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* 광촉매 반응: 폐수처리에 유망한 기술

전문가 제언: □ 광촉매로 적합한 물질을 살펴보면 ZnO, CdS, WO3, TiO2 등의 물질이 광촉매로 사용되나 이 중에서 TiO2활용이 가장 크다. TiO2는 대부분의 산, 염기 및 유기용매에 침식되지 않는 화학적 안정성을 가지고 있다. ZnO의 경우 에너지밴드가 TiO2와 비슷하고 높은 활성을 가지나 수용액에서 광조사(光照射)하면 녹는 수가 있으며 염산, 질산 등의 일반 산에도 쉽게 녹는다. 금속 황화물은 가시광을 사용할 수 있지만 대부분의 경우 산에 잘 녹는 단점이 있다.

□ TiO2은 중독성, 발암성이 없는 생체적합성을 가지고 있으며 염소, 오존보다도 높은 산화력을 가져 강력 살균력과 모든 유기물을 물과 이산화탄소로 분해하는 능력을 가지고 있어 가장 뛰어난 촉매로 사용되고 있다.

□ 광촉매사용 시 제한을 받는 것은 어느 정도 반응이 진행된 후 더 이상 광촉매반응이 계속되지 않는다는 것이다. 이는 촉매의 독작용으로 촉매 표면에 중간생성물이나 미세 고체입자가 부착되어 있어 이를 제거해 재활성화 시켜야 한다. 제거방법으로는 미세 고체입자는 필터를 사용하여 제거하거나 중간생성물은 세척, 가열하여 촉매표면을 활성화시켜야 한다.

□ 광촉매의 산업에의 이용을 살펴보면,

○ 환경정화: 대기 중 NOx, SOx 및 다이옥신 제거, 수질정화

○ 도로: 터널내벽, 가드레일, 표시판 등을 광촉매로 코팅하면 초친수성에 의한 자정작용으로 청결유지

○ 기타: 주택설비, 가전, 자동차, 점포설비, 항균 제품 등이 있고, 국내 가전업체에서도 가전제품에 자외선과 벌집모양의 필터를 조합하여 부착하여 항균, 소독을 하고 있다. 또 많은 건축업자들이 광촉매물질로 도포된 건축자재로 건물내부의 마감 재료로 사용하여 거실의 공기정화를 꾀하고 있다.

○ 국내 광촉매 시장규모: 향후 약 20조원으로 추산하고 있다.

저자: Suresh C. Ameta et al
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