광촉매에 대해서[메틸렌블루 제거, 광촉매를 이용한 반공화공 실험]

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레포트 > 자연계열
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소개글

광촉매에 대해서[메틸렌블루 제거, 광촉매를 이용한 반공화공 실험]에 대한 자료입니다.

본문내용

1. 서 론

많은 전문가들의 예견을 통하지 않더라도 21세기는 환경이 국민 삶의 질을 좌우할 것이라는 것은 누구나가 공감하는 부분일 것이다. 최근 산업의 급속한 발달과 더불어 유해대기오염물질 (HAP: hazardous airpollutants), 휘발성 유기화합물(VOCs), PAN, 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx)등 유해한 유기 및 무기화합물들에 의한 환경오염은 나날이 심각해져가고 있다. 이에 대한 대책의 일환으로 대기오염물질 및 하천이나 호수, 바다에 유입되는 폐수를 광촉매(Photocatalyst)에 환경친화적 에너지원인 빛을 조사하여 완전하게 분해시키고자 하는 노력이 계속되고 있다.
광촉매는 반도체성의 물질로 밴드갭 에너지 이상의 광을 조사하면, 음전하를 가지는전자와 양전하를 갖는 정공을 생성하고 이들의 강한 환원작용 산화작용에 의해 이온종이나 분자종을 분해시키는 다양한 반응을 일으키게 된다. 광촉매의 강한 산화반응은 실온에서 광조사만으로 유해유기물을 무해한 이산화탄소와 물로의 변환이 가능하며, 환원반응은 수용액중에 이온으로 존재하는 중금속등을 환원하여 분리, 제거를 가능하게 한다.
TiO2는 에너지대가 수소와 산소의 발생전위 영역에 걸쳐있어 산화, 환원 반응이 동시에 가능하다. 그리고 화학적으로 안정하여 산이나 염기에 침식되지 않고, 무독성이고 그 자체의 넓은 응용범위 때문에 가장 활발히 상용화가 진행되고 있다.
광촉매 반응은 무기화합물에 의한 광분해 반응, 즉 안료에 의한 도료의 열화 등으로 오래전부터 알려져 있었으며, 1950년까지 도료의 내구성 증진을 위하여 광촉매 반응을 억제하는 열화방지등이 관련 연구의 주류를 이루어 왔다. 1960년대 중반에 이르러 소련의 Krasnovskij와 Brin이 산화텅스텐, 이산화티탄, 산화아연 등의 분말을 물에 현탁시켜 Fe3+ 이온등을 가한 후, 광을 조사시키면 산소가 발생된다는 사실을 발견하였는데, 이것이 반도체 분말계에 의한 물분해 즉 광촉매에 의한 물분해의 최초 예이다. 그리고 1970년 전후에 산화티탄 전극에 의해 물이 수소와 산소로 분해된다는 사실을 일본의 Fujishima와 Honda가 보고하였다. 이는 혼다, 후지시마 효과로 불리우는데, 당시의 석유파동에 의한 새로운 에너지의 개발이라는 사회적 요구에 부응하여 유망한 태양 에너지 변환 방법 중 하나로 주목 받았다. 이러한 발견은 물을 원료로 하여 태양광에 의해 수소연료를 생성시키는 가능성을 보였기 때문에 많은 연구자들의 관심을 끌었다. 이후에 마이크로화한 반도체 미립자 광촉매가 개발되었으며, 반도체 광촉매를 사용하여 물분해 뿐만 아니라 물과 다양한 유기물의 혼합액에서의 수소 발생이나, 탄산가스의 환원, 질소 고정 및 새로운 유기물 합성 등 다양한 연구가 진행되었다. 현재 이 기술은 태양에너지 이용효율이 낮고 반응을 도중에 중지하는 등의 반응제어가 어렵다는 것 때문에 실용화에 이르지 못했지만 연구개발이 계속되고 있다.

참고문헌

[1] 나노입자 이산화티탄 광촉매의 개발 및 상용화, 신동우, 경상대 재료공학부, p.7

[2] http://mybox.happycampus.com/screenpd/2058729

[3] http://kor.forx.org/upload/download3/report620.pdf

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[5] http://mybox.happycampus.com/boraya84/652157

[6] 화학증착법에 의해 성장된 TiO2박막의 증착기구와 표면형상에 미치는 증착조건의 영향, 황철성, 27권4호, p539, 1989

[7] http://www.enbkorea.com

[8] 가시광에 반응하는 TiO2 광촉매의 제조 및 특성평가, 최재영, 석사학위논문, 금오공과대학교 대학원, p.5 ∼ 17, 2007

[9] http://www.nano-pac.com/tek01.html

[10] http://www.chemexper.com

[11] http://100.naver.com/(네이버 백과사전)

[12] 이온교환과 침전법에 의하여 제조된 TiO2 광촉매의 물성과 광촉매 효과, 이원묵, 한밭대 응용화학공학부 에너지청정기술연구소 p.139

[13] TiO2 박막을 이용한 광촉매반응의 응용, 김영관, 강원대학교 산업 기술연구소 논문집 제17집, 1997, p.251

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