Kim, Yu-Bong;Jo, A-Ra;Ra, Deog-Gwan;Park, Jae-Hyeon;Kim, Sun-Jae;Jung, Sang-Chul
Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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v.30
no.8
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pp.817-822
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2008
In this study, the photocatalytic degradation of methylene blue in TiO$_2$ particles-dispersed water solution was carried out by irradiating microwave and UV light simultaneously. A microwave-discharged electrodeless UV lamp was developed to use microwave and UV simultaneously for photocatalytic reactions. The results of photocatalytic degradation of methylene blue showed that the decomposition rate increased with the microwave intensity, the circulating fluid velocity, and the amount of TiO$_2$ particles and auxiliary oxidizing agents added. Especially, the rate constant of H$_2$O$_2$-added photocatalytic reaction increased about three times from 0.0075 min$^{-1}$ to 0.0250 min$^{-1}$ when microwave was additionally irradiated. This study demonstrates that the microwave irradiation can play a very important role in photocatalytic degradation using peroxides although it is not easy to quantitatively assess the effect of microwave on photocatalytic reactions from the experimental data of this study.
Kim, Jung-Kon;Jung, Hyo-Ki;Son, Joo-Young;Kim, Si-Wouk
KSBB Journal
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v.23
no.1
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pp.83-89
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2008
Food wastewater derived from the three-stage methane fermentation system developed in this lab contained high concentration organic substances. The organic wastewater should be treated through advanced wastewater treatment system to satisfy the "Permissible Pollutant Discharge Standard of Korea". In order to treat the organic wastewater efficiently, several optimum operation conditions of a modified $UV/TiO_{2}$ photocatalytic system have been investigated. In the first process, wastewater was pre-treated with $FeCl_{3}$. The optimum pH and coagulant concentration were 4.0 and 2000mg/L, respectively. Through this process, 52.6% of CODcr was removed. The second process was $UV-TiO_{2}$ photocatalytic reaction. The optimum operation conditions for the system were as follows: UV lamp wavelength, 254 nm; wastewater temperature, $40^{\circ}C$; pH 8.0; and air flow rate, 40L/min, respectively. Through the above two combined processes, 69.7% of T-N and 70.9% of CODcr contained in the wastewater were removed.
In order to treat the landfill leachate, $UV/TiO_2/H_2O_2$ system connected with biological treatment was investigated, and proper pretreatment methods were examined to reduce the load on the system considering economical and technical efficiency. It was more profitable to put $H_2O_2$ into the system in the early stage for the sample which was treated with $H_2SO_4$ to decrease alkalinity and with $FeCl_3-6H_2O$ flocculation. Because the required reaction time run up by increasing $H_2O_2$ input amount, though the COD was reduced slightly, the optimal $H_2O_2$ input amount should be determined for the desired COD and the economical efficiency. The appropriate way to get the lowest COD in the shortest time was the method to treat the sample which was controlled to pH 3.5 after adjusting to pH 12 and put 500 ppm $H_2O_2$ into the system. In that case, to increase $H_2O_2$ input amount was not profitable for the system efficiency. The sufficient photocatalytic excited time was required to reduce the photocatalytic decomposition time for the sample which was gone through the alkali state.
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2016.02a
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pp.374.2-374.2
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2016
Volatile organic compounds (VOCs) in the atmosphere are harmful materials which influence indoor air environment and human health. Titanium dioxide ($TiO_2$) is photocatalyst extensively used in degradation of organic compound. To improve the photocatalytic activity in the visible light region, doping with non-metals element or loading noble metals on the surface of $TiO_2$ is generally proposed. In this study, N- doped $TiO_2$ having photocatalytic activity in visible light region was attached noble metal such as Pt, Ag, Pd, Au by coupling method. Catalytic activities of Noble metal coupled $N-TiO_2$ powders were evaluated by the improvement of their photocatalytic activities and the degradation of VOC gas. A UV-Vis spectrophotometer was used to measure the diffuse reflectance spectra of coupled $N-TiO_2$ sample. The photocatlytic activities of as prepared samples were characterized by the decoloration of aqueous MB solution under Xenon light source (UV and visible light). To measure of decomposition VOCs, ethylbenzene was selected for target VOC material and the concentration was monitored under UVLED irradiation in a closed chamber system. Adjusting the initial concentration of 10~12 ppm, to evaluate the removal characteristics by using the coupled $N-TiO_2$.
Kim, Young-Ung;Son, Hee-Jong;Yu, Myung-Ho;Kim, Seong-Yun;Kim, Chul
Journal of Korean Society on Water Environment
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v.16
no.4
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pp.445-457
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2000
This study was carried out comparing with ozone oxidation and photocatalytic degradation for removal of geosmin. In the change of pH, Ozonation, UV-Germicidal lamp and Halogen lamp irradiation and Halogen $lamp/TiO_2$ Powder was very slowly changing, but UV-Germicidal $lamp/TiO_2$ Powder was rapidly changed from 7.0 to 7.7 until 300min of irradiation time, and varied a little after. Geosmin degradation ratio was as following, UV-Germicidal $lamp/TiO_2$$Powder(200mg/L){\geq}O_3$ > UV-Germicidal $lamp/TiO_2$$Pw(100mg/L)$ > UV-Germicidal lamp > Halogen lamp. The result of investigation of generated by-products were 3-Heptanone, two sort of aldehydes and three sort of alcohols by ozonation. But It was not generated by photocatalytic degradation.
In this review article, hybrid water/wastewater treatment processes of membrane and photocatalyst were summarized from papers published in various journals. It included (1) membrane photoreactor (MPR), (2) fouling control of a membrane coupled photocatalytic process, (3) photocatalytic membrane reactors for degradation of organic pollutants, (4) integration of photocatalysis with membrane processes for purification of water, (5) hybrid photocatalysis and ceramic membrane filtration process for humic acid degradation, (6) effect of $TiO_2$ nanoparticles on fouling mitigation of ultrafiltration membranes for activated sludge filtration, (7) hybrid photocatalysis/submerged microfiltration membrane system for drinking water treatment, (8) purification of bilge water by hybrid ultrafiltration and photocatalytic processes, and (9) Hybrid water treatment process of membrane and photocatalyst-coated polypropylene bead.
Jang, J. S.;Borse, P. H.;Lee, J. S.;Lim, K. T.;Jung, O. S.;Jeong, E. D.;Bae, J. S.;Kim, H. G.
Bulletin of the Korean Chemical Society
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v.32
no.1
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pp.95-99
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2011
$CaTi_{1-x}Fe_xO_3(0{\leq}x{\leq}0.4)$ solid solution photocatalysts were synthesized by iron doping during the conventional solid state reaction at $1100^{\circ}C$ for 5 h and characterized by ultraviolet-visible (UV-vis) absorption spectroscopy, X-ray diffraction, morphological analysis. We found that $CaTi_{1-x}Fe_xO_3$ samples not only absorb UV but also the visible light photons. This is because the Fe substitution at Ti-site in $CaTi_{1-x}Fe_xO_3$ lattice induces the band transition from Fe3d to the Fe3d + Ti3d hybrid orbital. The photocatalytic activity of Fe doped $CaTiO_3$ samples for hydrogen production under UV light irradiation decreased with the increase in the Fe concentration. There exists an optimized concentration of iron in $CaTiO_3$, which yields a maximum photocatalytic activity under visible light ($\lambda\geq420nm$) photons.
Nickel substituted cobalt-zinc ferrite nanoparticles with composition Co0.5Zn0.5NixFe2-xO4 (x = 0.25, 0.5, 0.75, 1.0) were synthesized using a wet chemical method named citrate precursor method. Various characterizations of the prepared nanoferrites were done using X-ray powder diffractometry (XRD), Scanning electron microscopy (SEM), UV visible spectroscopy and Fourier transform spectroscopy technique (FT-IR). XRD confirmed the formation of cubic spinel structure of the samples with single phase having one characteristic peak at (311). The value of optical band gap (Eg) was found to decrease with Ni substitution and have values in the range 2.30eV to 1.69eV. A Fenton-type system was created by photocatalytic activity using source of visible light for removal of methylene blue dye. Observations revealed increase in the degradation of methylene blue dye with increasing nickel content in the samples. The degradation percentage was increased from 77.32% for x = 0.25 to 90.16% for x = 1.0 in one hour under the irradiation of visible light. Also, the degradation process was found to have pseudo first order kinetics model. Hence, it can be observed that synthesized nickel doped cobalt-zinc ferrites have good capability for water purification and its degradation efficiency enhanced with increase in nickel concentration.
Journal of the Korean institute of surface engineering
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v.57
no.3
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pp.179-191
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2024
This study focuses on improving the photocatalytic degradation efficiency by synthesizing a TiO2/WO3 composite. Given the environmental significance of photocatalysis and the limitations posed by TiO2's large bandgap and high electron recombination rate, we explored doping, surface modification, and synthesis strategies. The composite was created using a ball mill process and heat treatment, analyzed with field emission scanning electron microscope, high resolution X-ray diffraction, Raman microscope, and UV-Vis/NIR spectrometer to examine its morphology, composition and absorbance. We found that incorporating WO3 into the TiO2 lattice forms a Wx-Ti1-x-O2 solution, with optimal WO3 content reducing the band gap and enhancing sterilization efficiency by inhibiting the anatasese to rutile transition. This contributes to the field by offering a way to overcome TiO2's limitations and improve photocatalytic performance.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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