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싱글 사이트 광촉매를 이용하는 Pt 및 Pd 나노입자 촉매의 신규조제와 효율적 이용기술의 개발

전문가 제언: ○ 산화티탄 광촉매는 태양광 등의 자외선을 흡수하면 공기 중의 산소와 물에 의해 활성산소가 발생하는데 활성산소에는 냄새나 오염물질을 산화 분해하는 작용이 있기 때문에 오염방지, 방취, 항균 등의 뛰어난 효과를 발휘한다. 이러한 광촉매를 사용하는 전자제품(공기, 수 청정장치) 건축자재(더러워지지 않는 타일, 유리, 알루미늄 판, 텐트재료), 자동차부품(흐려지지 않는 사이드 미러) 등이 상품화되고 있다.

○ 광촉매 이용을 위한 과제로서 가시광선의 이용과 기능성재료(흡착제 등)와의 복합화가 주목받고 있다. 지상에 도달하는 태양광 중 자외광은 4퍼센트 정도밖에 되지 않아 가시광선을 이용할 수 있는 연구가 진행되고 있으며, 광촉매와 흡착재(미크로 세공을 가지는 흡착재)를 조합하면, 환경 내에 희박하게 존재하는 오염물질을 흡착 농축해 광촉매 반응의 효율을 높일 수 있다.

○ 특히 제올라이트 메소포라스 실리카의 실리카 골격에 도입된 광촉매 활성종(4배위산화 티탄 등)은, “단일사이트 광촉매”로 불리며 종래의 반도체형의 광촉매와는 다른 기구로 반응이 진행하는 독특한 신규 재료로서 주목받고 있다. 현재, 단일사이트 광촉매를 이용하여 암중에서도 표면 초친수성을 나타내는 투명한 메소포라스 박막 재료의 합성, 환경 촉매나 에너지 변환 촉매로서 유망한 금속 나노 촉매의 조제가 가능하게 되었다.

○ 본고에서는 광촉매활성의 향상을 목적으로 하여 이산화티탄분말 등의 반도체 광촉매 상에 Pt 등의 조촉매를 담지하는 방법을 사용하여 단일사이트 광촉매의 독특한 구조와 반응성을 이용한 전혀 새로운 금속 촉매를 조제하고 그 결과를 보고한 것이다. 단일 사이트 광촉매와 광석출법을 응용하는 PAD-SP법을 이용하면 고정화하는 금속입자의 입경을 제어할 수 있음이 밝혀졌으며 일반적인 함침법을 대체하는 새로운 금속촉매의 고정화법으로 실용화가 기대되는 방법이다. 간편하게 광촉매 개발이 가능한 방법으로 사료되며 관련분야의 관심이 요망된다.

저자: Kohsuke Mori, Sayoko Shironita, Yuki Miura, Toshiaki Shimizu, Naoki Mimura et al
자료유형: 학술정보