광촉매 TiO2 제조 및 특성분석

소개글

신소재 실험 보고서 입니다.

목차

1. 서론 및 이론적 배경
1) 광촉매의 정의
2) 광촉매의 반응원리
2) 광촉매의 효과
4) 타이타늄 양극산화
5) 양극산화

2. 실험방법
1) 양극산화에 의한 TiO2 피막 제조

3. Aniline blue 용액의 분해율 분석
1) Aniline blue 용액 제조
2) Aniline blue 용액 pH 4.0 만들기.
3) Aniline blue 용액 분해율 측정하기.

4. 결과 및 고찰
1) 광촉매 피막의 FE-SEM 사진으로부터 조직 분석
2) 광 투과도 측정에 따른 염료 분해율
3) 반응차수
4) 반응속도상수(K)

4. 실험을 통한 의미와 기대

5. 참고문헌

본문내용

1. 서론 및 이론적 배경
1) 광촉매의 정의
광촉매란 촉매의 한 종류로서 촉매작용이 빛에너지를 받아 일어나는 것을 말한다. 광촉매에 사용할 수 있는 물질로는 TiO2(예추 형), TiO2(루틸 형), ZnO, CDS 등과 페롭스카이트 형 복합금속산화물 등이 있다. 그러나 실체 광촉매 반응에 사용할 수 있는 반도체 물질은 우선, 광학적으로 활성이 있으며 광부식이 없어야 한다. 또한 생물학적으로나 화학적으로 비활성이어야 하며, 가시광선이나 자외선 영역의 빛을 이용할 수 있어야 할 뿐만 아니라 경제적인 측면 에서도 저렴해야 한다. 광촉매의 조건과 활성을 고려해 볼 때, 빛을 받아도 자신은 변화하지 않아 반영구적으로 사용할 수 있고, 염소()나 오존()보다 산화력이 높아 살균력이 뛰어나며, 모든 유기물을 이산화탄소와 물로 분해할 수 있는 산화티타늄(TiO2)은 대표적인 광촉매 물질로 널리 사용되고 있다.

2) 광촉매의 반응원리
광촉매는 반도체성 물질의 하나로 일정 밴드 갭 이상의 에너지를 갖는 빛을 받으면 밸런스밴드의 전자가 컨덕션 밴드로 여기 되면서 밸런스밴드에는 같은 수의 홀이 생긴다. Titania의 경우 대단히 안정하므로 광촉매로써 우수한 이유 중에 하나이며, 이렇게 생성된 전자와 정공 사이 재결합을 피하고 촉매 표면으로 이동할 수 있을 정도로 전하 분리가 되면 TiO2표면에서 TiO2내부에 전자와 정공이 생기고 표면에 접근한 정공은 주위에 물과 반응하여 산화 분해력이 강력한 Hydroxyl radical을 형성시킨다. 전자는 흡착되어 있는 산소와 반응하여 super oxide anion을 생성시킨 다음 과산화물을 만들거나 물과 반응하여 hydroxyl radical을 형성함으로써 오염물질을 무해한 물질로 분해시킨다.
이러한 TiO2 광촉매는 태양에너지 또는 형광빛에 의해서도 반응이 일어나며, 반영구적인 기능을 발휘하므로 반영구적이며, 경제적이다. 또한, 반응후의 부산물은 물과 로 환경에 무해한 물질이며, 다양한 적용이 가능하다.

참고 자료

양극산화법에 의한 알루미나 나노 템플레이트 및 TiO2 광촉매의 제조와 특성 / 국민대학교 대학원 / 신소재 공학과/김시형
일반화학 제 7판 / 자유아카데미 / Steve S.Zumdahl, Susan A.Zumdahll
광촉매 TiO2의 제조 및 특성 분석 - 수업교안