• 제목/요약/키워드: $TiO_2$-CdS photocatalyst

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초임계 유체법으로 제조한 TiO2 및 TiO2-CdS계 광촉매의 분해물성 연구 (Photocatalayst and Decomposition Properties of TiO2 and TiO2-CdS Powders Prepared by Supercritical Fluid Method)

  • 전일수;황수현;박상준;길현식;조승범;전명석;임대영
    • 한국세라믹학회지
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    • 제41권6호
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    • pp.481-484
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    • 2004
  • 본 연구에서는 촉매적 활성이 높은 물질로 예상되는 TiO$_2$와 TiO$_2$-CdS계 분말을 초임계 유체법으로 제조하였다. 제조된 TiO$_2$ 광촉매 분말들은 결정질 아나타제로서 비표면적이 넓은 초미립의 구형이었다. 초임계 유체법으로 제조된 TiO$_2$ 광촉매는 유해 유기물인 DCA(Dichloroactic Acid)의 광분해반응의 실험 결과 기존 광촉매 보다 우수한 물성을 보였다.

TiO2/CdS 복합광촉매의 밴드갭 에너지 특성과 광촉매 효율 (Photocatalytic Efficiency and Bandgap Property of the CdS Deposited TiO2 Photocatalysts)

  • 이종호;허수정;윤정일;김영직;서수정;오한준
    • 한국재료학회지
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    • 제29권12호
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    • pp.790-797
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    • 2019
  • To improve photocatalytic performance, CdS nanoparticle deposited TiO2 nanotubular photocatalysts are synthesized. The TiO2 nanotube is fabricated by electrochemical anodization at a constant voltage of 60 V, and annealed at 500 for crystallization. The CdS nanoparticles on TiO2 nanotubes are synthesized by successive ionic layer adsorption and reaction method. The surface characteristics and photocurrent responses of TNT/CdS photocatalysts are investigated by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), UV-Vis spectrometer and LED light source installed potentiostat. The bandgaps of the CdS deposited TiO2 photocatalysts are gradually narrowed with increasing of amounts of deposited CdS nanoparticles, which enhances visible light absorption ability of composite photocatalysts. Enhanced photoelectrochemical performance is observed in the nanocomposite TiO2 photocatalyst. However, the maximum photocurrent response and dye degradation efficiency are observed for TNT/CdS30 photocatalyst. The excellent photocatalytic performance of TNT/CdS30 catalyst can be ascribed to the synergistic effects of its better absorption ability of visible light region and efficient charge transport process.

초임계 유체법에 의한 TiO2 및 TiO2-CdS계 광촉매 제조에 관한 연구 (Preparation of TiO2 and TiO2-CdS Photocatalayst Using the Supercritical Fluid Method)

  • 김종하;박상준;황수현;정용진;전일수;조승범;전명석;임대영
    • 한국세라믹학회지
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    • 제40권12호
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    • pp.1220-1223
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    • 2003
  • 본 연구에서는 반도체 성질을 지닌 TiO$_2$ 분말과 촉매적 활성이 높은 물질로 예상되는 TiO$_2$-CdS계 분말을 초임계 유체법으로 제조하였다. 초임계유체법을 이용하여 제조된 미 분말들은 2-3$mu extrm{m}$ 크기의 응집체였고, 20nm크기의 아주 미세한 1차 입자들로 이루어져있었다. 또한 초임계 유체법으로 어떤 열처리 없이도 아나타제 결정질 분말을 얻을 수 가 있었다.

유기용매상에서 제조된 수소제조용 CdS-TiO2 나노복합 광촉매의 특성 연구 (Photoelectrochemical and Hydrogen Production Characteristics of CdS-TiO2 Nanocomposite Photocatalysts Synthesized in Organic Solvent)

  • 장점석;소원욱;김광제;문상진
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제13권3호
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    • pp.224-232
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    • 2002
  • CdS-$TiO_2$ nano-composite sol was prepared by the sol-gel method in organic solvents at room temperature and further hydrothermal treatment at various temperatures to control the physical properties of the primary particles. Again, CdS-$TiO_2$ composite particulate films were made by casting CdS-$TiO_2$ sols onto $F:SnO_2$ conducting glass and then heat-treatment at $400^{\circ}C$. Physical properties of these 61ms were further controlled by the surface treatment with $TiCl_4$, aqueous solution. The photo currents and hydrogen production rates measured under the experimental conditions varied according to the $CdS/[CdS+TiO_2]$ mole ratio and the mixed-sol preparation method. For $CdS-TiO_2$ composite sols prepared in IPA, CdS particles were homogeneously surrounded by $TiO_2$ particles. Also, the surface treatment with $TiCl_4$ aqueous solution caused a considerable improvement in the photocatalytic activity, probably as a result of close contacts between the primary particles by the etching effect of $TiCl_4$. It was found that the photoelectrochemical performance of these particulate films could be effectively enhanced by this approach.

수소제조에 관한 박막형 CdS-TiO2 복합 광촉매계의 표면처리 효과 (Effect of Surface Treatment of CdS-TiO2 Composite Photocatalysts with Film Type on Hydrogen Production)

  • 장점석;소원욱;김광제;문상진
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제13권1호
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    • pp.34-41
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    • 2002
  • CdS and $TiO_2$ nanoparticles were made by the precipitation method and sol-gel method, respectively, and they were mixed mechanically and then treated with the hydrothermal processing. CdS-$TiO_2$ composite particulate films were thus prepared by casting CdS-$TiO_2$ mixed sol onto $SnO_2$ conducting glass and a subsequent heat-treatment at $400^{\circ}C$. Again, the physico-chemical and photoelectrochemical properties of these films were controlled by the surface treatment with $TiCl_4$ aqueous solution. The photocurrents and the hydrogen production rates measured under the present experimental conditions varied in the range of $3.5{\sim}4.5mA/cm^2$ and $0.3{\sim}1.8cc/cm^2$-hr, respectively, and showed the maximum values at the $CdS/[CdS+TiO_2]$ mole ratio of 0.2. Also, the surface treatment with $TiCl_4$ aqueous solution caused a considerable improvement in the photocatalytic activity, Probably as a result of close contacts between the primary particles by the etching effect of $TiCl_4$ It was found that the photoelectrochemical performance of these particulate films could be effectively enhanced by this approach.

CdS/Titania-나노튜브 복합 막을 이용한 광촉매적 수소제조 (CdS-Titania-Nanotube Composite Films for Photocatalytic Hydrogen Production)

  • 이현미;소원욱;백진욱;공기정;문상진
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제18권3호
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    • pp.230-237
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    • 2007
  • 알칼리 수열합성법에 의해 높은 비표면적을 갖는 티타니아 나노튜브(TiNT)를 합성하였다. 가시광용 광촉매로서의 응용성을 조사하기 위해 CdS 나노입자와 조성(r=TiNT/(CdS+TiNT))을 바꿔가며 일련의 무기 복합필름을 제조하였다. 또한 비교를 위해 티타니아 나노튜브 대신 티타니아 나노입자와 CdS로 구성된 복합체를 역시 제조하였다. 합성된 티타니아 나노튜브는 $200^{\circ}C$ 이상의 소결온도에서 부분적으로 튜브 구조의 붕괴가 시작되었지만, CdS와의 복합체는 $450^{\circ}C$ 까지도 비교적 안정한 구조를 유지하였다. (CdS+TiNT)복합필름은 티타니아 나노입자 복합계와 비교할 때 가시광 흡수 측면에서는 유사한 정도를 나타내었지만, 수소생산 활성과 광전류 발생은 오히려 훨씬 낮은 값을 나타내었다. 결과적으로, 티타니아 나노튜브는 그의 높은 비표면적에도 불구하고 자기들끼리의 응집성이 강하여 CdS와의 전기적 상호작용이 약하며, 특히 얇은 튜브벽 두께(${\sim}3nm$)와 낮은 결정성에 기인하는 약한 광전류 특성은 이의 광촉매로서의 응용성을 상당히 제한하는 요소로 나타났다.

지방족 탄화수소의 할로겐 유도체 수용액의 광촉매-광분해 (Photodegradation of Halogen Derivatives of Aliphatic Hydrocarbon in Aqueous Photocatalytic Suspensions)

  • 전진;정학진;김해진;김삼혁
    • 한국환경과학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.75-88
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    • 1997
  • The rates of photodegradation, reactivities, and mechanisms of photooxidation for the aqueous solution containing with halogen derivatives of aliphatic hydrocarbons have been discussed with respect to the kinds of photocatalysts, concentration of photocatalytlc suspensions, strength of radiant power, time of illumination, changes of pH of substrate solution, wavelength of radiation, and pressure of oxygen gas saturated In the solution. These aqueous solutions suspended with 0.5 $gL^{-1}$ $TiO_2$ powder have been photodecomposed in the range of 100 and 93.8% per 1 hour if it is illuminated with wavelength (λ $\geq$ 300nm) produced from Xe-lamp(450W). The photocatalytic abilities have been increased In the order of $Fe_2O_3$ < CdS < $CeO_2$ < Y_2O_3$ <$TiO_2$, and rates of photodegradation for the solution have maldmum values in the condition of pH 6 ~ 8 and 3 psi-$O_2$ gL^{-1}$. These rates for the Photoolddation Per 1 hour were dependent on the size of molecular weight and chemical bonding for organic halogen compounds and the rates of photodegadation were increased in the order of $C_2H_5Br$ < CH_2Br_2$ < C_5H_11Cl C_2H_4Cl_2$ < tracts-$C_2H_2Cl_2$ < cis-C_2H_2Cl_2$ The T_{1/2}$ and t99% for these solutions were 5~21 and 40~90 minutes. respectively, and these values were coincided with Initial reaction kinetics(ro). It was found that reaction of photodegradation has the pseudo first-order kinetics controlled by the amount of $h^+_{VB}$ diffused from a surface of photocatalysts.

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이산화티탄과 UV-B 수준에 따른 벼 생육과 프로테옴 해석 (Proteomic Analysis and Growth Responses of Rice with Different Levels of Titanium Dioxide and UV-B)

  • 홍성창;신평균;장안철;이기상;이철원;우선희
    • 한국작물학회지
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    • 제52권1호
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    • pp.69-80
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    • 2007
  • 태양광과 반응하여 독특한 광화학적 작용을 하는 이산화티탄($TiO_2$)을 벼 잎 표면에 처리하였을 때 벼 엽신의 광합성 대사에 대한 영향을 검토하고 프로테옴 분석을 통해 생리변화를 구명하고자 수행한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 광합성유효파장이 $2,400\;{\mu}mol\;m^{-2}\;s^{-1}$$2,200\;{\mu}mol\;m^{-2}\;s^{-1}$ 배치구에서 이산화티탄 10, 20 ppm 처리는 광적응상태의 엽록소형광지수(Yield)를 낮추었고 $450\;{\mu}mol\;m^{-2}\;s^{-1}$ 처리구는 엽록소형광지수를 높였다. 2. 노지조건인 PAR $2,400\;{\mu}mol\;m^{-2}\;s^{-1}$ 배치구에서 광합성 명반응의 상대전자전달율은 이산화티탄 10 ppm 처리에서 평균 45 %, 무처리 32.4 %, diuron 10 ppm 처리구에서 15.3%로 이산화티탄 처리는 광합성 명반응의 상대전자전달율을 높였다. 3. UV-B 4.9, $0.6\;KJ\;m^{-2}\;day^{-1}$ 배치구에서 이산화티탄 처리로 초장이 증가하였고 UV-B $0.15\;KJ\;m^{-2}\;day^{-1}$ 배치구에서 초장은 증가하고 건물중은 감소하였다. 4. 광합성은 노지의 UV-B 조건인 $13.6\;KJ\;m^{-2}\;day^{-1}$ 배치구에서 이산화티탄 처리로 종가하였고 UV-B 4.9, 0.6, $0.15\;KJ\;m^{-2}\;day^{-1}$ 배치구는 다소 증가하였으나 통계적으로 유의한 차이는 나타내지 않았다. 5. 이산화티탄 처리 후 자연광 중의 UV-B를 99% 차단하여 저수준으로 조절한 결과 68%의 단백질 발현이 감소하였고 각각 16%의 단백질 발현이 증가 또는 신생 합성되었다. 6. 이산화티탄 20 ppm 처리 후 자연광 중의 UV-B를 99% 차단시켰을 때 주로 광합성 Calvin cycle에서 $CO_2$ 결합을 촉매하는 결정구조 Rubisco의 chain E 발현이 감소하였다.