연구자료102 (광화학촉매)

소개글

페놀류의 광화학적 산화 및 티타니아 나노튜브 광촉매 생성

목차

1. 페놀과 할로겐화 페놀류의 광화학적 직접 산화 메커니즘
2. 열수처리에 의한 티타니아 나노튜브 광촉매의 생성
3. 출처

본문내용

환경수역에서 페놀과 할로겐화 유도체의 광화학적 반응은 통일화되고 있다. 광이온화 혹은 광분해 아릴-할로겐 결합의 균열은 고농도의 폐수에서는 일련의 바이아릴(biaryl)-기(radical) 생성물을 만들게 된다. 2-치환 및 4-치환 할로겐화 페놀류가 광 조사에서 히드로할로겐 산을 상실하게 되면 반응성이 큰 알파- 및 감마-케토카르벤을 생성하게 된다. 폴리염소화 페놀류도 광조사에 의해 고독성의 폴리염소화 다이옥신류와 퓨란류를 생성하게 된다. 이는 환경 동태, 물리 화학적 특성, 여타 할로겐화 다이옥신류와 퓨란류(즉, 불소화와 브롬화 및 요오드화의 혼합물)의 독성과 연관성을 가지는 것이다.
악취 등의 대기오염물질, 의약물·수의약물·농약·공업유해물질 등의 수질오염물질 중에서 맹독성 및 발암성을 갖는 유기성 유해화학물질은 전통적인 물리학적·화학적·생물학적 프로세스로서는 완전하게 처리할 수 없지만, 반응 표면적이 월등하고 광을 이용하는 나노튜브 형상의 티타니아 광촉매로서는 완전하게 처리하여 이산화탄소·물 등의 무해물질로 무기화시킬 수 있는 가능성을 갖고 있다. 연성-화학적(soft-chemical) 열수처리법의 알카리성 열수(alkaline hydro-thermal) 기법은 광촉매작용 등의 여러 분야에서 이용할 수 있는 간단하고 환경친화적 방법이지만, 티타니아 나노튜브의 생성 메커니즘은 아직 완전하게 해석되지 못한 실정이므로

<중 략>

광촉매 공정은 고도산화공정 (AOP: advanced oxidation process)의 일종으로서 폐수의 무기성 물질과 유기성 물질을 산화시키고 제거시키기는 강한 친수성 기(radical)를 생성하기 위해 고안된 화학적 처리공정이다. 광촉매작용은 간접적으로 반응율을 변화시키는 촉매를 활성화시키기 위해 광을 이용하는 화학적 프로세스이다. 여기서 불균질 광촉매작용을 일으키기 위한 세 가지 주요 구성 인자는 촉매와 광 및 반응물질이다.
광촉매 작용은 광범위한 화학적 기술과 환경 기술이 집합된 촉망받는 첨단의 ‘녹색 기술’(green technology)이다. 광촉매작용은 각종 산업 폐수에 함유된 발암성 화합물과 같은 유독성 유기화합물을 산화시키고 제거하는 매력적 처리수단이다.

참고 자료

Sierra Rayne, Kaya Forest and Ken J. Friesen, “Mechanistic aspects regarding the direct aqueous environmental photochemistry of phenol and its simple halogenated derivatives. A review”, Environment International, vol.35, 2009, pp.425~437
Chung Leng Wong, Yong Nian Tan, Abdul Rahman Mohamed, A review on the formation of titania nanotube photocatalysts by hydrothermal treatment, Journal of Environmental Management, vol.92, 2011, 1669~1680
한국과학기술정보연구원(KISTI) : http://www.kisti.re.kr
고경력과학기술인 프로그램 : http://www.reseat.re.kr
한민족과학기술자네트워크 : http://www.kosen21.org
한중일영 한자 센터: http://www.upaper.net/efictions