[고분자공학, 화학공학,광촉매]광촉매의 원리와 응용

소개

현대 사회에서 쓰이고 있는 많은 물질과 장비들은 에너지를 필요로 하고 있고 또 그 에너지들을 합성하고 사용함으로서 작동하며 사용되어지고 있다. 이렇듯 모든 것은 에너지를 필요로 하기 때문에 좀더 적은 에너지로 효율을 높이거나 아니면 같은 에너지로 좀더 오랫동안 사용하기 위한 노력과 연구가 이루어지고 있다. 이러한 시기에 광촉매의 등장은 과학과 여러 산업 분야에서 많은 관심과 이슈를 불러일으키고 있다. 광촉매는 에너지 또는 상태의 효과 및 효율을 좀더 높이고 유지시키는데 일조를 한다. 그러면 이러한 광촉매의 원리는 과연 어떤 것이며 또한 현재 어떤 분야에서 어떻게 적용되며 연구가 이루어지고 있는지 알아보기로 한다. 더 나아가서는 앞으로의 시대에서 광촉매가 얼마나 큰 역할을 할 것이며 어떠한 분야에 적용이 될 것인지를 살펴보기로 한다.

목차

▷ 서 론

▷ 본 론
1. 광촉매의 원리
2. 광촉매의 응용
2.1 산화 환원 기능을 이용한 광촉매의 응용
2.1-1 탈취작용
2.1-2 방오작용
2.1-3 항균작용
2.2 초친수성을 이용한 응용
2.2-1 초친수성기능의 응용

▷ 결 론

▷ 참고문헌 및 사이트

본문내용

1. 광촉매의 원리
앞에서 살핀바와 같이 광촉매로 불리는 물질은 반응계에 존재시켜 광조사하면 그 반응이 진행하게 되거나 반응속도가 상승하거나 하는 촉매이다. 광촉매로서 대표적인 물질은 반도체광촉매이다. 광촉매에 한정하지 않고 원래부터 촉매로 불리는 물질은,
① 반응속도를 높이거나 일반적으로 일어나기 어려운 반응을 일으킨다.

② 자신은 분해하지 않고 반복하여 작용하는 물질이지만 광촉매는 이들 특성에 더 하여
③ 빛의 힘을 빌려 일반적인 열역학적인 반응에서는 불가능한 반응을 가능하게 할
수 있다.
라는 특징을 가진다.
일반적으로 촉매의 경우는 반응속도를 높이는 목적으로 반응계의 활성화에너지를 낮춘다는 방법을 취하지만, 빛에 관한 촉매는 반응의 활성화에너지를 낮게 할 뿐만 아니라 광조사로 광여기되어 반응성이 높은 전자(정공)를 일으키거나(그림 1 참조), 광여기로 불안정한 상태를 만들어내어 어두운 때에는 열역학적으로 일어날 수 없는 반응을 일으키게 할 수 있다. 따라서 광촉매는 광여기한 전하를 이용하는 것과 광여기상태에서 불안정한 상태를 이용하는 것으로 나뉜다.

광여기한 전하를 이용하는 대표적인 광촉매의 예로서는 이산화티탄을 예로 들 수 있다. 최근의 신문과 잡지에 게재되는 광촉매관련기사의 대부분이 이 이산화티탄을 응용한 것이다. 이산화티탄의 밴드갭은 약 3eV(그림 2참조)로 파장으로 고치면 약 400nm 이다. 따라서 400nm이하의 자외선을 조사하면 반도체내부에 전자정공이 생겨 이것을 표면에 꺼내 흡착물질과 반응시킬 수 있다면 산화환원반응이 진행한다.

참고자료

· ․참고 문헌
· 광촉매의 세계
· (다케우찌 고우지, 무라사와 사다오, 이부스키 다가시 공저)
· 광촉매의 실체
· (후지시마 아키오, 하시모토 가즈히토, 와나타베 토시야 공저)
· ․참고 사이트
· http://www.solarteche.com
· http://www.nanon21.com