초록 ▼

초임계 이산화탄소내에서 W/C 미세 에멀젼을 형성할 수 있는 적합한 계면활성제를 선정, 합성하고, W/C reverse micelle 형성의 기본적인 변수를 조절하여 nano-size
TiO2를 시험 제조하였다. 제조된 미세입자의 형상 및 특성을 분석하여 반응변수와의 상관관계를 도출하였다. 또한 reference TiO2를 기존 졸-겔법과 헥산 reverse micelle 법으로 제조하여 물리적, 화학적 특성을 비교하고 광촉매 분해 활성을 조사하였다. 또한 초임계 이산화탄소를 이용한 나노입자 크기의 TiO2 제조 조건을 최적화

초임계 이산화탄소내에서 W/C 미세 에멀젼을 형성할 수 있는 적합한 계면활성제를 선정, 합성하고, W/C reverse micelle 형성의 기본적인 변수를 조절하여 nano-size
TiO2를 시험 제조하였다. 제조된 미세입자의 형상 및 특성을 분석하여 반응변수와의 상관관계를 도출하였다. 또한 reference TiO2를 기존 졸-겔법과 헥산 reverse micelle 법으로 제조하여 물리적, 화학적 특성을 비교하고 광촉매 분해 활성을 조사하였다. 또한 초임계 이산화탄소를 이용한 나노입자 크기의 TiO2 제조 조건을 최적화하고, 계면활성제의 구조 조절, micelle의 형성 조건과 나노 입자의 제조에 대한 이론을 정립하였다. 제조된 미세 입자를 사용하여 휘발성 유기화합물인 트리클로르 에틸렌 그리고 난분해성 액상 오염물인 페놀류의 광분해 반응에서의 반응 활성을 조사하였고, 또한 반응기구의 연구를 통하여 고성능의 광분해 장치를 개발하고자 하였다. 따라서 연구내용을 정리하면 다음과 같다.
1)계면활성제의 합성 및 설계 2)microemulsion법에 의한 나노크기의 $TiO_2$의 제조
3)나노크기의 $TiO_2$ 입자의 특성 분석
4)4-nitrophenol의 광분해 반응활성의 조사
5) TCE의 광분해 반응활성의 조사

본 연구의 수행에 따라 이산화탄소용 계면활성제 연구, 물과 이산화탄소의 미세 에멀전 조작 연구, 광촉매 분해 반응 연구 등의 수준을 높일 수 있었다.
물과 이산화탄소로서 구성된 에멀젼은 비용매 코팅, 생체분자의 반응 및 분리, 불균일계 중합, 고 표면적 재료 및 극미립자의 제조 그리고 금속, 섬유, 반도체 및 오염 토양의 세정등 광범위한 특수 분야에 사용될 수 있다. 따라서, 연구를 통하여 확보된 기술은 상기 분야의 학문 발전에 크게 기여할 수 있을 것으로 생각된다.
또한, 새로운 나노크기의 광촉매를 제조하여 광촉매를 이용하는 환경 관련 산업에 실용화시킴으로서 신사업 창출, 수출증대 등 국가경제에 미치는 효과가 클 것으로 예상된다. 한편, 연구 수행 과정을 통하여 차세대 연구분야인 광활성 촉매분야, 초임계 이산화탄소 분야의 전문 연구 인력 양성을 기할 수 있었고, 21편의 논문과 60여회의 국내외 학술대회 발표를 하였다.

Abstract ▼

The suitable surfactants have been screened and modified by controling the structure and size of blocks. A novel $TiO_2$ was prepared by titanium alkoxide and W/C reverse emulsion of supercritical carbon dioxide during which fundamental parameters are investigated. The reference $TiO

The suitable surfactants have been screened and modified by controling the structure and size of blocks. A novel $TiO_2$ was prepared by titanium alkoxide and W/C reverse emulsion of supercritical carbon dioxide during which fundamental parameters are investigated. The reference $TiO_2$ was also prepared by known method such as sol-gel and hexane reverse micelle and subjected to photocatalytic reaction in order to compare with the nano-$TiO_2$. In addition,
The optimum condition was obtained for producing the $TiO_2$ nanoparticle by controling the correlation parameters between the reaction variables and properties of micelle and nanoparticles. The mechanisms of photocatalytic degradation reactions of volatile organic compound and phenols by nano-size $TiO_2$ have been studied to give concept for designing new equipment for photocatalytic degradation. The contents of research was shown as follows.
1)Synthesis and design of surfactants 2)Preparation of nano-sized $TiO_2$ by microemulsion method 3)Characterization of of nano-sized $TiO_2$ 4)Study of photocatalytic decomposition activity of 4-nitrophenol 5)Study of photocatalytic decomposition activity of trichloroethylene
It has been leveled up for the studying of surfactants using carbon dioxide, microemulsion of water and carbon dioxide, and photocatalytic degradation of organic compounds.
These microemulsion consisted of water and carbon dioxide can be used nonsolvent-coating, reaction and separation of biomolecules, heterogeneous polymerization, high surface area materials and synthesis of nanomaterials.
Therefore, the techniques achieved by this study can be attributed to the enhancement of above research fields.
In addition, it can be thought to increase the export and the establishment of venture by applying on the environmental industry using the nanosize titanium dioxide as a photocatalysts. According to the this study, the high quality technician on the photocatalysis and supercritical fields can be produced and 21 jouranls(including of 16 SCI jouranls) has been published and 60 proceeding journals also has been published.

목차 Contents

• Ⅰ. 연구계획 요약문 ... 3
• 1. 국문요약문 ... 3
• Ⅱ. 연구결과 요약문 ... 4
• 1. 국문요약문 ... 4
• 2. 영문요약문 ... 5
• Ⅲ. 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 서론 ... 6
• 2. 연구방법 및 이론 ... 10
• 3. 결과 및 고찰 ... 20
• 4. 결론 ... 67
• 5. 인용문헌 ... 69