TiO₂ 광촉매의 Acetaldehyde 광분해 특성

국문 초록 (Abstract)

최근 대기오염물질 중 휘발성 유기화합물(VOCs: volitale organic compounds)에 대한 관심의 집중과 처리기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이들 처리기술은 촉매소각, 열소각, 흡착, 흡수 및 응축 등 여러 가지 원리가 이용되고 있다. 최근 다방면에서 관심의 대상이 되는 TiO₂를 이용한 광촉매 산화는 저온연소, 내화학성, 폭발위험이 적고, 수분에 대한 활성저하가 없는 장점을 가지고 있다. TiO₂ 광촉매는 대부분 졸겔법에 의해 제조되어 왔으나, 불순물의 잔존과 결정의 결함이 많아 촉매의 활성을 저하시키는 전자와 정공의 재결합 현상이 많이 발생하는 문제점을 가지고 있다. 따라서, 본 연 구에서는 CVD(chemical vapour deposition)법으로 anatase 결정구조의 TiO₂막을 Alumina ball에 코팅 하여 제조한 광촉매를 이용하여 acetaldehyde 분해특성에 관하여 연구하였으며, hybrid system 구성기술로서의 가능성을 파악하였다. 반응물인 acetaldehyde는 일정온도로 유지되는 항온조를 이용하여 head space 방식을 이용하여 TiO₂ 광촉매가 충진된 반응기에 연속적으로 공급한 후, UV-C(λmax=253.7nm, 10w)를 조사하여 acetaldehyde 분해특성을 GC(SHIMADZU, GC-8A)로 분석하였다. 실험시 유량은 60cc/min, acetaldehyde 농도는 1 mol%미만의 농도로 공급하였다. Acetaldehyde의 광촉매 분해 생성물로는 CO₂, H₂O, HCHO, HCOOCH₃, CH₄, CO 등이 관찰되었다. 광촉매의 경시변화를 측정한 결과 48시간 동안 전화율은 일정하게 유지되었으며, 반응 시간의 경과에 따른 활성변화는 관찰되지 않아 경제적이고 안정성이 높은 VOCs 처리 기술로서의 가능성을 보았다.