인공 및 태양광을 이용한 이산화티탄 현탁액에서의 살충제의 광촉매 변환-중간 생성물 및 분해 경로(Photocatalytic transformation of pesticides in aqueous titanium dioxide suspensions using artificial and solar light: intermediates and degradation pathways)

전문가 제언

□ TiO2 광촉매 존재 하에 각종 유기물 살충제, 제초제 및 농약 등이 함유된 폐수를 처리할 때 가장 이상적인 상태에서는 짧은 광촉매 반응 시간 내에 모든 물질이 CO2, H2PO4-, SO42- 및 NO3- 등으로 완전히 광물질화되는 것이다. 그러나 어미 분자 물질의 복잡한 구조에 기인하는 광촉매 반응의 복잡성으로 완전 무기질화는 달성이 어렵고 광촉매 반응 기간 동안 부산물의 생성은 피할 수 없는 실정이다. 각 처리 시스템에서 중간 생성물의 확인 및 평가는 처리 시스템의 최적화와 전반적 공정의 극대화에 결정적인 관건이 되고 있다. 이의 평가를 수행하기 위해서는 현대적인 분석 기술인 GC/MS 및 LC/MS에 결합된 DAI 및 SPE 등의 기술이 지원되어야 한다.

□ TiO2 광촉매는 상대적으로 높은 광촉매 활성, 생물학적 및 화학적 안정성, 저비용, 비독성 및 긴 수명 등의 많은 장점을 가지고 있기 때문에 광촉매 중에서 가장 널리 사용되고 있다. 그러나 실제적으로 산업 폐수 처리에 TiO2 광촉매를 사용하기 위해서는 몇 가지 과학적 및 기술적 문제가 해결되어야 한다. TiO2 광촉매의 효율은 결정 구조, 입자 크기, 표면적 및 기공도에 크게 영향을 받는다. 광촉매 효율을 증진하는 하나의 방법은 촉매의 표면적을 증가시키는 것이다. 하나의 문제는 TiO2 광촉매 분말을 수용액에 현탁시켜 사용한 후 이를 회수하기 위해서는 액체-고체 분리가 필요한데 이 공정이 매우 어렵다. 즉 미세 분말을 여과하여 재현탁시켜야 하는 번거로움이 있다. 이 번거로움을 피하기 위해 TiO2 광촉매 분말을 유리 매트릭스, 광섬유 및 스테인리스 철판 등에 고정하는 방법이 제안되고 있다. 이를 실현하기 위해 위의 각종 기질 위에 sol-gel 방법으로 TiO2 광촉매의 얇은 막을 도포하는 것이다. 두번째로 해결되어야 할 문제는 대량의 산업폐수를 저비용으로 처리하기 위해서는 기질에 담지된 광촉매를 충분하고 효과적으로 인공 UV 대신 태양광을 이용할 수 있어야 한다. 세번째는 광촉매 프로세스의 효율을 증가시키는 문제이다. 다른 기술적인 대안은 TiO2 미세 분말을 다공성 Hβ형 제올라이트 담체에 흡착시키는 것으로 이 물질이 살충제 분해에 효과적으로 사용되었다는 보고가 있다. 살충제 함유 폐수 중에는 Cu2+, Zn2+ 및 Na+ 등의 금속이온이 흔히 공존하고 있어 이들의 영향과 폐수의 pH가 광촉매 반응에 영향을 미치고 있음으로 현장 조사가 크게 유용하다.

저자

Konstantinou, Ioannis K.; Albanis, Triantafyllos A.

자료유형

원문언어

영어

기업산업분류

환경·건설

연도

2003

권(호)

42(4)

잡지명

Applied Catalysis

과학기술
표준분류

환경·건설

페이지

319~335

분석자

서*석

분석물

• 인공 및 태양광을 이용한 이산화티탄 현탁액에서의 살충제의 광촉매 변환.pdf [186,172 byte]

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