광촉매

소개

1. 광촉매
광촉매는 화학적 반응에 필요한 파장대의 빛을 흡수하여 화학반응이 일어나도록 유도하는 물질로서 흔히 반도체 물질이 여기에 이용된다. 이러한 반도체 물질의 광촉매 특성에 관한 연구는 1972년 A. Fujishma와 K honda에 의해 TiO를 이용하여 물을 수소와 산소로 광분해 시킬 수 있음이 보고된 이후, 끊임없이 이루어져 오고있다.

목차

1. 광촉매
2. TiO의 특성(self-cleaning, antifogging) 및 응용분야
3. TiO 광촉매의 반응 메커니즘
4. VOC의 정의, 종류
5. PEC CELL

본문내용

1. 광촉매

광촉매는 화학적 반응에 필요한 파장대의 빛을 흡수하여 화학반응이 일어나도록 유도하는 물질로서 흔히 반도체 물질이 여기에 이용된다. 이러한 반도체 물질의 광촉매 특성에 관한 연구는 1972년 A. Fujishma와 K honda에 의해 TiO를 이용하여 물을 수소와 산소로 광분해 시킬 수 있음이 보고된 이후, 끊임없이 이루어져 오고있다. 현재 광촉매로 사용되고 있는 반도체 재료로는 TiO, CdS, SiO, ZnO, WO 등이 있다. 반도체의 일종인 TiO에 Band gap(약 32eV)이상의 에너지를 갖는 UV광(λ<400nm)을 조사할 경우 valence band에는 hole이 생성된다. 이렇게생성된 전자와 hole은 TiO표면으로 확산 이동하여 화학반응에 이용된다. TiO표면에 흡착된 물이나 OH­이온이 HOLE과 반응하여 ․OH라디칼을 생성시키며 전자는 산소와 반응하여 ․O­라디칼을 거쳐 ․OH라디칼을 생성시킨다. 이때 생성된 라디칼은 강력한 산화력을 바탕으로 TiO표면에 흡착된 유기물질등을 분해하게 된다. 이러한 광촉매 반응의 개략도를 그림에 나타내었다.

2. TiO의 특성(self-cleaning, antifogging) 및 응용분야

TiO가 가장 각광받고 있는 이유는 가격이 가장 저렴하고 인체에 무해한 물질이며 화학적․물리적 안정성을 지니고 있기 때문이다. 특히 여타의 반도체 물질에 비해 TiO는 수용액 또는 기체상에서 유기물질의 분해에 가장 뛰어난 효율을 가진 것으로 알려져 있다. TiO는 강력한 산화력을 바탕으로 거의 모든 유기물질, 심지어 미생물에 의해 분해되기 어려운 농약이나 살충제등도 이산화탄소로 산화시킬 수 있다. 이러한 TiO의 인체에 유해하고 유독한 유기물질을 광분해 시킬 수 있는 특성을 이용해서 물과 대기중의 환경오면 물질을 제거하려는 시도가 이루어지고 있다. 특히 최근에 와서 빛의 조사에 의해 TiO표면이 초친수성을 띄게 됨이 발견되면서 TiO를 박막상으로 제조하여 이를 광촉매로 이용하려는 연구가 활발히 이루어 지고 있다.

참고자료

· 없음