분체분광_TiO2의 광촉매 역할

소개글

TiO2의 광촉매 역할에 대한 레포트

목차

1. 광촉매란?
2. 반응 MECHANISM
3. 광촉매 TiO2 반응
4. 광촉매 TiO2 기능
5. TiO2 광촉매 적용분야

본문내용

1. 광촉매란?
광촉매란 빛(Photo)+촉매(Catalyst)의 합성어로 빛을 흡수하는 광화학반응을 촉진시키는 물질
광촉매 TiO2는 TiO2의 band-gab energy에 해당하는 빛 에너지(380nm 이하의 자외선)를 흡수 했을때, 분자 내에서 산화, 환원반응 및 친수성 반응이 동시에 가능한 고기능성의 광촉매로 VOCs 분해, 항균·살균, 탈취, 자정 작용(Self-Cleaning)등의 기능을 나타냄
2. 반응 MECHANISM
광촉매 TiO2재료의 고유한 bandgab energy(Eg)보다 큰 energy를 받게 되면, valence band (가전자대)의 전자(e-)가 excite 되어 conduction band(전도대)로 전이되고, valence band에는 정공(h+)이 생성되어 표면으로 이동 후 OH radical(OH) 및 superoxide radical(O2- )이 생성됨
3. 광촉매 TiO2 반응(1)
광산화분해 반응: 물질을 분해하는 현상으로 380nm이하의 자외선을 흡수했을 때 반응이 진행
이 반응은 30,000℃ 이상에서의 연소반응과 동일하지만 통상의 연소반응과는 다른 온도가 상승하지 않고, 실온의 상태에서 반응이 진행 이런 반응에 의해 유해한 유기휘발성 화합물(VOCs), 세균, 바이러스의 산화분해 및 NOx, SOx 산화제거 효과를 나타냄
빛이 산화티탄에 흡수되면 2개의 전자(e-)와 정공(h+) 캐리어가 생성됨
정공 (h+) 의 산화에 의해 물은 산해분해력이 높은 하이드록시 라디칼(OH)을 생성하며, 전자 (e-)는 산소와 반응하여 superoxide radical (O2- )을 생성시킨 후 여러 반응경로에 의해 하이드록시 라디칼(OH)을 생성 이 OH가 유기화합물이나 바이러스 등을 산화분해 함
3. 광촉매 TiO2 반응(2)
초친수성: 친수화란 재료의 표면에 물이 잘 어울려서 재료의 표면에 넓게 퍼지는 현상임 산화티탄은 물체와 물의 접촉각을 5도 이하로 형성하게 하므로, 산화티탄을 코팅한 재료의 표면에 자외선이 조사되면 물이 완전하게 표면에 퍼져 버리는 초친수성 현상을 나타내며, 이 특성에 의해 산화티탄을 코팅한 재료의 표면에 물이 닿게 되면, 더러움이 간단히 씻겨져 버리므로 세척비용을 절감, 김서림 및 시야의 왜곡현상을 방지함
4. 광촉매 TiO2 기능(1)
유기오염물질 분해: 광촉매는 염소나 오존 등에 의한 정화 방법으로 분해하기 어려운 유해 유기 오염물질을 완전히 분해하여 무해화가 가능한 강한 산화력을 갖음 따라서 미량이지만 환경에 큰 영향을 미치는 환경 호르몬이나 수질, 토양의 유기오염물질의 무해한 물질로의 분해, 제거에 유효
<분해가능 유기오염물질: 트리클로로에틸렌(Trichloroethylene) 등의 유기 염소화합물, 페놀(Phenol) 화합물, 폴리염화비닐(PCB), 환경호로몬(Bisphenol, Nonylphenol, Estradiol) 등 유기 오염물질>
대기오염물질 분해: 자동차 배기가스, 소각로, 발전소 등에서 배출되어 대기오염의 원인이 되는 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx), Dioxine 등

참고 자료

네이버 블로그 http://blog.naver.com/danielsohn?Redirect=Log&logNo=120001847038