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선택적인 전이금속으로 증착된 TiO₂를 사용하는 아조염료의 광촉매분해

전문가 제언: ○ 난분해성 물질을 처리하기 위해 다양한 고도산화처리 공정이 도입되고 있다. 일반적인 물리화학적, 생물학적 처리조건보다 높은 산화조건에서 처리하기 때문에, 모체보다 독성이 높은 중간체가 생성되는 사례가 다양한 소스에서 발견되고 있다.

○ 대부분의 고도산화처리 과정에서는 불소를 제외하고 가장 높은 산화전위를 갖는 수산기라디칼을 이용하고 있지만, 최근의 고도산화처리 기술은 처리효율 향상은 물론 처리비용 절감에 주력하고 있다.

○ 고도산화처리 조건은 약품 또는 에너지를 사용해서 통상적인 조건보다 집중된 조건에서 반응이 진행되기 때문에 이를 극복하기 위해 반도체물질인 TiO2, ZnO, CdS, ZnS와 V2O5를 촉매로 사용한다면 실온에서도 고도산화처리 반응을 수행할 수 있다.

○ 본고에서는 이러한 반도체물질에 크롬, 구리, 철, 망간, 아연, 바나듐, 은, 텅스텐 이온을 도펀트(dopants)로 첨가하면, 광으로 생성되는 전자와 정공간의 재결합을 억제해서 광양자효율을 향상시키기 때문에 처리효율을 향상시킨다고 한다.

- 이러한 불균질상의 촉매를 사용해서 아조염료를 효율적으로 분해할 수 있었으며, 이 경우에 촉매농도, pH, 광의 강도 및 조사시간이 처리효율에 영향을 준다고 한다.

○ 불균질상 촉매를 제조하는 비용이 높기 때문에, 회수해서 재사용할 수 있어야 하며, 이를 위해 촉매의 내구성과 함께 반응성을 유지할 수 있어야 한다.

○ 국내에서도 광촉매를 사용해서 폐수, 오염된 공기에 대한 처리연구를 수 이용하였고, 일부 분야에서는 소규모의 상업시설도 등장하고 있지만, 대규모의 처리실적은 없으며, 특히 도펀트를 첨가한 연구는 없으므로 많은 참고가 되기를 기원한다.

저자: M.A. Rauf et al
자료유형: 학술정보