생물화공 에너지 / 환경 : Mo / Ti 혼합광촉매와 TiO2 광촉매의 제조 및 평가 ; 순환반응에 의한 기상 Trichloroethylene 의 광촉매 반응 분석

본 연구에서는 순수 TiO₂및 molybdenum doped TiO₂(Mo/Ti) 혼합광촉매를 제조하여 대기오염원인 휘발성 유기화합물 (volatile organic compound, VOC)의 일종인 trichloroethylene(TCE)을 광분해 반응하였다. 제조한 광촉매를 유리구슬에 코팅하여 튜브형 반응기에 충진하였으며, 초기농도 150 ppm_ν인 TCE를 순환 반응하여 TCE 및 TCE의 중간생성물을 GC-MSD로 분석하여 반응경로를 파악하였다. 반응결과 중간생성물로 DCAC(Dichloroacetyl Chloride), chloroform, carbon tetrachloride, tetrachloroethane, pentachloroethane이 검출되었다 또 산소농도 변화에 대한 TCE 및 중간 생성물의 제거경향을 파악하였는데 그 결과 산소의 양이 증가할수록 중간생성물이 더 빠르게 감소함이 관찰되어 산소의 영향이 크다는 것을 알 수 있었다. 제조된 촉매별로 TCE의 분석결과 450℃에서 2시간 열처리한 순수 TiO₂(anatase)가 가장 효율이 좋았으며 UV/Visible spectrum으로 촉매의 흡수파장을 측정한 결과 순수 TiO₂의 흡수파장대와 비교하여 Mo의 첨가량이 증가할수록 가시광선 영역으로 red-shift되는 것을 관찰할 수 있었다. 또한 제조된 광촉매들을 DTA-TG, XRD로 분석한 결과 300-450℃에서 anatase로의 상전이가 일어남을 관찰할 수 있었으며, 제조된 광촉매를 이용한 액상 dichloroacetic acid(DCA)분해 반응의 photonic efficiency(P.E)를 측정해 본 결과 순수 TiO₂(P.E.=15%)가 Mo/Ti(P.E.=11%) 보다 우수함이 관찰되었다.