| 광저우지구화학연구소 태양광을 이용해 직접 살균소독이 가능한 광전극 재료 개발 | ||
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환경오염으로 수중에 존재하는 대량의 치병성 미생물은 인체 건강과 생명을 위협하는 요소가 되었다. 반도체 광촉매기술은 저렴한 가격, 환경친화성 및 고효율 무독성 등의 장점을 지니고 있어, 정화수처리 영역에서 가장 전망이 밝은 기술로 인정받고 있다. 하지만 현재 광범위하게 응용되고 있는 TiO2의 경우 태양광에너지의 5%밖에 안되는 자외선 조사 조건에서만 광촉매활성을 지닌다. 따라서 가시광 흡수 혹은 광양자효율을 높일 수 있는 저렴한 태양광이나 형광등을 이용한 직접 살균소독기술 개발은 인기연구과제로 떠오르고 있다. 중국과학원 광저우지구화학연구소의 네신(聂信) 박사생과 그의 지도교수 안타이청(安太成) 연구원 등은 수열-단소공법을 이용해 타이타늄판과 멜라민(melamine)을 전구체로 하여 가시광 촉매 살균활성이 있는 N도핑 C중합체가 탑재된 TiO2복합 광전극을 합성하였다. 연구결과, 이 복합전극은 주로 C, Ti, O 및 소량의 N로 구성되어 있으며, 또 대량의 카르복실기, 암모늄기 및 히드록실기 등 기능단이 함유되어 있기 때문에 N도핑된 C중합체와 TiO2와의 결합을 효과적으로 강화시켰고 가시광 흡수 및 그 광전자 전이를 극대화시켰다. 가시광선 조사조건에서 복합광전극으로 살균실험을 한 결과, 대장간균(E. coli K-12)에 대한 고속 광전기 촉매 살균효과가 있음을 발견하였으며, 30분간 살균처리한 결과 50mL 107 cfu/mL 농도의 E. coli K-12를 완전히 살균할 수 있었다. 이 연구결과는 새로운 가시광 촉매제 개발 및 환경오염치유, 특히 음용수 살균소독 분야에 중요한 이론 및 실험근거를 마련하였다. 관련 논문은 「Catalysis Today」학술지에 발표되었다. (Xin Nie, Guiying Li, Po-Keung Wong, Huijun Zhao, Taicheng An*. Synthesis and characterization of N-doped carbonaceous/TiO2 composite photoanodes for visible-light photoelectrocatalytic inactivation of Escherichia coil K-12, 2013, 230:67-73. DOI: 10.1016/j.cattod.2013.09.046.) 정보출처 : http://www.cas.cn/ky/kyjz/201406/t20140604_4131730.shtml |
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