*실내 공기정화를 위한 광촉매산화

전문가 제언

□ PCO에 의한 기상의 VOCs제거 대상물질은 Trichloroethylene, Benzene, Toluene, Formaldehyde, Acetaldehyde, Methyl Ethyl Ketone 등이다. Aldehyde류는 악취를 발생하는 VOC로, TEC는 PCO반응 대사물질로 가장 많이 선택되고 Benzene 및 Toluene은 광반응이 쉽게 일어나지 않는 물질이다.

□ 광촉매로서 가장 널리 사용되는 TiO2의 광효율을 높이기 위하여 Pt, Fe, Mo, Cr, Cu 등을 담지(擔持)시키거나 전류를 흘려주어 들뜬 전자-정공 쌍의 재결합을 막아 광활성을 증진시키는 시도가 있다. 최근에는 Metal Ion Source를 Ion Accelerator를 사용하여 TiO2내부에 심어 TiO2의 흡수파장대를 가시광선 영역까지 확대하고자 시도하고 있다. UV광선은 태양광의 5%미만의 소량만이 지표면에 도달하고 있어 가시광선영역에서 활성을 갖는 촉매는 많은 활용가치를 넓힐 수 있다.

□ 우량한 광촉매는 큰 촉매 표면적을 가져야 하고 또한 높은 광자 이용효율을 가져야한다. 큰 표면적을 갖는 촉매는 Sol-Gel방법으로 TiO2결정 입자 크기가 2.3～30nm(Q size)의 작은 분말제조가 가능하다. 어떤 연구결과에 의하면 크기가 7nm일 때 PCO효율이 최대이었고 그 이하 크기에서는 전자-정공 쌍의 재결합이 촉진되어 오히려 PCO의 효율이 감소하는 것으로 보고 되었다. 전자-정공 쌍의 재결합은 대략 10-9초 이내에 일어나므로 쉽게 제어되지 않는다.

□ 실온에서 Toluene의 PCO프로세스에서 빠른 시간 내 촉매가 백색에서 노란색으로 변하게 되고 이는 광분해 중간생성물이 촉매표면에 화학 흡착하여 촉매를 탈활성화한 때문이다. 이 산화과정은 Toluene→Benzyl alcohol→Benzaldehyde→Benzoic acid이고 이들을 제거하려면 420℃에서 가열해야 한다. 광촉매분말을 그대로 사용하면 반응면적이 커서 효율이 좋으나 처리 후 분말을 회수해야 하는 문제 때문에 광촉매 실용화를 위해서는 광촉매의 고정화가 필수이다. 초미세입자 광촉매분말을 지지체위에 Binder와 배합하여 고경도 내산성의 투명한 막을 형성해야하는데 잘 고정이 되지 못하면 촉매가 지지체로부터 떨어져 나가고, 촉매의 반응성이 크기 때문에 Binder가 분해 되어서도 안된다.

저자

Zhao, Juan; Yang, Xudong

자료유형

원문언어

영어

기업산업분류

환경·건설

연도

2003

권(호)

38(5)

잡지명

Building and Environment

과학기술
표준분류

환경·건설

페이지

645~654

분석자

서*석

분석물

• 실내 공기정화를 위한 광촉매산화.pdf [200,005 byte]

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