Acid Orange 7과 Methyl Orange의 경우, UV 빛을 조사하고 $TiO_2$ powder를 투여하였을 때 120분 이내에 탈색이 완전히 이루어짐으로써 색도를 80% 이상 제거할 수 있었다. 광촉매량이 증가할수록 촉매표면적이 증가하여 광반응 속도의 증가를 가져오나, 과도한 촉매량의 투입은 오히려 UV 빛의 효과적인 투과를 방해함으로써 광반응 속도를 감소시킨 것으로 사료된다. 초기 pH는 반응 속도에 큰 영향을 미치지 못하는 것으로 나타났으며, Orange II는 Methyl Orange보다 초기 pH에 다소 큰 영향을 받았다. 초기 농도가 낮을수록 초기 반응 속도는 증가하여 염료 분해 속도가 빠름을 알 수 있었다.
본 연구에서는 폴리머 애자의 자가세정 코팅을 위한 소재로써 $TiO_2$ 박막을 실리콘과 유리, 폴리머애자 기판위에 증착하였다. $TiO_2$ 박막은 $TiO_2$ 세라믹 타겟이 부착된 RF 마그네트론 스퍼터링 장치를 이용하여 증착하였다. $TiO_2$ 박막은 스퍼터링의 다양한 공정조건 중 RF 파워의 크기에 따라 100 nm의 두께로 증착하였다. RF 파워에 따라 증착되어진 $TiO_2$ 박막의 접촉각, 표면거칠기등 표면 특성을 확인하였으며, UV-visible등 광학적 특성을 고찰하여, 구조적 특성과의 관계를 고찰하였다.
In this experiment, the oxidations of p-Xylene (140-180 ppmv), one of the air pollutants as a VOC, using $UV/TiO_2$ photocatalyst is studied. In order to increase the specific surface area, the filter is coated by nano $TiO_2$ particles. The photodegradation system consists of a VOCs generator, a photocatalyst filter and a measuring equipment. Illumination is generally provided by two of 20 W black light lamps with 380 nm of wavelength. The filter coated by nano $TiO_2$ particles has a passing efficiency over 80% but a pressure drop of 9.0 $mmH_2O$ at 0.45 cm/s. The filter endurance is better than activated carbon at the same pressure drop.
In this paper, a powerful photocatalyst based on carbon nanocomposite is developed in order to obtain a new material applicable in water treatment and especially for the discoloration of effluents used in the textile industry. For that, TiO2-graphene nanocomposites have been successfully synthesized by a mixture of Functionalized Graphene Sheet (FGS) and tetrachlorotitanium complexes to form FGS-TiO2 nanocomposite. In the presence of an anionic surfactant, we used a new chemical process to functionalize graphene sheets in order to make them an excellent medium for blocking and preventing the aggregation of TiO2 nanoparticles. The components of these nanocomposites are characterized by means of X-ray diffraction (XRD), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Transmission Electron Microscopy (TEM), which confirms the successful formation of the FGS-TiO2 nanocomposite. It was found that the TiO2 nanoparticles were dispersed uniformly on the graphene plane which possesses better charge separation capability than pure TiO2. The FGS-TiO2 nanocomposites exhibited higher photocatalytic activity compared to pure TiO2 for the removal of three dyes: such as Methylene Blue (MB), Bromophenol Blue (BB) and Alizarin Red-S (AR) in water. The removal process was fast and more efficient with FGS-TiO2 nanocomposite in daylight (in the absence of UV irradiation) compared to pure TiO2 nanoparticles without and under UV in all pH range.
음식물쓰레기를 처리하기 위한 3단계 메탄발효시스템으로부터 유출되는 음식물 발효 폐액은 고농도 유기성 폐수이다. 유기성 폐수는 고도처리 시스템에 의해 방류기준에 적합하게 처리되어져야만 한다. 본 연구에서는 유기성 폐수를 처리하기 위해 고효율 $UV/TiO_{2}$ 광촉매 산화공정의 최적 운전 조건을 조사하였다. 첫 번째 공정에서 폐수에 응집제인 $FeCl_{3}$를 전처리 하였으며, 응집을 위한 최적 pH와 응집제의 농도는 각각 pH 4와 2000 mg/L이었다. 이 공정을 통하여 최대 52.6%의 COD가 제거되었다. 두 번째는 $UV/TiO_{2}$ 광촉매 산화공정으로, 최적 운전 조건은 중심파장이 254 nm, 폐수 온도 및 pH가 각각 $40^{\circ}C$와 pH 8, 반응기 주입 공기량이 40 L/min인 것으로 조사되었다. 응집제를 이용한 전처리 공정과 광촉매 산화공정을 병합하여 최적조건에서 폐수를 처리할 경우 T-N과 COD의 제거율은 각각 69.7%와 70.9% 이었다.
The dihydroxy naphthalene/$TiO_2$ complexes with different substitution patterns were prepared by surface modification. X-ray diffraction, UV-Vis spectroscopy, photoluminescence, and X-ray photoelectron spectroscopy were used to characterize the prepared composite materials. The results indicated that the surface modification did not influence the crystallization of $TiO_2$. The visible-light absorbances of prepared dihydroxy naphthalene/$TiO_2$ complexes could be assigned to the ligand-to-metal charge transfer. The obtained catalyst exhibited outstanding photocatalytic activity and stability under visible light. A linear relationship existed between the percentages of hydroxynaphthalenes coordinated on $TiO_2$ surface and $H_2$ production ability. The substitution pattern of dihydroxy naphthalene and $CH_3OH$ content could also influence the photocatalytic performance remarkably. The photocatalytic $H_2$ production ability was further improved after loading with ultra low concentration of Pt, 0.02 wt %. The possible mechanism was proposed.
In this study, the effects of crystalinity, composition and particle size of $TiO_2$ catalysts on the degradations of humic acid in aqueous solution was assessed using the commercially avaliable $TiO_2$ particles. Photocatalytic oxidations of humic acid (HA, Aldrich Co.) solution were carried out in case of adding different types of $TiO_2$ catalysts and their decomposition efficiencies were analyzed with respect to pH, DOC and UV absorbances values for the HA solutions and compared one another. The experimental results showed that $TiO_2$ particles(Degussa P-25) mixed with anataze and rutile gave the highest degradation efficiencies, respectively and much lower degradation efficiency in $TiO_2$ paticles of rutile only type. In comparing among ST series of anataze types, it was observed that the degradation efficiencies generally were increased with increasing $TiO_2$ contents and surface area of the particles. Higher degradation efficiency of HA was also found in zeolite type(D-TZ) of $TiO_2$ paticles compared with hydroxyapatite type (D-TH) of $TiO_2$ particles.
The performance of abiotic degradation of oxadiazon was investigated by applying zerovalent iron(ZVI), potassium permanganate($KMnO_4$) and titanium dioxide($TiO_2$) in the contaminated water. Experimental conditions allowed the disappearance of oxadiazon in the abiotic system. The degradation of this herbicide was monitored in buffer solutions having pH 3, 5 and 7 in the presence of iron powder in which the maximum degradation rate was achieved at acidic condition(pH 3) by 2% of ZVI treatment. The oxidative degradation of oxadiazon was observed in aqueous solution by $KMnO_4$ at pH 3, 7 and 10 in which the highest disappearance rate was found at neutral pH when treated with 2% of $KMnO_4$. The catalytic degradation of oxadiazon in $TiO_2$ suspension was obtained under dark and UV irradiation conditions. UV irradiation enhanced the degradation of oxadiazon in aquatic system in the presence of $TiO_2$. Conclusively, the remediation strategy using these abiotic reagents could be applied to remove oxadiazon from the contaminated water.
양극산화법을 이용하여 광촉매 특성을 나타내는 $TiO_2$ 피막을 제조하고 염료의 분해반응을 통하여 광분해 효율을 조사하였다 양극산화법에 의해 제조된 산화피막은 모두 광촉매 분해특성이 있었으며 양극산화의 조건에 따라서 $TiO_2$ 피막의 성장거동과 피막 형태에 차이가 나타났다. 황산용액에서 양극산화된 $TiO_2$ 피막은 불규칙적 인 입자모양으로 anatase와 rutile이 혼합된 조직이었으며, 인산이 첨가된 혼합용액에서 형성된 $TiO_2$는 anatase로 셀 모양의 피막형태로 생성되었다. 광촉매 특성에 적합한 양극산화의 인가 전압은 180V인 것으로 나타났다.
The present study is the first report of utilizing $TiO_2$ photocatalyst to analytically calibrate the hydroperoxyl radical ($HO_2\;^{\cdot}$). An in-situ calibration method of $HO_2\;^{\cdot}$ is proposed for air monitoring by using an 2-methyl-6-(pmethoxyphenyl)- 3,7-dihydroimidazo-[1,2-a]pyrazin-3-one (MCLA)-chemiluminescence (CL) technique. In this method, $HO_2\;^{\cdot}$($pK_a$ = 4.80) is produced by the ultraviolet (UV) photolysis of immobilized $TiO_2$ using a constant flow rate of air equilibrated water, in which $HO_2\;^{\cdot}$ is controlled by using various lengths of knotted tubing reactor (KTR). The principle of the proposed calibration is based on the experimentally determined halflife ($t_{1/2}$) of $HO_2\;^{\cdot}$ and its empirically observed pH-dependent rate constant, $k_{obs}$, at a given pH. The concentration of $HO_2\;^{\cdot}$/$O_2\;^{\cdot}$− is increased as pH increases. This pH dependence is due to the different disproportionative reactivities between $HO_2\;^{\cdot}$/$O_2\;^{\cdot}$− and $HO_2\;^{\cdot}$/$O_2\;^{\cdot}$−. Experimental results indicate the practical feasibility of the approach, producing very promising method.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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