산화타이타늄 광촉매에 의한 분자의 분해 A+ 예비레포트 건국대학교 물리화학실험

목차

1. 서론
2. 실험 이론
3. 실험 기구 및 시약
4. 참고문헌

본문내용

1. 서론
넓은 띠간격 반도체의 광촉매적 역할을 이해하고, 산화타이타늄 콜로이드를 광촉매로 써서 유해한 염료 분자인 말라카이트 그린을 분해할 때, 그 과정을 가시광선 흡수 스펙트럼이 사라지는 것을 관찰하면서 추적한다.

2. 실험이론
산화타이타늄(TiO2)은 다양한 응용성을 띤 반도체이다. 흰색 페인트의 주요 원료로서 1991년 한해를 기준으로 할 때 연간 3000만 톤이나 생산되기도 하였으며, 그 외에 화장품을 제조하는 데에도 중요한 역할을 한다. 또한 TiO2는 띠간격이 약 3.2eV에 달하는 넓은 띠간격 반도체 부류에 속하여 360nm 이하의 파장을 잘 흡수한다. 흡수된 빛은 전도띠에 전자(electron)와 가전자띠에 정공(hole)을 생성시켜, 이들은 주위의 흡착된 분자들에 산화환원 반응을 유발한다.
TiO2의 이러한 광촉매적 역할은 태양열을 이용한 전기에너지 생성, 광합성, 혹은 유해한 무기물질의 정화 등을 위해 응용할 수 있는 가능성을 보여 주며 현재 많은 연구가 추진되고 있다.
이번 실험에서 사용하는 TiO2는 지름이 약 20nm정도에 불과한 미세한 입자들이다. 이러한 미세한 입자들은 양자구슬(quantum dot), 나노입자(nanoparticle), 콜로이드(colloid) 등으로 불려 오고 있다. 이러한 미세입자가 수용액에서 어떤 역할을 할 때 흔히 콜로이드라고 한다. 그러므로 이를 TiO2 콜로이드라고 하겠다. 입자의 크기가 매우 작으면 그만큼 표면적이 커지므로 광촉매 활성이 커질 것으로 기대할 수 있다. TiO2는 anatase, rutile, brooklite의 세 가지 상 구조를 가질 수 있다. 이 중에서 brooklite 구조는 극심한 온도와 압력에서만 존재하므로 일반적인 조건하에서는 rutile 구조와 anatase 구조를 띤다. TiO2의 광촉매적 활성은 anatase 구조를 갖는 것이 더 우수하다고 알려져 있다.

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