보고서 정보
주관연구기관 |
포항공과대학교 산학협력단 Pohang University of Science and Technology |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2013-06 |
과제시작연도 |
2012 |
주관부처 |
교육과학기술부 Ministry of Education and Science Technology(MEST) |
등록번호 |
TRKO201400021928 |
과제고유번호 |
1345175078 |
사업명 |
도약연구지원사업(도전) |
DB 구축일자 |
2014-11-10
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키워드 |
광활성 나노융합 촉매.광촉매.환경정화기술.태양광 수소 전환.광(전기)화학.고도산화공정.Photo active hybridized photocatalysts.Photocatalysis.Environmental purification technology.Solar conversion to hydrogen.Photo(electro)chemistry.Advanced oxidation processes(AOPs).
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DOI |
https://doi.org/10.23000/TRKO201400021928 |
초록
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연구결과
본 연구팀은 당 과제를 수행하면서 가시광 활성 및 전환효율 향상을 위한 산화물 반도체나노입자 개질 및 이종융합촉매 개발, 나노융합 촉매를 이용한 미량 유해물질의 광산화ㆍ환원 제어기술 개발, 나노융합 촉매를 이용한 광에너지의 수소 전환 제어기술에 관한 연구를 수행하였다.
첫째로 산화물 나노입자 표면개질 (얇은 알루미나 절연막으로 코팅된 염료감응 TiO2), 나노입자와 나노구조와의 이종 융합을 통한 고효율 광촉매 소재개발 (유기염료, C60 유도체, 고분자를 이용한 나노융합 광감응 광촉매 개발),
연구결과
본 연구팀은 당 과제를 수행하면서 가시광 활성 및 전환효율 향상을 위한 산화물 반도체나노입자 개질 및 이종융합촉매 개발, 나노융합 촉매를 이용한 미량 유해물질의 광산화ㆍ환원 제어기술 개발, 나노융합 촉매를 이용한 광에너지의 수소 전환 제어기술에 관한 연구를 수행하였다.
첫째로 산화물 나노입자 표면개질 (얇은 알루미나 절연막으로 코팅된 염료감응 TiO2), 나노입자와 나노구조와의 이종 융합을 통한 고효율 광촉매 소재개발 (유기염료, C60 유도체, 고분자를 이용한 나노융합 광감응 광촉매 개발), 광전환 반응 효율 및 선택성 향상을 위한 나노입자와 다공성 소재의 하이브리드화 (FAU-형 제올라이트에 캡술화된 TiO2 융합 광촉매 개발)를 통하여 나노입자 개질 및 이종융합촉매 개발에 관한 결과를 얻었다.
두 번째로 오염물질 제거기술로서 요오드 이온을 이용한 3가 비소와 6가 크롬의 동시 분해 연구, 가시광하에서 개질된 WO3의 분해 메카니즘 연구, 물속에서 TiO2 crystal phase(anatase와 rutile)에 따라 다른 OH radical의 확산 거동연구, 이산화티타늄의 가시광흡수 및 오염물질 분해율 향상을 위한 금속과 비금속 동시 도핑에 관한 연구, 그래핀/이산화티탄 복합체를 이용한 비소 산화연구, 철이온의 광화학적 산화·환원 순환 고리를 이용한 Cr(VI) 환원과 페놀류 오염물질 산화 동시 달성에 관하여 연구를 수행하였다.
마지막으로 태양에너지 수소전환 기술개발 분야로 이온교환수지에 고정화된 비균일계 수소생성 시스템의 개발, 탄소 나노튜브-고분자 하이브리드형 광감응 이산화티타늄 전극을 이용한 광전기화학적 수소생산, 탄소나노튜브-고분자 하이브리드형 광감응 이산화티타늄 전극시스템 개발 및 수소생성, Nafion 코팅된 Pd-TiO2를 이용한 인공광합성 연구, 그래파이트 또는 백금과 불소(또는 인산)으로 동시 표면 개질된 TiO2이용 수소생산 연구, 황화물계 광촉매의 밴드갭 및 형상 제어를 통한 수소생산 향상에 대한 연구를 수행하였다.
Abstract
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Result
In order to enhance the visible light activity and conversion efficiency, our research group has modified semiconductor nanoparticles and developed hybrid photocatalysts.
Furthermore, we have investigated the photo-oxidative/reductive mechanism of degraded trace hazardous substances and
Result
In order to enhance the visible light activity and conversion efficiency, our research group has modified semiconductor nanoparticles and developed hybrid photocatalysts.
Furthermore, we have investigated the photo-oxidative/reductive mechanism of degraded trace hazardous substances and enhanced the efficiency of photocatalytic degradation of pollutants and production of hydrogen.
First of all, we have obtained results on nano particle modification and hybrid photocatalyst through surface modification (e.g., dye-sensitized TiO2 coated with a thin alumina or an insulating film), high visible efficiency composite materials (with organic dye, fullerol, polymer) and hybridization of photocatalysts and porous materials to enhance efficiency and selectivity for photo-reaction (e.g., development of TiO2 hybridized with zeolite).
Secondly, for the removal of various pollutants, we have conducted research on simultaneous degradation of As(III) and Cr(VI) using iodine ion, studies on degradation mechanism of modified WO3 under visible light, research of OH radical diffusion depending on the phase of TiO2 crystal (antase and rutile) in water, simultaneous doping of metal and non-metals on TiO2 for degradation of hazardous materials under visible light, arsenic oxidation using graphite/TiO2 composite material, and simultaneous reaction of Cr(VI) reduction and phenolic compound oxidation through photochemical redox cycle of iron.
Lastly, for the development of solar energy conversion to hydrogen, we have studied the immobilized TiO2 in ion-exchange resin, photoelectrochemical hydrogen production using electrode consisting of carbon nanotube, nafion and dye sensitized TiO2, artificial synthesis using Pd-TiO2 coated with Nafion, and enhanced hydrogen production through surface modification (graphite, modification with Pt and F) and investigation of new materials (sulfides photocatalyst).
목차 Contents
- 도약연구사업 최종보고서(평가용) ... 1
- 목 차 ... 3
- 연구계획 요약문 ... 4
- 연구결과 요약문 ... 5
- 한글요약문 ... 5
- SUMMARY ... 6
- 연구내용 및 결과 ... 7
- 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
- 2. 국내외 기술개발 현황 ... 9
- 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 11
- 4. 목표달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 63
- 5. 연구결과의 활용계획 ... 64
- 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 66
- 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 67
- 8. 참고문헌 ... 68
- 9. 연구성과 ... 69
- 10. 기타사항 ... 107
- 끝페이지 ... 112
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