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TiO2 졸을 이용한 수중 Humic Acid의 광산화-화학적 산화법에 의한 부식산의 분해처리 기술에 관한 연구(I)-
Photo-oxidation of Aqueous Humic Acid using TiO2 Sols-Characterization of Humic Acid in the Chemical Oxidation Treatment(I)- 원문보기

대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers, v.22 no.6, 2000년, pp.1073 - 1081  

석상일 (한국화학연구소 화학소재 연구부) ,  안복엽 (한국화학연구소 화학소재 연구부) ,  김미선 (한국화학연구소 화학소재 연구부) ,  서태수 (한국화학연구소 화학소재 연구부) ,  이동석 (강원대학교 환경공학과)

초록
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가시광 영역에서 투명한 $TiO_2$ 졸을 이용하여 수중 humic acid의 광분해 특성을 고찰하였다. $TiO_2$ 졸은 $TiCl_4$ 용액의 가수분해 침전물인 $TiO(OH)_2$를 $H_2O_2$와 반응시켜 titanium peroxo solution (TPS)을 제조한 후, 이 용액을 온도와 시간의 함수로 열처리하여 제조하였다. Humic acid의 광분해를 위하여 사용된 졸의 적정 농도는 100ppm 전 후이었으며, photoluminescence(PL)를 이용하여 결정되었다. $TiO_2$ 졸의 humic acid에 대한 광촉매 효능은 TPS를 $100^{\circ}C$에서 12시간 이상 열처리한 졸을 이용할 때 가장 높았으며, 상용되고 있는 Degussa P25 보다 우수한 것으로 나타났다. 또한 상용의 분말로부터 유도된 현탁 반응은 처리수가 $TiO_2$로 인해 높은 탁도를 나타내는 반면, TPS로부터 유래한 졸은 거의 탁도를 나타내지 않고 높은 투명성을 보였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The photo-oxidation of an aqueous humic acid solution using $TiO_2$ sols. which is transparent in visible range, was studied. The $TiO_2$ sols were prepared by a process wherein hydrogen peroxide was added to a gel of $TiO(OH)_2$ originated from hydrolysis of $T...

주제어

#$TiO_2$ 졸   #광촉매 효능  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

제안 방법

  • 분석하였다. UV를 단독으로 조사하였을 경우와, TiC"로부터 제조한 졸 및 Degussa P25를 사용했을 경우룔 비교 . 분석하였다.
  • TPS롤 10CTC에서 2~24시간 열처리하면서 나타나는 TiO2 졸의 형광특성 및 결정형의 변화를 humic acid에 대한 광촉매 효능과 관련하여 고찰하였다. TPS의 열처리 시간에 따른 PL 스펙트럼 변화를 Fig.
  • TPS의 100P에서의 열처리 시간에 따른 광 효율의 변화를 흡광도와 CODs을 이용하여 분석하였다. UV를 단독으로 조사하였을 경우와, TiC"로부터 제조한 졸 및 Degussa P25를 사용했을 경우룔 비교 .
  • TPS의 열처리에 따른 이러한 TiO2 졸 입자의 결정형 정보를 확인하기 위하여 X-선 회절분석을 실시하였다(Fig. 9). 그림에서 보는 바와 같이, 열처리 전의 TPS는 무정형을 보이고 있다.
  • 12에 나타냈다. UW를 단독으로 조사하였을 경우와, TiC14로부터 제조한 졸 및 Degussa P25를 사용했을 경우를 비교 . 분석하였다.
  • 광촉매 반옹에 있어서 졸의 농도에 따른 광촉매 효능의 변화에 대하여 고찰하였다. 시료는 humic acid를 적정 농도로 제조하여 이용하였다.
  • 시료는 humic acid를 적정 농도로 제조하여 이용하였다. 광촉매반옹을 위한 적정 TiO2 농도를 구하기 위하여 상용 anatase(Cerac Co.) 분말을 각각 10-1000 ppm 의 농도로 수중에 분산시켜 photoluminescence (PL)룰 측정하였다. Fig.
  • ELS 8000)으로 측정하였다. 또한 졸 입자의 형태는 투과전자 현미경(Phillips CM20P/STEM)으로 관찰하였다. 전구체 용액 및 졸 용액의 점도는 25℃에서 오스트발트 섬도계를 이용하여 확인하였으며, 생성된 졸의 결정형온 졸 용액을 건조한 후 X-선 회설분석기 (Rigaku제 모델 D/Max IIIB) 를 이용하였다.
  • 또한 TiO2 분말을 이용한 현탁처리의 경우 Ti6에 의한 탁도로 인해 광분해 후 TiO2를 제거할 필요가 있다. 본 연구에서는 가시광 영역에서 투명하여 탁도를 나타내지 않는 결정성 TiO2 초미세 졸용액을 사용하여 humic acid의 광분해 특성에 대하여 조사하였으며, 광분해 효율은 상용의 Degussa P25 분말과 비교하였다.
  • 전구체 용액 및 졸 용액의 점도는 25℃에서 오스트발트 섬도계를 이용하여 확인하였으며, 생성된 졸의 결정형온 졸 용액을 건조한 후 X-선 회설분석기 (Rigaku제 모델 D/Max IIIB) 를 이용하였다. 수용액상에서 나타나는 졸의 발광 특성은 photohiminescence(PL)를 이용하여 210 nm 에서 여기 (exitation)시킨 후 300~900 nm에서 나타나는 발광(emission) 강도를 측정하였다. 졸의 humic acid에 대한 광분해 효을은 CODcr (표준법) 및 UV/VIS 흡광도(UV2401PC, Shimadzu)를 이용하여 분석하였으며, 졸에 의한 측정오차를 배제하기 위하여 한외여과장치(Amicon Co.
  • 또한 졸 입자의 형태는 투과전자 현미경(Phillips CM20P/STEM)으로 관찰하였다. 전구체 용액 및 졸 용액의 점도는 25℃에서 오스트발트 섬도계를 이용하여 확인하였으며, 생성된 졸의 결정형온 졸 용액을 건조한 후 X-선 회설분석기 (Rigaku제 모델 D/Max IIIB) 를 이용하였다. 수용액상에서 나타나는 졸의 발광 특성은 photohiminescence(PL)를 이용하여 210 nm 에서 여기 (exitation)시킨 후 300~900 nm에서 나타나는 발광(emission) 강도를 측정하였다.
  • 수용액상에서 나타나는 졸의 발광 특성은 photohiminescence(PL)를 이용하여 210 nm 에서 여기 (exitation)시킨 후 300~900 nm에서 나타나는 발광(emission) 강도를 측정하였다. 졸의 humic acid에 대한 광분해 효을은 CODcr (표준법) 및 UV/VIS 흡광도(UV2401PC, Shimadzu)를 이용하여 분석하였으며, 졸에 의한 측정오차를 배제하기 위하여 한외여과장치(Amicon Co.)를 이용하여 TiO2 졸 입자를 제거한 후 분석하였다.
  • 위하여 광반응 전 .후 시료의 흡광도 및 CODw을 분석하였다. Humic acid는 190~900 nm의 UV/VIS 영 역에서 특수한 흡수파장을 나타내지는 않았다.

대상 데이터

  • 그러므로 흡광도가 줄어든 것은 광 반응에 의한 초기 시료의 유기물의 감소에 대한 직접적인 정보는 아니지만, 오염물의 제거에 대한 간접적인 지표가 될 수 있다. TiO2 졸은 TPS를 12시간 열처리한 졸을 이용하였다. 졸의 농도 범위를 10 -1000 ppm으로 제조하여 120분 동안 각각 광 반 옹 시킨 후 humic acid가 나타내는 흡광도의 변화를 관찰한 결과를 Fig.
  • TiO2 졸을 이용한 광반옹 장치는 직경 5 cm, 높이 30 cm의 pyrex 유리관을 이용하여 실험실에서 자체 제작하였다. 관 중심부로 파장 254 nm를 주파 장으로 방출하는 10 W 저압 수은램프를 장치하였다.
  • 관 중심부로 파장 254 nm를 주파 장으로 방출하는 10 W 저압 수은램프를 장치하였다. 광촉매 반옹의 모델 시료로서 humic acid (Aldrich Co.)를 사용하였으며. 광조사 반응 시에는 공기를 250 cnF/min으로 주입하였다.

이론/모형

  • 졸 제조과정에서 나타나는 졸의 입자크기는 dy­ namic light scattering법 (Photal Otsuka Elec­ tronic Co.. ELS 8000)으로 측정하였다. 또한 졸 입자의 형태는 투과전자 현미경(Phillips CM20P/STEM)으로 관찰하였다.
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