메틸렌 블루를 이용한 광분해속도 결정 예비레포트

소개

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목차

1. 실험 목적

2. 바탕 이론
(1) 촉매
(2) 광촉매
(3) 흡착
(4) Lambert-Beer 법칙
(5) 1차 반응속도식

3. 실험 기기 및 시약
(1) 교반기
(2) UV/Vis spectrophotometer
(3) 메틸렌블루(C16H18N3SCl·3H2O)
(4) 이산화티타늄(TiO2)

4. 실험 방법

본문내용

1. 실험 목적

(1).메틸렌블루 염료용액에 광촉매인 이산화티타늄(TiO2)를 분산시키고 자외선을 조사하여 광촉매가 염료용액을 분해하는 현상을 관찰한다.

(2). 시간별로 흡광도를 측정하여 시간에 따른 염료의 분해비율(C/C0)을 그래프로 나타내고 이를 1차 반응속도 그래프로 나타내어 본다.

2. 바탕 이론
(1). 촉매

화학적으로 변하지 않고 다른 화학 반응의 속도에 영향을 주는 물질을 말한다.
촉매는 반응에 참여하지만 소모되지 않기 때문에 소량만 있어도 반응 속도에 계속해서 영향을 미칠 수 있다. 반응을 빠르게 하는 촉매 반응은 더 적은 활성화 에너지를 필요로 하기 때문에 여러 산업에서 사용되고 있다.
가수 분해와 그 역반응을 포함하여 물을 포함하는 많은 반응에 대해 가장 널리 사용되는 촉매는 양성자 산을 예로 들 수 있다. 그리고 넓은 표면적이나 물리적 그물망 효과를 줄 수 있는 다기능 고체는 종종 촉매로 사용된다. 그 예로는 제올라이트, 알루미나, 고차 산화물, 흑연, 탄소 나노 입자 등이 있다. 촉매는 반응 속도를 빠르게 하는 촉매인 정촉매와 반응속도를 느리게 하는 부촉매가 있다. 정촉매는 과산화 수소의 분해 반응에 사용하는 이산화 망간(MnO2)과 부촉매는 과산화 수소의 분해 반응에 사용하는 묽은 인산(H3PO4)을 예로 들 수 있다.

(2). 광촉매

화학 반응 중 전자기파또는 빛에 의해 반응이 진행되는 것을 광화학 반응이라 한다.
이러한 광화학 반응은 종류에 따라 다양하고 복잡한 반응 메커니즘을 갖지만, 반응의 종류와 무관하게 모든 광화학 반응이 갖는 공통적인 과정이며 가장 중요한 단계가 바로 태양을 비롯한 광원으로부터 복사 에너지를 흡수하는 것이다.

광촉매는 빛에너지를 흡수하여 광화학 반응을 진행하고, 촉매로서 광화학 반응을 촉진하는 화합물을 말한다. 대표적인 광촉매로 이번 실험에서 사용되는 물을 광분해하여 수소 및 산소 기체를 얻기 위해 사용되는 이산화 타이타늄(TiO2)이 있다.

참고자료

· 김하영 “광촉매 Ta2O5와 Melamine을 이용한 TaON의 합성과 가시광선 하에서의 메틸렌블루 광촉매 분해”
· 양인환 , 박지훈 , 박희웅 , 정회원 “메틸렌블루 용액을 이용한 광촉매 혼입 모르타르의 방오성능 평가”