[자연과학]반응공학 - 광촉매 실험

1. 서 론 많은 전문가들의 예견을 통하지 않더라도 21세기는 환경이 국민 삶의 질을 좌우할 것이라는 것은 누구나가 공감하는 부분일 것이다. 최근 산업의 급속한 발달과 더불어 유해대기오염물질 (HAP: hazardous airpollutants), 휘발성 유기화합물(VOCs), PAN, 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx)등 유해한 유기 및 무기화합물들에 의한 환경오염은 나날이 심각해져가고 있다. 이에 대한 대책의 일환으로 대기오염물질 및 하천이나 호수, 바다에 유입되는 폐수를 광촉매(Photocatalyst)에 환경친화적 에너지원인 빛을 조사하여 완전하게 분해시키고자 하는 노력이 계속되고 있다. 광촉매는 반도체성의 물질로 밴드갭 에너지 이상의 광을 조사하면, 음전하를 가지는전자와 양전하를 갖는 정공을 생성하고 이들의 강한 환원작용 산화작용에 의해 이온종이나 분자종을 분해시키는 다양한 반응을 일으키게 된다. 광촉매의 강한 산화반응은 실온에서 광조사만으로 유해유기물을 무해한 이산화탄소와 물로의 변환이 가능하며, 환원반응은 수용액중에 이온으로 존재하는 중금속등을 환원하여 분리, 제거를 가능하게 한다. TiO2는 에너지대가 수소와 산소의 발생전위 영역에 걸쳐있어 산화, 환원 반응이 동시에 가능하다. 그리고 화학적으로 안정하여 산이나 염기에 침식되지 않고, 무독성이고 그 자체의 넓은 응용범위 때문에 가장 활발히 상용화가 진행되고 있다. 광촉매 반응은 무기화합물에 의한 광분해 반응, 즉 안료에 의한 도료의 열화 등으로 오래전부터 알려져 있었으며, 1950년까지 도료의 내구성 증진을 위하여 광촉매 반응을 억제하는 열화방지등이 관련 연구의 주류를 이루어 왔다. 1960년대 중반에 이르러 소련의 Krasnovskij와 Brin이 산화텅스텐, 이산화티탄, 산화…
광촉매 반응은 무기화합물에 의한 광분해 반응, 즉 안료에 의한 도료의 열화 등으로 오래전부터 알려져 있었으며,…