저비용 이산화티타늄 광촉매 제조 및 특성평가 (Preparation and Characteristic Evaluation of Low-Cost TiO2 Photocatalyst)

서지정보

· 발행기관 : 대한환경공학회
· 수록지 정보 : 대한환경공학회지 / 41권 / 4호 / 196 ~ 203페이지
· 저자명 : 공진혁, 주진철, 김종규

초록

본 연구에서는 TiCl4의 총인(T-P) 제거율과 응집 반응 후 생성된 슬러지를 소성하여 이산화티타늄을 제조하고 제조된 이산화티타늄의 경제성에 대해 분석하였다. 하수처리장 방류수를 취수해 2.5 mg/L의 총인 농도를 가진 원수를 제조하였으며, 제조된 원수에 대해 TiCl4를 0.6 mL 주입 시 99.93%의 총인 제거율을 얻을 수 있었다. 실험 후 생성된 슬러지를 인발 후 건조하고 300~1000°C의 각각 다른 온도에서 소성하여 이산화티타늄을 제조하였으며, 제조된 이산화티타늄의 표면특성과 결정성 분석을 실시하였다. 700~800°C에서 제조된 이산화티타늄의 표면이 가장 선명한 둥근 모양의 입자를 나타내었으며, 500~800°C에서는 아나타제, 900~1000°C에서는 루타일 결정구조가 나타났다. 제조된 이산화티타늄 1 kg의 생산단가는 약 5,400원으로 P-25 광촉매보다 저렴한 가격으로 제조 및 판매를 기대할 수 있으며, 하수처리장에 적용 시 비싼 TiCl4 비용을 보완하고 슬러지의 친환경인 재활용으로 제조된 이산화티타늄의 유통 및 현장적용을 통해 경제적, 환경적으로 우수하다고 판단된다.

영어초록

In this study, TiCl4 was used as a coagulant to remove total phosphorus (T-P) in the waste water and the economic feasibility of TiO2 prepared from the precipitated sludge was analyzed. After taking from the sewage treatment plants experimental, experimental water was prepared at a T-P concentration of 2.5 mg/L for the test. The optimum amount of TiCl4 coagulant injected was 0.6 ml and the total removal rate was 99.93%. The precipitated sludge was drawn, dried and calcinated at different temperatures of 300 to 1000°C to prepare TiO2. XRD and SEM test was performed to analyze the surface properties and crystallinity of prepared TiO2. The surface of TiO2 prepared at 700~800°C showed the most rounded shape. Anatase crystal structure was observed at calcinated temperature of 500~800°C, however, rutile crystal structure appeared at 900~1000°C. The price of 1kg of TiO2 produced by this study is about 5,400 WON, which is lower than that of commercial P-25 photocatalyst. It is also found that TiCl4 coagulants, which are more expensive than conventional coagulants, are cost-competitive through sludge recycling.

참고자료

· 없음