논문 상세보기
메조포러스 공극구조를 갖는 광촉매 멤브레인은 다양한 환경기술에 적용될 수 있다. 본 연구에서는 TiO2 층을 형 성시킨 광촉매 반응기용 세라믹 멤브레인을 개발하고 이를 염색용액 처리에 적용하였다. 높은 공극률과 균질성을 지닌 TiO2 광촉매층을 그라프트 공중합체를 사용하여 제조하였다. 멤브레인은 광촉매 반응기와 멤브레인 여과를 결합시킨 하이브리드 광촉매 반응기에 성공적으로 적용하였다. 실험결과 정렬된 구조의 TiO2 층이 Al2O3 지지체에 형성되었다. TiO2 층 형성 후 제조된 세라믹 분리막의 순수 투과도는 형성된 광촉매 층 저항으로 감소하였다. 정렬된 구조의 TiO2 층은 UV 결합 시 5시간 안에 완벽한 염색용액 분해를 달성시킬 수 있었다. 광촉매 멤브레인의 염색용액 분해는 Langmuir-Hinshelwood 흡착 모델로 잘 설명할 수 있었다. 또한 TiO2 층이 고정화된 세라믹 멤브레인의 model Congo Red에 대한 1차 속도상수는 Al2O3 지지체 단독인 경우에 비해 약 6배 정도 큰 값을 나타내었다(0.0081 vs. 0.0013 min-1).
Fabricating photocatalytic composite membrane with a mesoporous and tailored morphological structure would have significant implication for environmental remediation. In this study, we reported hybrid TiO2 immobilized photocatalytic membrane and its application for the treatment of dye solution. Photocatalytic film with high porosity and homogeneity was fabricated by graft copolymer as polymer template. Hybridization of membrane filtration with photocatalysis was successfully achieved by photocatalytic membrane reactor developed. Result showed that membrane permeability was significantly reduced after immobilizing the TiO2 film on bare Al2O3 support. The membrane characterization indicated that well organized TiO2 film was successfully formed on Al2O3 support. Benefiting from the controlled morphology of TiO2 film, the composite membrane exhibited almost complete degradation of organic dye within 5 h of filtration under UV illumination. Langmuir-Hinshelwood model explained degradation of organic dye. First-order rate constant was approximately six times with TiO2 immobilized composite ceramic membrane, higher than the one with the bare Al2O3 support (0.0081 vs. 0.0013 min-1).
2. Experimental
2.1. Fabrication of composite membrane
2.2. Membrane characterization and performance
3. Results and Discussions
3.1. Structural characteristics of membrane
3.2. Water permeation and photocatalytic activities
4. Conclusion
Acknowledgements
Reference
