[물리화학실험 A+] TiO2 광촉매에 의한 분자의 분해

소개글

"[물리화학실험 A+] TiO2 광촉매에 의한 분자의 분해"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험 목표
2. 이론 및 배경
3. 실험 기구 및 시약
4. 실험 방법
5. 주의사항
6. 실험 결과
7. 토의 및 고찰
8. 참고문헌

본문내용

1. 실험 목표
물에 10ppm 정도로 오염된 malachite green 유해 유기물 염료가 콜로이드 TiO2 광촉매에 의해 분해되어 얼마나 감소될 것인지를 UV-vis spectroscopy로 확인한다.

2. 이론 및 배경
1. 광촉매 반응
1화학 반응 중 전자기파(electromagnetic wave) 또는 빛에 의해 반응이 개시, 진행되는 것을 광화학 반응(photochemical reaction)이라 한다. 이러한 광화학 반응은 종류에 따라 다양하고 복잡한 반응 메커니즘을 갖지만, 반응의 종류와 무관하게 모든 광화학 반응이 갖는 공통적인 과정이며 가장 중요한 단계가 바로 태양을 비롯한 광원(light source)으로부터 복사 에너지(radiation energy)를 흡수하는 것이다.
광촉매(photocatalyst)는 빛에너지를 흡수하여 광화학 반응을 개시하고, 촉매로서 광화학 반응을 촉진하는 화합물을 일컫는다. 대표적인 광촉매로 물을 광분해하여 수소 및 산소 기체를 얻기 위해 사용되는 TiO2가 있다.
광촉매 반응의 조건은 다음과 같다.
① 광학적으로 활성이 있으면서 광부식이 없어야 함
② 생물학적으로나 화학적으로 비활성이어야 함
③ 가시광선이나 자외선 영역의 빛을 이용할 수 있어야 함
④ 경제적인 측면에서 저렴해야 함
환경문제가 인류최대의 중점과제로 떠오르면서, 1980년대 후반에 들어와서는 미국과 일본을 비롯한 선진국을 중심으로 반도체 금속산화물을 광촉매로 이용하여 이들 유기물질을 환경 친화적으로 처리하고자 하는 움직임들이 활발히 일어나고 있다. 이러한 연구들 중에는 TiO2를 이용한 광촉매 분야가 최근 주목을 받고 있으며, 그 성능 또한 기존의 활성탄 흡착(Activated-Carbon Adsorption), 화학처리, Air Stripping, 오존분해및 소각 등의 환경처리 방법과 비교하여 환경 친화적이며 경제성 등 뛰어난 장점을 지니고 있어 현재 많은 연구가 진행 중이다.

참고 자료

최정화 외, 물리화학실험, 자유아카데미, 2013, 237~242쪽.
무기화학 제 5판 자유아카데미 Gary L. Miessler * Paul J. Fischer * Donald A. Tarr.
일반화학 제 5판 일반화학교재연구회 James E. Brady, Frederick A. Senese 외 1인.
레이먼드 창의 일반화학 제12판 화학교재연구회 Raymond Chang 제 23장.