Abstract
The degradation of humic acid using $TiO_2$ coatings was studied, $TiO_2$ coatings were prepared by dip-coating method. Sol solutions for coating were prepared by mixing the gel, which can be produced by the reaction of $TiOCl_2$ and $NH_4OH$ solution, and hydrogen peroxide solution, and hydrolysis of titanium tetraisopropoxide (TTIP). It was shown from XRD that coatings from sol aged at $100^{\circ}C$ for 18h with titanium peroxo solution were crystallized to anatase in the range of temperatures of $25^{\circ}C$ to $500^{\circ}C$. In contrast, those coated from TTIP were crystallized to anatase at temperature above $400^{\circ}C$. So the sols originated from $TiCl_4$ can be applied for not only on the heat-resistance substrates but on the plastic substrates. Thickness and the quality of the films were dependent on the withdrawing speed, the concentration of sol, and the number of coating. The films showed various interference colors depending on the thickness of them. In the case that the films coated 2 times at withdrawing speed of 2.5cm per minute by 0.2M sol, the films had a transparent light blue color with thickness of around 50nm. It was known from the result of photo-degradation by $TiO_2$ coatings using humic acid that the removal efficiency of $COD_{cr}$ was over 85% after illumination of $UV/H_2O_2$ for 40min. and that of UV/VIS absorbable materials was over 95%.
$TiO_2$ 코팅매체를 이용한 humid acid의 광분해 특성을 조사하였다. $TiO_2$ 코팅은 $TiOCl_2$ 수용액을 암모니아수로 침전시킨 겔을 과산화수소로 용해한 용액 혹은 졸이나 titanium tetraisopropoxide (TTIP)의 가수분해로부터 제조한 졸을 이용하여 dip-coating법으로 제조하였다. Titanium peroxo 용액을 열처리하여 제조한 졸을 이용한 코팅층은 X-선 회절 분석으로부터 $25^{\circ}C{\sim}500^{\circ}C$ 온도 범위에서 모두 anatase형 결정구조를 가지고 있었다. 반면에 TTIP의 가수분해로 생성된 졸로부터 만든 코팅막은 $400^{\circ}C$ 이상에서 anatase의 결정형이 나타났다. 이로부터 titanium peroxo 용액을 열처리하여 제조한 졸은 내열성 및 비내열성 기판에도 결정성 $TiO_2$ 코팅층을 만들 수 있는 장점이 있다. 코팅막의 두께 및 균일성은 인출속도, 코팅졸의 농도 및 코팅 횟수에 영향을 받았으며, 코팅막의 두께에 따라 다양한 간섭색상을 나타냈다. 0.2M 졸을 이용하여 인출속도 2.5cm/min로 2회 코팅했을 경우, 약 50nm 두께의 투명하면서도 균일한 흐린 남색을 띠는 $TiO_2$ 코팅막을 얻을 수 있었다. 이상의 방법으로 직경 0.3cm의 유리구슬에 $TiO_2$ 코팅막을 제조한 후 $580cm^3$의 반응조를 사용하여 $UV/H_2O_2$ 공정으로 humic acid를 40분 동안 광반응시킨 결과, 초기 시료의 $COD_{cr}$ (40ppm) 을 약 85% 이상, 흡광물질을 약 95% 이상 제거하였다.
(Korea Research Institute of Chemical Technology)
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