• 대한환경공학회지
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• 제28권8호
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• pp.872-877
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• 2006

하루 중 대부분의 시간을 실내에서 보내는 생활패턴으로 인해 실내오염물질의 영향에 대한 관심이 증가하고 있는 실정이다. 이러한 오염물질은 다양한 실내장식물로부터 배출되고 있으며 실내에서 생활하는 시간이 많기 때문에 비록 저농도로 배출된다 하더라도 그 영향은 간과될 수 없을 것이다. 하지만 국내 현실은 실내오염물질에 대한 제도적 기반이 미흡하며 실내오염물질이 발생될 경우 저감 방안에 대한 연구가 부족한 실정이다. 따라서 본 연구는 실내오염물질의 하나인 포름알데히드를 대상으로 광촉매와 인공자외선을 사용하여 실내에서의 저감특성을 파악하였으며 또한 인공자외선의 대안으로 실내에서 형광등을 켜고 생활하는 시간이 많은 점을 고려하여 광촉매/형광등의 실험을 통해 실내 환경정화에 형광등의 잠재적인 사용가능성을 파악하고자 하였다. 실험결과 광촉매량, 반응면적이 증가할수록 포름알데히드의 제거율도 증가하였다. 광원으로 $UV_{254}$ 램프를 사용할 때가 형광등을 사용할 때보다 효과적이었으나 형광등을 사용한 경우도 일정수준의 포름알데히드의 제거가 가능하였으며 반응시간이 증가할수록 제거율은 증가하기 때문에 실내에서 형광등을 켜고 생활하는 시간이 길다는 점을 고려할 때 형광등을 이용할 경우도 실내환경에서 포름알데히드의 제거가 가능할 것으로 판단된다.

• 공업화학
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• 제21권1호
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• pp.29-33
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• 2010

본 연구에서는 여러 가지 열처리 온도에서 다성분 도핑에 의한 광촉매의 밴드갭 저감 및 가시광 광분해 효과를 알아보고자 tetraethylammonium tetrafluoroborate (TEATFB)로 B, C, N, F 등이 동시에 도핑된 $TiO_{2}$ 광촉매를 제조하였다. 도핑된 $TiO_{2}$ 광촉매가 가시광선영역에서 분해되는 정도를 확인하기 위해서 태양광에 조사하여 rhodamine B와 acridine orange로 염료분해 실험을 수행하였다. XRD 결과 $800^{\circ}C$ 이하에서 열처리된 $TiO_{2}$ 광촉매는 anatase 구조가 존재하고 있음을 알 수 있었다. XPS 분석을 통하여 광활성에 영향을 미치는 B, C, N, F의 결합구조를 확인하였고 UV-DRS 결과로부터 다성분 도핑된 $TiO_{2}$ 광촉매의 밴드 갭이 2.98 eV로 줄어든 것을 알 수 있었다. 다성분 도핑 $TiO_{2}$의 태양광 조사에 의한 UV-Vis 결과에서 acridine orange에 대한 광분해 효과가 도핑되지 않은 샘플에 비해 1.61배 증가함을 알 수 있었다. 특히, 다성분이 동시 도핑되고 $700^{\circ}C$에서 열처리된 샘플이 acridine orange과 rhodamine B 두 가지 염료 모두에서 가장 좋은 광분해 효과를 보여 주었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제34권1호
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• pp.50-57
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• 2017

금속산화물 반도체 중 하나인 산화아연은 인체에 무해하고 친환경적이며, 우수한 화학적, 열적 안정성의 특성을 지니며 3.37 eV의 넓은 밴드갭 에너지와 60 meV의 높은 엑시톤 바인딩 에너지로 인해 태양전지, 염료페기물의 분해, 가스센서 등 다양한 분야에 응용이 가능한 물질이다. 산화아연은 입자 형상 및 결정성의 변화에 따라 광촉매 활성이 변하게 된다. 따라서, 다양한 실험변수와 첨가제를 사용하여 입자를 합성하는 것이 매우 중요하다. 본 논문에서는 마이크로파 수열합성법을 사용하여 산화아연을 합성하였다. 전구체로는 질산아연을 사용하였고, 수산화나트륨을 사용하여 용액의 pH를 11로 조정하였다. 첨가제로는 계면활성제인 에탄올아민, 세틸트리메틸암모늄브로마이드, 소듐도데실설페이트, 솔비탄모노올레이트를 첨가하였다. 합성된 입자는 별모양, 원추형, 씨드형태, 박막형태의 구형의 형상을 보였다. 합성된 산화아연의 물리 화학적 특성은 XRD, SEM, TGA을 통하여 확인하였고, 광학적 특성은 UV-vis spectroscopy, PL spectroscopy, Raman spectroscopy으로 확인하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제23권5호
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• pp.241-245
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• 2013

입상(대나무)활성탄 상에 나노 $TiO_2$ 결정을 담지 즉 분말코팅 하였다. 이와 같이 $TiO_2$ 담지된 활성탄 복합체의 광촉매 활성도는 자외선 조사를 통한 메틸렌블루 수용액의 분해를 통해 측정하였다. 저온 수열합성법(${\leq}200^{\circ}C$, pH 11)을 통해 광학적 촉매활성도가 높은 $TiO_2$를 활성탄 상에 담지 할 수 있었으며, BET 표면적을 측정하여 계산된 $TiO_2$ 분말의 평균입도는 50 nm 정도였다. 수열처리 과정에서 $TiO_2$가 합성되면서 동시에 활성탄의 표면 공극과 기공 상에 코팅이 이루어졌다. 이러한 수열합성법을 통한 합성은 $TiO_2$의 anatase에서 rutile로의 상전이 시작 온도를 $200^{\circ}C$ 부근으로 낮추는 결과를 가져올 수 있어, 합성온도에 따라 저온에서 순수한 anatase 또는 anatase와 rutile이 혼합된 $TiO_2$ 결정상들을 코팅 시킬 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권5호
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• pp.649-653
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• 2010

본 연구에서는 열처리 온도(Pure: non-thermally treated, 450, 650, $850^{\circ}C$)에 따른 P-25 광촉매의 특성 변화를 조사하였으며, 이 광촉매를 이용하여 염료 감응형 태양전지를 제조하고 그 효율 특성을 연구하였다. P-25 광촉매의 열처리 온도에 따른 Methylene blue의 광분해 정도는, Pure와 $450{\sim}650^{\circ}C$에서 소성된 광촉매들의 광분해도는 3시간 이후 약 97~99%로 비슷한 결과를 보였고, $850^{\circ}C$에서 소성된 광촉매는 약 46%로 다른 광촉매에 비해 낮은 값을 보였다. 비열처리(Pure) 광촉매와 450, 650, $850^{\circ}C$에서 열처리한 광촉매를 이용하여 제조한 염료감응형 태양전지의 에너지 변환효율은 각각 6.9, 6.5, 5.8 그리고 5.6%로 각각 나타났다.

• 한국물환경학회지
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• 제35권6호
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• pp.459-469
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• 2019

The ozonation of sulfamethoxazole (SMX) was performed at 20℃ using a pilot scale countercurrent bubble column reactor. Ozonation systems were combined with UV irradiation and TiO₂ addition. As the oxidation reaction proceeded in each treatment system, the pH of the sample decreased and in the O₃/UV/TiO₂ system, the pH change was the largest from 4.54 to 2.02. Under these experimental conditions, the scavenger impact of carbonate is negligible. The highest COD and TOC removal rate was observed in the O₃/UV/TiO₂ system due to the UV irradiation and the photocatalytic effect of TiO₂. Also, the highest mineralization ratio(ε) value is 0.2 in the O₃/UV/TiO₂ system, which means theoxidation capacity of the systems. The highest SMX degradation rate constants calculated by COD and TOC values (COD and TOC) were 2.15 × 10^-4 sec^-1 and 1.00 × 10^-4 sec^-1 in the O₃/UV/TiO₂ system, respectively. The activation energy (E_a) of ozone treatment follows the Arrhenius law. It was calculated based on _COD and _TOC. Each activation energy decreased in order of single O₃> O₃/TiO₂> O₃/UV > O₃/UV/TiO₂ system. The result showed that ΔH^≠ is more effective than ΔS^≠ in each SMX ozontaionsystem, that is characteristic of the common oxidation reaction.

• 한국재료학회지
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• 제18권11호
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• pp.583-591
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• 2008

In this study, two series of CNT/$TiO_2$ electrodes were prepared. The decrease of surface area compared with that of the pristine carbon nanotubes (CNTs) indicated the blocking of micropores on the surface of the CNTs; was further supported by scanning electron microscopy (SEM) and field emission SEM (FE-SEM) observations. The X-ray diffraction (XRD) results showed that the CNT/$TiO_2$ composites contained a mix of anatase and rutile forms of $TiO_2$ particles when the precursor was $TiO_2$ powder, whereas when the precursor was Ti ($OC_4H_7$) (TNB), the composites contained only the typical single and clear anatase $TiO_2$ particles. The energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) spectra showed the presence of C, O and Ti peaks for all samples. It was found that catalytic decomposition of methylene blue (MB) solution could be attributed to synthetic effects between the $TiO_2$ photocatalysis and electro-assisted CNTs network, and that photoelectrocatalytic oxidation increased with an increase of CNT composition. It was also found that the photoelectrocatalytic oxidation efficiency for MB is higher than that of photocatalytic oxidation. Moreover, the CNT/$TiO_2$ composites catalyst prepared by the impregnation method demonstrates higher photoelectrocatalytic activity than the mechanical mixture with the same CNT content.

• 한국환경과학회지
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• 제15권7호
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• pp.677-688
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• 2006

Currently, the application of $TiO_2$ photocatalyst has been focused on purification and treatment of wastewater. However, the use of conventional $TiO_2$ slurry photocatalyst results in disadvantage of stirring during the reaction and of separation after the reaction. And the usage of artificial UV lamp has made the cost of photocatalyst treatment system high. Consequently, we studied that solar light/$TiO_2$ film system was designed and developed in order to examine disinfection characteristics of sewage wastewater treatment. The optimum conditions for disinfection such as solar light intensity, characteristic of sewage wastewater, amounts of $TiO_2$ and comparison of solar ligth/$TiO_2$ systems with UV light/$TiO_2$ system was examined. The results are as follows: (1) photocatalytic disinfection process with solar light in the presence of $TiO_2$ film more effectively killed total coliform (TC) than solar light or $TiO_2$ film absorption only. (2) The survival ratio of TC and residual ratio of organic material (BOD, CODcr) decreased with remain resistant material. (3) The survival ratio of TC and residual ratio of organic material (BOD, CODcr) decreased with the increase of amounts of $TiO_2$. (4) TC survival ratio decreased linearly with increasing UV light intensity. (5) The disinfection effect of solar light/$TiO_2$ slurry system decreased more than UV light/$TiO_2$ film systems. (6) The disinfection reaction followed first-order kinetics. We suggest that solar light instead of using artificial UV light was conducted to investigate the applicability of alternative energy source in the disinfection of TC and the degradation of organic material.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제35권12호
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• pp.3521-3526
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• 2014

A magnetic sonophotocatalyst $Fe_3O_4@SiO_2@TiO_2$ is synthesized for the enhanced biodegradability of organophosphate pesticide. The as-prepared catalysts were characterized using different techniques, such as X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM). The radial sonophotocatalytic activity of $Fe_3O_4@SiO_2@TiO_2$ nanocomposite was investigated, in which commercial dichlorvos (DDVP) was chosen as an object. The degradation efficiency was evaluated in terms of chemical oxygen demand (COD) and enhancement of biodegradability. The effect of different factors, such as reaction time, pH, the added amount of catalyst on $COD_{Cr}$ removal efficiency were investigated. The average $COD_{Cr}$ removal efficiency reached 63.13% after 240 min in 12 L sonophotocatalytic reactor (catalyst $0.2gL^{-1}$, pH 7.3). The synergistic effect occurs in the combined sonolysis and photocatalysis which is proved by the significant improvement in $COD_{Cr}$ removal efficiency compared with that of solo photocatalysis. Under this experimental condition, the $BOD_5/COD_{Cr}$ ratio rose from 0.131 to 0.411, showing a remarkable improvement in biodegradability. These results showed that sonophotocatalysis may be applied as pre-treatment of pesticide wastewater, and then for biological treatment. The synthesized magnetic nanocomposite had good photocatalytic performance and stability, as when it was used for the fifth time, the $COD_{Cr}$ removal efficiency was still about 62.38%.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권11호
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• pp.3031-3038
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• 2009

코발트 적재된 활성탄소섬유(ACFs)는 이산화티탄($TiO_2$) 광촉매 반응을 촉진시키는 것을 발전되었다. Co-ACFs/$TiO_2$ 광촉매는 SEM, XRD, EDX 및 UV-vis 분광기를 사용하여 분석하였다. Co-ACFs/$TiO_2$ 광촉매에 대한 메틸렌불루(MB)의 분해 효과는 300분 반응해서 거의 100%를 도달하였다. 용액에 있는 MB 분자들은 ACFs의 흡착에 의해 $TiO_2$ 입자의 주위에 응축한다고 가정되었다. 그래서 이 광촉매 복합체는 MB 광분해에 대한 활성탄의 흡착성과 $TiO_2$의 광촉매 특성의 결합한 성능을 가지고 있다. 코발트가 전자 천이 효과를 가지고 있기 때문에 MB 용액의 광분해가 증가되는 것으로 판단된다.