물리화학 실험 TiO2 광촉매에 의한 분자의 분해

소개

TiO2에 의한 광촉매 실험 보고서 A+ 레포트 입니다. 실험이 완벽하게 되지는 않았지만 고찰에 전부 정리하였습니다.
실험 결과와 고찰 상세하게 기재하였습니다.
도움 되시길 바랍니다.

목차

1. 실험 목표
2. 이론 및 배경
3. 실험 기구 및 시약
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 토의 및 고찰
7. 참고문헌

본문내용

1. 실험 목표
넓은 띠 간격 반도체의 광촉매 역할을 이해하고, 산화티타늄 콜로이드를 광촉매로 유해한 염료 분자인 malachite green을 분해할 때 그 과정을 가시광선 흡수 스펙트럼이 사라지는 것을 관찰하면서 광분해 반응을 관찰한다.

2. 이론 및 배경
광촉매 반응
광촉매에 빛을 비추었을 때 일어나는 반응으로, 광촉매가 빛을 흡수하여 활성화에너지를 낮춰줌으로서 반응 속도를 증가시켜주는 반응이다. 촉매란 화학반응에서 자신은 변화하지 않고 반응속도를 변화시키거나 반응을 시작 시키는 등의 역할을 하는 물질이다. 광촉매란 촉매의 일종으로 촉매작용이 빛 에너지를 받아 일어나는 물질, 즉, 빛을 에너지원으로 촉매 반응(산화, 환원 반응)을 촉진시키는 작용이나 반응을 의미한다. 이 광촉매반응을 통하여 형성된 반응성 물질은 수처리 분야에도 적용되고 있어 각종 세균의균이나 유기성 오염물질을 분해를 유도한다. 광촉매반응을 통하여 형성된 반응성 물질은 TiO2에 빛을 조사하면 결정 표면에 생기는 전자가 이탈한 정공이 물 분자와 반응해서 산화력이 매우 큰 하이드록시 라디칼을 형성하는 것을 예로 들 수 있다.
광촉매의 조건
1. 광학적으로 활성이 있으면서 광부식이 없어야 한다.
2. 생물학적으로나 화학적으로 비활성이어야 한다.
3. 가시광선이나 자외선 영역의 빛을 이용할 수 있어야 한다.
4. 경제적인 측면에서도 저렴해야 한다.
광촉매 반응 메커니즘
광촉매 반응은 대상 물질에 따라서 다양한 메커니즘을 보인다. 다양한 광촉매 반응들에서 공통적으로 나타나는 기본적인 반응 원리를 살펴보자면 이산화 티타늄(TiO2)과 같이 광촉매로 주로 사용되는 물질에 빛을 쪼이게 되면 표면에 전자(e-)와 정공이 생기게 되고 전자는 광촉매 표면에 있는 산소와 반응해서 슈퍼옥사이드 음이온(O2-)을 만든다. 또한 정공은 공기 속에 존재하고 있는 수분과 반응하여 하이드록실 라디칼(OH)을 만들게 된다.

참고자료

· 없음