물리화학실험_Degradation of Methylene Blue by TiO2 Nanoparticles

소개글

물리화학실험_Degradation of Methylene Blue by TiO2 Nanoparticles 물리화학실험 결과보고서입니다.

목차

1. 실험결과
2. 고찰
3. 참고문헌

본문내용

이번 실험에서는 광촉매를 이용하여 메틸렌 블루를 분해하였고 광촉매의 원리를 알아보고 광촉매의 종류에 따른 효율을 비교해보았다.
광촉매는 반응의 활성에너지를 낮추어 유기물질의 산화반응이 더 빨리 진행되게 도와준다. 이러한 광촉매들은 태양광이나 형광등에 포함된 자외선(UV)에 의해 강한 산화, 환원 능력을 갖는다. 우리가 사용한 광촉매는 TiO2로 표면에 자외선(400nm 이하, 이번 실험에서는 254nm를 이용)을 조사하면 표면에서 전자가 발생하고 전자가 발생한 자리에 정공이 생긴다. 발생된 전자와 정공은 주변의 산소나 수소 혹은 OH- 등과 여러 가지 반응을 하게 되고 생성된 O2-, O-, OH Radical 등은 강한 산화력을 가지고 있어 여러 종류의 산화반응을 일으킬 수 있다.메틸렌 블루 용액은 Thiazine라는 발색단이 있어 수용액 상태에서 푸른색을 띠게 되는데 광촉매 반응에 의해 생성된 라디칼에 의해 메틸렌 블루 용액의 발색단들이 분해되면 무색을 띤다. 그리고 발색단들이 분해되는 정도에 따라 용액의 색깔이 농색에서 담색을 띠게 되는 것이다.
우리 조가 실험에서 사용할 시료인 TiO2 수용액은 조교님께서 만들어주셨고, 100ppm 농도의 메틸렌블루 1.5mL와 함께 넣어주고 stirring한 후 빛이 들어가지 않도록 스티로폼 박스로 덮어두었고 UV lamp(254nm)를 쪼여주었다. UV spectrometer를 이용하여 Rutile과 anatase 25nm은 10분 간격으로 메틸렌 블루의 Abs를 측정했고 anatase 45μm와 P25는 40초 간격으로 메틸렌 블루의 Abs를 측정했다. 4가지 Dye solution 모두 6-7번 반복 측정하였더니 흡광도에 변화가 없어졌다.

참고 자료

Quantum Chemistry and Spectroscopy 3th, PEARSON, 2014.