환경오염 물질을 분해하는 광촉매

소개

광촉매에 관한 과제입니다.

목차

1. 서론
1.1. 오염물질을 분해하는 광촉매
1.2. 산화티탄의 강력한 분해 작용

2. 최근 국내외의 연구개발 동향
2.1. 국내 광촉매 연구개발 동향
2.1.1. 광촉매와 암방전(dark discharge) 복합 시스템을 이용한 VOC의 분해
2.1.2. Microwave / UV - TiO2 시스템을 이용한 Rhodamine B의 분해
2.1.3. 친수성과 흡수성이 높은 루틸형 이산화티탄 제조
2.1.4. 스크루형 광촉매 기기를 특허 개발
2.2. 해외 광촉매 연구개발 동향
2.2.1. 스모그 잡아먹는 `공기정화` 시멘트
2.2.2. 수소 대량생산 촉매제 개발

3. 광촉매의 제조(고정화)
3.1. 활성표면의 확보
3.2. 바인더의 내구성
3.3. 기타 조건

4. 요약
5. 참고문헌

본문내용

1. 서론
1.1. 오염물질을 분해하는 광촉매
현대에는 다양한 종류의 화학물질이 대량생산 및 사용되어 합성 화학물질에 의한 환경오염이 사회적인 문제로 대두되고 있으며, 특히 일반적인 방법으로 처리가 되지 않는 난분해성물질들에 의한 수질환경오염은 매우 심각하다. 지금까지 이러한 난분해성물질을 처리하는 방법으로 생물학적 분해, 활성탄흡착, 소각, 오존산화, 습식산화 등이 이용되어 왔다. 그러나 이들은 장치설비비용과 가동비용이 고가일 뿐만 아니라 2차 오염물질을 생성하는 문제점이 있으며, 일부 방법은 경제성이 떨어져 수처리에 적용하기에 부적절하다. 최근 유해한 난분해성 수중 오염물질을 생물학적 분해가 가능한 형태로 처리하는 과정에 산화법이 이용되고 있다. 그러나 기존의 오존이나 과산화수소에 의한 산화로는 다양해진 오염물질을 처리하는데 있어서 한계가 있고, 새로운 공정으로 전환해야 할 필요성에 의해 고급산화 AOP(Advanced Oxidation Process)에 관한 연구가 활발해지고 있다.
고급산화법은 강력한 살균 및 산화력을 가지는 특수이온(OH라디칼)을 중간생성물질로 생성하여 수중 오염물질을 산화 처리하는 보다 진보된 수처리 기술이며, 최근 AOP 중에 TiO2 광촉매를 수처리에 적용하는 연구가 활발히 이루어지고 있다. 하지만 단순히 TiO2 광촉매를 적용하여 난분해성 수질오염물질을 처리하는 데는 많은 문제점을 가지고 있다. 광촉매를 이용한 수처리는, 첫째 기상반응에 비교하여 분해대상 유기물의 농도가 높아 저 농도에 유리한 광촉매반응에는 불리하고, 둘째 친수․소수성 물질이 혼합된 상태가 많아 오염물이 광촉매표면에 흡착하는 것이 용이하지 않고, 셋째 오염수가 탁하여 광의 투과성이 낮아 자외선에 의한 광촉매의 여기가 어렵고, 넷째 광촉매반응 만으로는 분해가 어려운 물질이 있고, 다섯째 수중에서는 미량의 용존산소를 이용하기 때문에 대기 오염 정화 쪽보다 주목을 받지 못하는 실정에 있다.

참고자료

· ․ 김민영, 김경환, 김유봉, 정정조, 라덕관, 정상철, “Microwave / UV - TiO2 시스템을 이용한 Rhodamine B의 분해”, Applied Chemistry, 12(1), 117-120(2008).
· ․ 박상숙, 박재현, 김선재, 정상철, “CVD법으로 제조된 산화티탄 볼과 마이크로웨이브를 이용한 메틸렌블루 수용액의 광촉매분해”, Korean Chemical Engineering Research, 46(6), 1063-1068(2008).
· ․ 정지훈, “광촉매와 암방전(dark discharge) 복합 시스템을 이용한 VOC의 분해”, Korean Chemical Engineering Research, 46(5), 852-857(2008).