Photocatalyst & Environment
광촉매란?
촉매란 어떤 화학반응에서 자신은 변화하지 않고 반응속도를 변화시키거나 반응을 개선시키는 등의 역할을 수행하는 것이다. 광촉매란 촉매의 한 종류로서 광을 에너지로 이용하여 광화학반응을 촉진시키는 물질로서 광을 받으면 활성을 띠나, 그렇지 않을 경우에는 비활성인 물질을 말한다.
광촉매의 반응원리
일반적으로 광촉매 반응의 원리는 TiO2 표면에 Band gap 이상의 에너지를 가지는 파장 (λ＜400 nm) 의 UV를 조사할 경우 TiO2 표면에 전자 (electron) 는 Valence band 에서 Conduction band 로 전이가 일어나게 되고 이로 인하여 Valence band 에는 hole 이 생성된다.
이렇게 생성된 전자와 hole 은 TiO2 표면으로 확산 이동하게 된다.
TiO2 표면에 흡착된 물이나 OH- 과 Hole 이 반응하여 OH Radical을 생성하기도 하며 수중에 존재하는 산소의 경우에는 전자와 반응하여 O2- Radical을 생성하여 더 많은 OH Radical을 생성시켜 TiO2 표면의 유기물질 등을 분해하게 되는데 이를 광촉매 반응이라고 한다.
OH 라디칼과 O2라디칼은 또한 반응의 중간 생성물로 생성되는 H2O2에 의하여도 생성된다.
광촉매 반응원리
광촉매 표면에서 발생하는 자유전자와 정공은 공기중의 산소나 물과 반응하여 강한 산화력의 활성종(OH Radical)을 형성하여 이 활성종이 기재의 표면에 부착되어 있는 박테리아, 세균 등을 분해하는 능력이 있다.
이와 같은 강한 살균력을 이용하여 유기물의 농도가 적은 수영장 수나 먹는 물에 적용이 용이하고 타일에 광촉매를 코팅(항균타일)하여 오염되기 쉬운 화장실바닥, 벽면에 이용하는 방법과 무균상태를 중요하게 여기는 병원의 수술실이나 의료장비 등에 적용할 수 있다.
아울러 다른 항균제와 다른 차이점의 하나는 광촉매는 살균과 동시에 세균으로부터 나오는 독소도 분해가능한 점이다. 예를 들어, 대장균은 균이 죽은 후에 「endotoxin」이라는 독소가 나와 발열을 일으키는 경우가 있다. 최악의 경우에는 죽음에 이르는 경우도 있으나, 광촉매는 이 독소도 분해한다는 것을 알게 되었다. 이것은 다른 항균제에는 없는 기능이며, 대단히 주목을 모으고 있다.
이산화티탄의 광조사에 의해 생성된 OH라디칼은 강력한 산화력을 가지고 있고, 그 산화력에 의해 균의 세포내의 Coenzyme A등의 보조효소 및 호흡계에 작용하는 효소 등을 파괴하고 항균작용을 발휘하여 균과 곰팡이의 번식을 방지 할 수 있다.
광촉매 표면에서 발생하는 자유전자와 정공은 공기중의 산소나 물과 반응하여 강한 산화력의 활성종(OH Radical)을 형성하여 이 활성종이 기재의 표면에 부착되어 있는 박테리아, 세균 등을 분해하는 능력이 있다.
이와 같은 강한 살균력을 이용하여 유기물의 농도가 적은 수영장 수나 먹는 물에 적용이 용이하고 타일에 광촉매를 코팅(항균타일)하여 오염되기 쉬운 화장실바닥, 벽면에 이용하는 방법과 무균상태를 중요하게 여기는 병원의 수술실이나 의료장비 등에 적용할 수 있다.
아울러 다른 항균제와 다른 차이점의 하나는 광촉매는 살균과 동시에 세균으로부터 나오는 독소도 분해가능한 점이다. 예를 들어, 대장균은 균이 죽은 후에 「endotoxin」이라는 독소가 나와 발열을 일으키는 경우가 있다. 최악의 경우에는 죽음에 이르는 경우도 있으나, 광촉매는 이 독소도 분해한다는 것을 알게 되었다. 이것은 다른 항균제에는 없는 기능이며, 대단히 주목을 모으고 있다.
이산화티탄의 광조사에 의해 생성된 OH라디칼은 강력한 산화력을 가지고 있고, 그 산화력에 의해 균의 세포내의 Coenzyme A등의 보조효소 및 호흡계에 작용하는 효소 등을 파괴하고 항균작용을 발휘하여 균과 곰팡이의 번식을 방지 할 수 있다.
광(光)촉매 원리
빛(光)촉매는 화학반응이 일어나는 일정한 파장의 빛이 필요합니다, 만약 우리가 사용하는 일반 가시광선으로 촉매 반응을 얻으려면 효과를 기대하기 어렵습니다.
아마 이런 광(狂)촉매가 되겠지요. 그래서 빛(光)촉매는 화학반응이 일어나는 자외선파장대인 360~380nm 파장대가 사용되는데 그중에365nm 파장은 크리티컬 포인트로서 가장 탁월한 화학반응을 일으킵니다, 가장 강력한 산화 작용인 OH라디칼 반응이 일어납니다.
이 빛(光)365nm 파장은 인체에 무해하며 식물의 광합성 작용을 하는 빛(光)으로서 Tio2와 반응을 하면 광전자(저온 프라즈마) 현상이 생겨 3만볼트의 강력한 저온 광프라즈마를 형성하고 공기를 음이온과 순수한 산소와 수소로 분리해 버립니다.
이러한 반응을 촉매반응으로 이용하는 것이 광촉매입니다.
광촉매반응을 이용하면 공기나 물에 포함된 각종 오염물질을 분해제거가 가능합니다.
광촉매 중 이산화티타늄(Tio2)은 인체에 무해하며 각종 오염물질을 무해한 물질로 변화시키는 친환경적 소재이며 화장품, 페인트, 의료용, 백상지등에 사용되는 유용한 물질입니다.
중요한 것은. 빛(光)을 어떻게 결합 시키는가가 이 촉매이용 기술의 핵심요소입니다.
光을 잘모르고 사용하면 미친(狂)촉매가 되겠지요.
광(光)촉매 원리
빛(光)촉매는 화학반응이 일어나는 일정한 파장의 빛이 필요합니다, 만약 우리가 사용하는 일반 가시광선으로 촉매 반응을 얻으려면 효과를 기대하기 어렵습니다.
아마 이런 광(狂)촉매가 되겠지요. 그래서 빛(光)촉매는 화학반응이 일어나는 자외선파장대인 360~380nm 파장대가 사용되는데 그중에365nm 파장은 크리티컬 포인트로서 가장 탁월한 화학반응을 일으킵니다, 가장 강력한 산화 작용인 OH라디칼 반응이 일어납니다.
이 빛(光)365nm 파장은 인체에 무해하며 식물의 광합성 작용을 하는 빛(光)으로서 Tio2와 반응을 하면 광전자(저온 프라즈마) 현상이 생겨 3만볼트의 강력한 저온 광프라즈마를 형성하고 공기를 음이온과 순수한 산소와 수소로 분리해 버립니다.
이러한 반응을 촉매반응으로 이용하는 것이 광촉매입니다.
광촉매반응을 이용하면 공기나 물에 포함된 각종 오염물질을 분해제거가 가능합니다.
광촉매 중 이산화티타늄(Tio2)은 인체에 무해하며 각종 오염물질을 무해한 물질로 변화시키는 친환경적 소재이며 화장품, 페인트, 의료용, 백상지등에 사용되는 유용한 물질입니다.
중요한 것은. 빛(光)을 어떻게 결합 시키는가가 이 촉매이용 기술의 핵심요소입니다.
光을 잘모르고 사용하면 미친(狂)촉매가 되겠지요.
