• 2014

Graphitic g-$C_3N_4-WO_3$ composite was synthesized simply by decomposing melamine in the presence of $WO_3$ at $500^{\circ}C$. The obtained material was characterized by XRD, SEM, IR and XPS. The results showed that the as-prepared composite exhibits orthorhombic $WO_3$ phase coated by g-$C_3N_4$ and the g-$C_3N_4$ decomposed completely with N-doped $WO_3$ remaining at elevated calcination temperatures. The photocatalytic activity of the composite was evaluated by the photodegradation of methylene blue under visible light. An enhancement in photocatalytic activity for the graphitic g-$C_3N_4-WO_3$ composite compared to the conventional nitrogen-doped $WO_3$ was observed, which can be attributed to the presence of g-$C_3N_4$ in the material.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권12호
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• pp.3671-3676
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• 2013

A series of carbon nanotube, $C_{60}$, and graphene modified $TiO_2$ nanocomposites were prepared by hydrothermal method. X-ray diffraction, $N_2$ adsorption, UV-Vis spectroscopy, photoluminescence, and Electrochemical impedance spectra were used to characterize the prepared composite materials The results reveal that incorporating $TiO_2$ with carbon materials can extend the adsorption edge of all the $TiO_2$-carbon nanocomposites to the visible light region. The photocatalytic activities were tested in the degradation of 2,4,6-trichlorophenol (TCP) under visible light. No obvious difference in essence was observed in structural and optical properties among three series of carbon modified $TiO_2$ nanocomposites. Three series of carbon materials modified $TiO_2$ composites follow the analogous tentative reaction mechanism for TCP degradation. GR modified $TiO_2$ nanocomposite exhibits the strongest interaction and the most effective interfacial charge transfer among three carbon materials, thus shows the highest electron-hole separation rate, leading to the highest photocatalytic activity and stability.

• 한국환경과학회지
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• 제21권4호
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• pp.411-419
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• 2012

In this study, Ibuprofen (IBP) degradation by the photo catalytic process was investigated under various parameters, such as UV intensity, optimum dosage of $TiO_2$, alkalinity, temperature and pH of bulk solution. The pseudo-first order degradation rate constants were in the order of $10^{-1}$ to $10^{-4}min^{-1}$ depending on each condition. The Photocatalytic IBP degradation rate increased with an increase in the applied UV power. At high UV intensity a high rate of tri-iodide ($I_3{^-}$) ion formation was also observed. Moreover, in order to avoid the use of an excess catalyst, the optimum dosage of catalyst under the various UV intensities (30 and 40 W/L) was examined and ranged from approximately 0.1 $gL^{-1}$. The photo catalytic IBP degradation rate was changed depending on the alkalinity and temperature and pH in the aqueous solution. This study demonstrated the potential of photo catalytic IBP degradation under different conditions.