The composite photocatalyst, N-$TiO_2$ loaded with $Ni_2O_3$, was prepared by $N_2$ plasma treatment. X-ray diffraction, X-ray fluorescence, $N_2$ adsorption, UV-vis spectroscopy, photoluminescence, and X-ray photoelectron spectroscopy were used to characterize the prepared $TiO_2$ samples. The results indicated that the band gap energy was decreased obviously by nitrogen doping, whereas loading of $Ni_2O_3$ did not influence the band gap and visible light absorption. The photocatalytic activities were tested in the degradation of 2,4,6-trichlorophenol (TCP) under visible light. The photocatalytic activity and stability of composite photocatalyst were much higher than that of catalyst modified with nitrogen or $Ni_2O_3$ alone. The synergistic effect of doping nitrogen and $Ni_2O_3$ over $TiO_2$ was investigated.
Ha, Yuntae;Kwon, JinBeom;An, Heekyung;Jung, Daewoong
Journal of Sensor Science and Technology
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v.31
no.5
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pp.343-347
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2022
Recently, the problem of global warming caused by greenhouse gases is getting serious due to the development of industry and the increase in transportation means. Accordingly, the need for a technology to reduce carbon dioxide, which accounts for most of the greenhouse gas, is increasing. Among them, a catalyst for converting carbon dioxide into fuel is being actively studied. Catalysts for reducing carbon dioxide are classified into thermal catalysts and photocatalysts. In particular, the photocatalyst has the advantage that carbon dioxide can be reduced only by irradiating ultraviolet rays at room temperature without high temperature or additional gas. TiO2 is widely used as a photocatalyst because it is non-toxic and has high stability, but has a disadvantage of low carbon dioxide reduction efficiency. To increase the reduction efficiency, 1-propanol was used in the synthesis process. This prevents agglomeration of the catalyst and increases the specific surface area and pores of TiO2, thereby increasing the surface area in contact with carbon dioxide. As a result of measuring the CO2 reduction efficiency, it was confirmed that the efficiency of TiO2 with 1-propanol and TiO2 without 1-propanol was 19% and 12.3%, respectively, and the former showed a 1.5 times improved efficiency.
For the purpose of manufacturing a high efficiency TiO2 photocatalyst, B-doped TiO2 photocatalysts are synthesized using a plasma electrolytic oxidation method in 0.5 M H2SO4 electrolyte with different concentrations of H3BO3 as additive. For the B doped TiO2 layer fabricated from sulfuric electrolyte having a higher concentration of H3BO3 additive, the main XRD peaks of (101) and (200) anatase phase shift gradually toward the lower angle direction, indicating volume expansion of the TiO2 anatase lattice by incorporation of boron, when compared with TiO2 layers formed in sulfuric acid with lower concentration of additive. Moreover, XPS results indicate that the center of the binding energy peak of B1s increases from 191.45 eV to 191.98 eV, which suggests that most of boron atoms are doped interstitially in the TiO2 layer rather than substitutionally. The B doped TiO2 catalyst fabricated in sulfuric electrolyte with 1.0 M H3BO3 exhibits enhanced photocurrent response, and high efficiency and rate constant for dye degradation, which is ascribed to the synergistic effect of the new impurity energy band induced by introducing boron to the interstitial site and the improvement of charge transfer reaction.
Commercial nano crystalline $TiO_2$ powders were used to characterize photocatalyst, using thermal spray coating technique. The microstructure of coating layers were examined by SEM, FE-SEM and TEM. Also the cross sectional areas of TiO$_2$ coating layers were observed by SEM. The phases were analyzed by X-ray diffraction methed. Surface roughness and hardness were measured. It was found that phase transformation from anatase to rutile occurred, and the melted splats are all rutile, and unmeted nano particles were anatase. These unmelted anatase phase may enhance te play a role of photocatalyst.
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.
This study was performed to convert NOx in atmosphere by photochemical reaction utilizing the eco-friendly solar energy. The mortar specimen coated with photocatalyst was fabricated and the photochemical conversion efficiency of NOx was analyzed. The photocatalyst coated concrete was fabricated by first adding TiO2 photocatalyst on the bottom of mold first and next adding cement mortar and, then, curing the concrete mortar. The grease was sprayed on the bottom of mold in advance so that the concrete can be demolded easily after curing. The conversion efficiencies of NOx by photochemical reactions were investigated systematically by changing the process variable conditions of amount of TiO2 coating, UV-A light intensity, total gas flow rate, relative humidity and initial NOx concentration. It was confirmed that the photocatalyst coated concrete fabricated in this study could convert NOx successfully for various process conditions in atmosphere. In future, we believe this research result can be utilized as basic data to design the infrastructure of building, tunnel and road for controlling efficiently the air pollutants such as NOx, SOx, and VOCs.
Lee Chang-Woo;Kim Soon-Gil;Yun Sung-Hee;Lee Jai-Sung;Choa Yong-Ho
Korean Journal of Materials Research
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v.15
no.8
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pp.508-513
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2005
[ $TiO_2-Fe_2O_3$ ] nanocomposite powders for magnetic photocatalyst were synthesized by sol-gel process, in which $TiO_2$ photocatalytic layer was formed on the surface of $\gamma-Fe_2O_3$ magnetic core. Transmission electron microscopy (TEM) observation and X-ray diffractometry (XRD) analysis revealed that$\gamma-Fe_2O_3$ nanoparticles, $10\~20nm$ in diameter, were coated by $TiO_2$ shell of 5nm in thickness and $TiO_2$ was anatase phase. Also hydroxyl group (-OH) used to decompose organic compounds was detected by Fourier transformation infrared spectrometry(FT-IR) analysis. UV-Visible spectrophotometry results showed that light absorption occurred in the wavelength range of $400\~700 nm$, and the band gap energy $(E_g)$ of powder was 1.8 eV. Finally it was found that the coercivity $(H({ci})$ and saturation magnetization $(M_s)$ of the powder were 79 Oe and 14.8 emu/g, respectively as experimental vibrating sample magnetometer (VSM) measurements.
This study was performed to study the photocatalyst for controlling the pollutant such as CO, C2H5OH and H2S by the UV light. This was shown in a catalyst having the same volume and the same surface area, that the structure in which the UV light to reach the interior structure exhibits more excellent activity. However, the activity of this activity of this photocatalyst removal of CO was very low. This problem can be solved by performing a reduction process by the addition of the precious metal series of Pt. Particularly, the amount of chemical species Pt0 incerased in the surface of Pt/TiO2 photocatalyst through the reduction process, which make the reaction activity of photocatalyst excellent to the removal of the CO.
In this study $TiO_2$ nanotube was grown on Ti by anodic oxidation to be used as a photocatalyst. The growth and formation of $TiO_2$ nanotube was monitored during anodization in ethylene glycol electrolyte by changing voltage and composition of electrolyte. Commercially available titanium plate (purity>99.8%, thickness:1mm) Applied voltage and concentration of $NH_4F$ and $H_2O$ were varied to find the optimum condition. Applied voltage is important to make $TiO_2$ nanotube and the electrolyte containing ethylene glycol, 0.2 wt% $NH_4F$ and 2 vol% $H_2O$ was confirmed to be the optimum conditions for the formation and growth of $TiO_2$ nanotubes.
TiO$_2$, SiO$_2$, and PBA(Pseudo Boehemite Alumina) sol were prepared by sol-gel process. The particle sizes of these sol exhibited uniform 10∼30 nm. As the amount of SiO$_2$ sol increased, the temperature of phase transition (from anatase phase to rutile phase) was raised temperature than $600^{\circ}C$, which attributed to the enhanced photocatalyst properties. Also, the anatase phase was obtained with very small amount of the rutile phase from the addition of SiO$_2$ (10∼30 wt%) at annealing temperature of 120$0^{\circ}C$. The specimen with 20 wt% SiO$_2$ sol exhibited the maximum photocatalyst properties. But, the specimen with PBA sol did not affect photocatalytic activity due to the presence of rutile phase.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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