내 신청현황
종류	모집공고명	진행상태
신청내용이 없습니다.

첨단기술정보

home
알림마당
과학기술정보분석
첨단기술정보

물속 미생물 제거에 반도체 광촉매 이용

전문가 제언: ○ 광촉매는 광반응을 가속시키는 촉매이다. 광촉매의 조건은 반응에 직접 참여하여 소모되지 않아야 하고, 기존 광반응에 다른 반응 경로를 마련하여 반응 속도를 높여야 한다. TiO2에 UV를 조사하면 강력한 산화력을 지닌 수산기가 형성되어 물속의 바이러스, 세균, 효모 및 곰팡이 등의 미생물과 독성이고 난분해성인 유기화합물을 산화 분해시켜 해가 없는 CO2와 H2O가 된다.

○ TiO2 반도체 광촉매의 살균 작용기제는 세균 Lactobacillus acidophilus와 대장균 및 효모 Saccharomyces cerevisia에서 세포 내 조효소 A의 직접 산화를 실증함으로써 마련되었다. 광촉매에 의한 세포 사멸은 세포막과 세포벽 분해의 혼란에 따른 것이다. 물속 미생물 위험은 모든 나라에서 음용수 질의 일차적 관심사이며, 음식 찌꺼기와 분뇨 등으로 오염된 물은 병원성 세균, 바이러스, 곰팡이, 원생동물 및 기생충의 원천이 된다.

○ 반도체 촉매 작용의 기본 과정은 반도체의 띠 간격과 같거나 큰 에너지와 광자의 흡수에 따른 전자 구멍 쌍의 형성에 달렸다. 이들 반응성 주체에는 체계에서 산화 환원하는 모든 반응이 포함된다. 무기 오염물은 독성이 적거나 덜 위험한 화합물로 쉽게 변할 수 있고 거대 분자, 세균 및 바이러스 같은 생물체는 살균되어 완전히 죽거나 제거된다.

○ 물 살균용 광촉매 작용은 세균, 바이러스, 곰팡이 및 원생동물 등 넓은 범위의 미생물 파괴 효과를 나타낸다. 광촉매 불활성화에 따른 미생물의 대응 시간은 세포벽의 복잡성과 관련되어 세포벽이 복잡한 미생물은 광촉매 처리에 내성이 크다. 따라서 그램 양성균이 음성균보다 살균 처리시간이 길어야 한다.

○ 우리나라에서는 TiO2 반도체 광촉매와 UV를 이용한 물 처리 기술에 대한 연구 수준이 상당하고 적용도 되고 있으나 물은 UV를 심하게 희석시키기 때문에 경제적인 문제가 있다. 가시광은 덜 희석되며 태양광의 많은 스펙트럼을 쓸 수 있다. 상용이며 효과적인 가시광 흡수 광촉매를 활용하는 시간 당 수천 ㎡의 대용량 물 처리 기술의 개발이 시급하다.

저자: Peter K.J. Robertson, Jeanette M.C. Robertson, Detlef W. Bahnemann
자료유형: 학술정보