일상적인 화학제품들의 사용량이 증가함에 따라 사용되었던 염료 폐기물 처리 또한 중요한 환경 적인 문제로 대두되었다. 이러한 염료폐기물은 광촉매를 이용하여 분해시킬 수 있는데, 졸-겔 기술을 활용 하면 매우 비용 효율적으로 광촉매를 합성할 수 있다. 졸-겔 기술은 나노스케일의 막 형성에도 상당히 유 용하며 간단하게 다층구조를 형성할 수도 있다. 본 연구에서는 다양한 염료 분해에 효과가 있는 산화아연 (ZnO) 이용하여 다중 회전도포 방법으로 다층구조(3층, 5층)를 가진 ZnO 막을 형성하였다. 성능비교를 위해 단일 회전도포 방법에 의한 단층구조를 가진 ZnO 막을 대조군으로 준비하였다. X선 회절분석기 및 에너지 분산 X선 분광계를 이용하여 ZnO의 구조 및 원소분석을 수행하였고, 주사전자현미경을 통해 나노 선같은 표면형상을 관찰할 수 있었다. 추가적으로 UV-Vis 분광광도계를 활용하여 자외선의 흡수도를 측정 하였다. 5층구조를 가진 ZnO 막이 단층 구조를 가진 ZnO 막에 비해 모의 메틸렌 블루를 49% 더 많이 분해하였다. 결론적으로, 다층구조를 가진 ZnO 는 메틸렌블루 염료를 더욱 효과적으로 분해하는 광촉매로 써 유용하다는 알 수 있었다.

광촉매는 물에서 유기 염료를 분해하는 친환경적 기술이다. 산화 텅스텐은 이산화 티타늄에 비해 더 작은 밴드갭을 지니고 있어 광촉매 나노물질로서 활발히 연구되고 있다. 계층적 구조의 합성, 백금 도핑, 나노 복합물 또는 다른 반도체 와의 결합 등이 광촉매 분해 효율을 향상시키는 방법들로 연구되고 있다. 이들 방법들은 광 파장의 적색편이를 유도하여 전자 이동, 전자-정공 쌍의 형성과 재결합에 영향을 미친다. 산화 텅스텐의 형태 개질을 통해 앞서 언급한 광촉매 분해 효율을 향상시키는 방법들과 합성에 대해 분석하였으며 금속 산화물과 탄소 복합재를 결합하는 방법이 새로운 물질의 합성이 필요 없으며 가장 효율적인 방법으로 조사되었다. 이러한 광촉매 기술은 수처리 분리막기술과 모듈화하여 정수처리 목적으로 사용 될 수 있다.

Composites of P25 TiO2 and hexagonal WO3 nanorods are synthesized through ball-milling in order to study photocatalytic properties. Various composites of TiO2/WO3 are prepared by controlling the weight percentages (wt%) of WO3, in the range of 1–30 wt%, and milling time to investigate the effects of the composition ratio on the photocatalytic properties. Scanning electron microscopy, x-ray diffraction, and transmission electron microscopy are performed to characterize the structure, shape and size of the synthesized composites of TiO2/WO3. Methylene blue is used as a test dye to analyze the photocatalytic properties of the synthesized composite material. The photocatalytic activity shows that the decomposition efficiency of the dye due to the photocatalytic effect is the highest in the TiO2/ WO3 (3 wt%) composite, and the catalytic efficiency decreases sharply when the amount of WO3 is further increased. As the amount of WO3 added increases, dye-removal by adsorption occurs during centrifugation, instead of the decomposition of dyes by photocatalysts. Finally, TiO2/WO3 (3 wt%) composites are synthesized with various milling times. Experimental results show that the milling time has the best catalytic efficiency at 30 min, after which it gradually decreases. There is no significant change after 1 hour.

PURPOSES : About 35% of air pollutant is occurred from road transport. NOx is the primary pollutant. Recently, the importance of NOx removal has arisen in the world. TiO2 is very efficient for removing NOx by photocatalytic reaction. The mechanism of removing NOx is the reaction of photocatalysis and solar energy. Therefore, TiO2 in concrete need to be contacted with solar radiation to be activated. In general, TiO2 concrete are produced by substitute TiO2 as a part of concrete binder. However, 90% of TiO2 in the photocatalysis can not contacted with the pollutant in the air and solar radiation. Coating and penetration method are attempted as the alternative of mixing method in order to locate TiO2 to the surface of structure. METHODS : The goal of this study was to attempt to locate TiO2 to the surface of concrete, so we can use the concrete in pavement construction. The distribution of TiO2 along the depth were confirmed by basing on the comparison of TiO2 compare by using the EDAX(Energy Dispersive X-ray Spectroscopy). RESULTS : TiO2 were distributed within 3mm from concrete surface. This distribution of TiO2 is desirable, since the TiO2 induce photocatalysis are located to where they can be contacted with the air pollutant and solar radiation. CONCLUSIONS : Nano size TiO2 is easily penetration in the top 3mm of concrete surface. By the penetration TiO2 concrete can be produced with the use of only 10% of TiO2, by comparing the mixing types.

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 TiO2 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, TiO2 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 TiO2 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/m2-h에서 정밀여과를 수행하였을 때 TiO2나 산화철에 의한 막오염은 거의 일어나지 않았고 안정된 막투과도를 나타내었다.

In the present study, imbedded copper matrix powders have been successfully prepared from the () composite salt solution. The composite powders were formed by drying the solution at 200~40 in the hydrogen atmosphere. Photocatalytic characteristics was evaluated by detecting TOC (total organic carbon) amount with TOC analyzer (model 5000A Shimadzu Co). Phase analysis of composite powders was carried out by XRD, DSC and powder size was measured with TEM. The mean particle size of composite powders was about 100 nm and a few zinc and copper oxide phases was included. The reduction ratio of TOC amount was 60% by the composite powders under the UV irradiation for 8 hours

양극산화법을 이용하여 광촉매 특성을 나타내는 TiO2 피막을 제조하고 염료의 분해반응을 통하여 광분해 효율을 조사하였다 양극산화법에 의해 제조된 산화피막은 모두 광촉매 분해특성이 있었으며 양극산화의 조건에 따라서 TiO2 피막의 성장거동과 피막 형태에 차이가 나타났다. 황산용액에서 양극산화된 TiO2 피막은 불규칙적 인 입자모양으로 anatase와 rutile이 혼합된 조직이었으며, 인산이 첨가된 혼합용액에서 형성된 TiO2는 anatase로 셀 모양의 피막형태로 생성되었다. 광촉매 특성에 적합한 양극산화의 인가 전압은 180V인 것으로 나타났다.

Enhancing with non-metallic elemental nitrogen(N) is one of several methods that have been proposed to modify the electronic properties of bulk titanium dioxide(TiO2), in order to make TiO2 effective under visible-light irradiation. Accordingly, current study evaluated the feasibility of applying visible-light-induced TiO2 enhanced with N element to cleanse aromatic compounds, focusing on xylene isomers at indoor air quality(IAQ) levels. The N-enhanced TiO2 was prepared by applying two popular processes, and they were coated by applying two well-known methods. For three o-, m-, and p-xylene, the two coating methods exhibited different photocatalytic oxidation(PCO) efficiencies. Similarly, the two N-doping processes showed different PCO efficiencies. For all three stream flow rates(SFRs), the degradation efficiencies were similar between o-xylene and m,p-xylene. The degradation efficiencies of all target compounds increased as the SFR decreased. The degradation efficiencies determined via a PCO system with N-enhanced visible-light induced TiO2 was somewhat lower than that with ultraviolet(UV)-light induced unmodified TiO2, which was reported by previous studies. Nevertheless, it is noteworthy that PCO efficiencies increased up to 94% for o-xylene and 97% for the m,p-xylene under lower SFR(0.5 L min-1). Consequently, it is suggested that with appropriate SFR conditions, the visible-light-assisted photocatalytic systems could also become important tools for improving IAQ.