Photocatalytic Fiber Increased Efficiency using Photothermal Effects
발표자
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초록
내용
반도체 물질이 빛을 흡수하여 화학반응속도에 영향을 주는 광촉매반응은 물분해에 의한 수소생산, 이산화탄소의 환원에 의한 탄소화합물과 연료 생산, 그리고 미세먼지 성분 및 폐수 내의 독성오염성분 등의 분해와 제거등 다양한 분야에 활용되며 연구되고 있다. 본 연구는 광촉매반응에 영향을 미치는 열역학적, 동역학적 주요 인자 중 반응온도를 제어함으로서 에너지 전달 효율을 극대화시키는 방식을 선택하였다. 높은 반응온도가 광촉매반응속도의 증가를 야기시킨다는 것은 아레니우스 식을 통해 확인할 수 있다. 반응온도를 증가시키기 위하여 광촉매 섬유의 온도를 자체적으로 상승시킬 수 있는 광열특성을 보유한 나노소재를 활용하여 나노 하이브리드 복합섬유를 제조하였다. 내부에 담지된 전도성 고분자 나노입자는 광열특성을 통해 섬유 전체의 온도를 상승시키고 가시광선 및 근적외선 영역의 빛을 흡수해 외부를 둘러싸고 있는 다공성 구조의 금속 광촉매에 전하 또는 여기 에너지를 전달함으로써 광촉매 효율을 높인다. 이 새로운 광촉매 섬유는 적합한 에너지 준위와 빛의 강도에 집중되어 있던 광촉매 연구 방향을 전환시킴으로써 광촉매 효율 향상에 핵심적인 역할을 할 것으로 보인다.