The Photocatalytic Decomposition of Trichloroethylene(TCE) with $TiO_2$

$TiO_2$광촉매를 이용한 Trichloroethylene(TCE)의 광분해 반응

The photocatalytic degradation of trichloroethylene(TCE) in water on various types of$TiO_2$ was studied. Surface properties of $TiO_2$were characterized by XRD, SEM, and BET in our previous work(23) . $TiO_2$from Aldrich has 100$\%$pure anatase, TiO$_2$from KIER has 100$\%$ pure rutile structure, and P25-TiO$_2$from Degussa has mixed structure of anatase(75$\%$) and rutile(25$\%$) . Firstly, optimum conditions for TCE degradation were examined in this study. Results showed that optimum loading amount of catalyst was 0.1 wt% and recirculation flow rate of mixture(distilled water and TCE) was 200 cc/min. Secondly, the effect of $TiO_2$structure on TCE degradation was examined. Results revealed that anatase structure generally has better photocatalytic activity than rutile structure. Especially, mixed structure(Degussa P25-$TiO_2$) has the highest activity due to small particle size and large specific surface area.

Trichloroethvlene(TCE)의 수용액 내에서 광분해 반응을 연구하였다. 광촉매 TiO₂의 표면특성은 XRD, SEM 및 BET를 사용하여 선행연구[23]에서 고찰하였으며 Aldrich TiO₂는 100% anatase, Degussa 에서 제조한 P25-TiO₂는 75% anatase와 25% rutile의 혼합구조(structure)를 가짐을 알 수 있었다. 본 연구에서는 TCE 분해반응의 최적조건을 선정하기 위하여 광촉매의 사용량, 분해반응시 혼합용액의 순환유속, TCE의 초기농도 및 광촉매 TiO₂의 구조가 광분해 반응에 미치는 영향을 자세히 고찰하였다. 실험결과 증류수 1 L를 기준으로 무게비 0.1 wt%의 광촉매를 사용하여 증류수와 TCE의 혼합용액을 200 cc/min로 순환시켰을 때 분해활성이 가장 좋음을 알 수 있었으며 일반적으로 anatase 구조가 rutile구조를 가진 광촉매 보다 높은 활성을 보였다. 특히 anatase와 rutile의 혼합구조를 가진 Degussa P25-TiO₂가 가장 좋은 활성을 보였으며 이는 작은 입자크기와 큰 비표면적에 기인한 결과로 보인다.