4D - 편집 역사

Ghkrhd4: /* 상세설계 내용 */

2020-12-24T10:59:17Z

‎상세설계 내용

Ghkrhd4: /* 향후계획 */

2020-12-21T05:18:20Z

‎향후계획

Ghkrhd4: /* 완료작품의 평가 */

2020-12-21T05:17:53Z

‎완료작품의 평가

Ghkrhd4: /* 개념설계안 */

2020-12-21T05:16:39Z

‎개념설계안

Ghkrhd4: /* 관련 기술의 현황 및 분석(State of art) */

2020-12-21T05:16:08Z

‎관련 기술의 현황 및 분석(State of art)

Ghkrhd4: /* 완료 작품의 소개 */

2020-12-21T04:55:17Z

‎완료 작품의 소개

Ghkrhd4: /* 프로토타입 사진 혹은 작동 장면 */

2020-12-21T04:49:00Z

‎프로토타입 사진 혹은 작동 장면

Ghkrhd4: /* 기술적 기대효과 */

2020-12-21T04:46:03Z

‎기술적 기대효과

Ghkrhd4: /* 관련 기술의 현황 및 분석(State of art) */

2020-12-21T04:43:06Z

‎관련 기술의 현황 및 분석(State of art)

Ghkrhd4: /* 개발 과제의 목표 및 내용 */

2020-12-21T04:41:37Z

‎개발 과제의 목표 및 내용

@@ 142번째 줄: / 142번째 줄: @@
 ===상세설계 내용===
 *Purpose
-:-Titaium oxide 위에 spin caoting 횟수를 달리하며 (1~4회) organic matter 분해능을 분석한다.
+:-Titaium oxide 위에 spin coating 횟수를 달리하며 (1~4회) organic matter 분해능을 분석한다.
 :-광촉매의 재사용 효율을 분석한다.
 :-고효율과 재사용이 가능한 광촉매 조건 구현

@@ 226번째 줄: / 226번째 줄: @@
 ===향후계획===
-)본 실험은 일정한 광원을 지속적으로 비추었고, 분해물질도 MB 하나로 진행했다는 점에서 한계가 있었습니다. 이에 다양한 유기물질과  유속이 있는 상태에서의 실험이 요구됩니다.
+)본 실험은 일정한 광원을 지속적으로 비추었고, 분해물질도 MB 하나로 진행했다는 점에서 한계가 있다. 이에 다양한 유기물질과  유속이 있는 상태에서의 실험이 요구된다.
-) Copper oxide와 Copper dioxide의 비율을 정량적으로 측정할 수 없었다는 점에서 한계를 보였습니다. 이에 그 비율을 control하는 실험방법으로 실험진행이 요구 됩니다.
+) Copper oxide와 Copper dioxide의 비율을 정량적으로 측정할 수 없었다는 점에서 한계를 보였다. 이에 그 비율을 control하는 실험방법으로 실험 진행이 요구된다.

@@ 219번째 줄: / 219번째 줄: @@
 ===완료작품의 평가===
--Titanium dioxide의 partner 물질로 Copper oxide/Copper dioxide 와의 Z-sheme 결합을 통해 실험을 진행했습니다.
+-Titanium dioxide의 partner 물질로 Copper oxide/Copper dioxide 와의 Z-sheme 결합을 통해 실험을 진행했다.
--흡광도는 Copper oxide를 4회 spin-coating한 TC 9.3이 우수 했지만 실제로 분해 능력은 3번 코팅한 TC 8.2가 기존 대비 43%의 효율 증대를 보이며 가장 우수했습니다.
+-흡광도는 Copper oxide를 4회 spin-coating한 TC 9.3이 우수 했지만, 실제로 분해 능력은 3번 코팅한 TC 8.2가 기존 대비 43%의 효율 증대를 보이며 가장 우수했다.
--또한 동일 광촉매에서 95%의 높은 재 사용률을 보였습니다.
+-또한 동일 광촉매에서 95%의 높은 재 사용률을 보였다.
 ===향후계획===

@@ 120번째 줄: / 120번째 줄: @@
 ===개념설계안===
 *실험 진행
-:1. Copper oxide coaing에 따른 adsorption 분석
+:1. Copper oxide coating에 따른 adsorption 분석
 :2. Adsorption에 따른 organic matter decomposition ability 분석

← 이전 판		2020년 12월 21일 (월) 05:16 판
46번째 줄:		46번째 줄:

	◇ 미세먼지를 잡는 ‘광촉매 페인트’가 개발되어 이목이 집중되고 있다. TiO2는 물리 화학적으로 매우 안정적이면서 은폐력이 높아 기존 백색 페인트의 원료로 많이 사용되어 왔다. 광촉매 페인트의 상용화는 지난 2010년 부터였다. Advanced Materials 재직 박사가 개발을 성공해 페인트가 칠해진 벽면에 미세먼지가 붙게되면, 미세먼지 속 질소 산화물이 광촉매제와 화학반응을 일으켜 이산화탄소와 물만 배출되게끔 하였다. 이를 활용하여 아스팔트 도로 표층부나 보도블럭에 정밀 코팅해 대기오염을 정화하는 광촉매 코팅 시스템을 선보일 예정이다.		◇ 미세먼지를 잡는 ‘광촉매 페인트’가 개발되어 이목이 집중되고 있다. TiO2는 물리 화학적으로 매우 안정적이면서 은폐력이 높아 기존 백색 페인트의 원료로 많이 사용되어 왔다. 광촉매 페인트의 상용화는 지난 2010년 부터였다. Advanced Materials 재직 박사가 개발을 성공해 페인트가 칠해진 벽면에 미세먼지가 붙게되면, 미세먼지 속 질소 산화물이 광촉매제와 화학반응을 일으켜 이산화탄소와 물만 배출되게끔 하였다. 이를 활용하여 아스팔트 도로 표층부나 보도블럭에 정밀 코팅해 대기오염을 정화하는 광촉매 코팅 시스템을 선보일 예정이다.
		+

	*특허조사 및 특허 전략 분석		*특허조사 및 특허 전략 분석

@@ 179번째 줄: / 179번째 줄: @@
-:저희는 가시광선 영역에서 흡광도 또한 제일 좋고, 헤테로 구조의 밴드갭 에너지도 가장 작은 T.C 9.3이 가장 좋을 것이라 예상했지만 TC 8.2 샘플의 유기물 분해능이 가장 좋았습니다.
+:가시광선 영역에서 흡광도 또한 제일 좋은 T.C 9.3이 유기물 분해능 또한 가장 좋을 것이라 예상하기 쉽다. 하지만 실험결과 그렇지 않았고, 그 이유는 광이용 효율과 전자-양공 재결합 속도 간의 trade-off 관계가 있기 때문이다. 산화구리의 경우 밴드갭이 좁은 만큼 가시광선과 같이 파장이 상대적으로 긴 빛도 잘 이용할 수 있어, 광이용 효율이 높다. 하지만 전자와 양공 사이의 구동력이 떨어져 전자-양공 사이의 재결합 또한 잘 일어나 광촉매의 효능을 감소시킨다. 따라서 두 개의 인자 사이에서 최적의 효율을 가진 TiO2-CuO의 구성비율을 찾는 것이 중요했고, 실험을 통해 T.C 8.2가 최적의 합성 비율임을 확인할 수 있었다.
@@ 189번째 줄: / 187번째 줄: @@
-:다음은 TC 8.2 광촉매로 4번까지 MB분해 실험을 반복하여 나온 결과입니다. 실험실 규모에서 일정한 광원을 지속적으로 비추었고, 분해물질도 MB 하나이며, 유속이 없는 잔잔한 유체 속에서 진행했습니다.
+:다음은 TC 8.2 광촉매로 4번까지 MB분해 실험을 반복하였다. 4번까지 반복 실험했을 때, 그 효율이 거의 변화가 없음을 볼 수 있다. 그 이유는 실험실 규모에서 일정한 광원을 지속적으로 비추었고, 분해물질도 MB 하나이며, 유속이 없는 잔잔한 유체 속에서 진행했기 때문이라 생각된다.
-:하지만 실제의 경우는 다양한 유기물질이 존재하고, 광원의 세시가 일정하지 않으며, 유속 또한 존재합니다. 따라서 실제의 경우와 실험실의 효율은 큰 차이가 있을 것이라 예상합니다.
+:하지만 실제의 경우는 다양한 유기물질이 존재하고, 광원의 세시가 일정하지 않으며, 유속 또한 존재한다. 따라서 실제의 경우와 실험실의 효율은 큰 차이가 있을 것이라 예상된다.
@@ 198번째 줄: / 196번째 줄: @@
 [[파일:TAUCwiki.png]]
-:TAUC 분석기법을 이용하여, 혼합물의 밴드갭 에너지를 추정해 보았습니다. 이것도 TC 9.3의 밴드갭이 가장 낮았고, 이것은 가시광선 영역에서 흡광도가 가장 높았던 TC9.3에서 에너지가 가장 작았습니다.
+:TAUC 분석기법을 이용하여, 혼합물의 밴드갭 에너지를 추정해 보았습니다. 이것도 TC 9.3의 밴드갭이 가장 낮았고, 이것은 가시광선 영역에서 흡광도가 가장 높았던 TC9.3의 UV-VIS 측정결과와 일치하는 것이다.
@@ 205번째 줄: / 203번째 줄: @@
 [[파일:XPSwiki.png]]
-:Titanium oxide를 포함한 Copper oxide와 Copper dioxide가 포함되어 있다는 것을 확인할 수 있었습니다.
+:Titanium oxide를 포함한 Copper oxide와 Copper dioxide가 포함되어 있다는 것을 확인할 수 있다.
 [[파일:XRDwiki.png]]
-:Reference Titanium oxide peak를 통해 본 광촉매가 코팅 획수를 증가시켜도 Titanium oxide가 함유되어있는 것을 확인할 수 있었습니다.
+:Reference Titanium oxide peak를 통해 모든 광촉매 샘플에서 Titanium oxide가 함유되어있는 것을 확인할 수 있다.
 [[파일:SEMwiki.png]]
-:스핀 코팅 방법을 이용해서 레이어 바이 레이어로 층을 쌓아 광촉매를 합성했지만, 디퓨젼 등의 영향으로 층이 딱 구분되는 것이 아닌 서로 혼합된 형태일 것이라 예상했고, 본 사진을 통해 예상이 맞다는것을 확인하였습니다.
+:스핀 코팅 방법을 이용해서 레이어 바이 레이어로 층을 쌓아 광촉매를 합성했지만, 디퓨젼 등의 영향으로 층이 딱 구분되는 것이 아닌 서로 혼합된 형태일 것이라 예상했고, 본 사진을 통해 예상이 맞다는것을 확인했다.
 ====포스터====

← 이전 판		2020년 12월 21일 (월) 04:49 판
171번째 줄:		171번째 줄:
	[[파일:흡광도wiki.png]]		[[파일:흡광도wiki.png]]

−	:산화구리 코팅횟수에 따른 wt%를 계산했고, wt%에 따른 흡광도를 ~~측정했습니다~~. 밴드갭이 좁은 산화구리가 많이 함유되어 있는 9.3wt% 광촉매(TC 9.3)이 가시광선 영역의 빛을 가장 잘 ~~흡수하였습니다~~.	+	:산화구리 코팅횟수에 따른 wt%를 계산했고, wt%에 따른 흡광도를 측정했다. 밴드갭이 좁은 산화구리가 많이 함유되어 있는 9.3wt% 광촉매(TC 9.3)이 가시광선 영역의 빛을 가장 잘 흡수하였다.

@@ 66번째 줄: / 66번째 줄: @@
 ===개발과제의 기대효과===
 ====기술적 기대효과====
-◇ TiO2는 강한 산화활성(oxidation activity)과 수친화력(hydrophilicity)으로 물 분해와 공기 정화를 위한 효율적인 광촉매재료로 고려되고 있다. 하지만 이 물질은 상대적으로 큰 띠간격 에너지로 인하여 자외선 이상의 가시광선(태양광의 약 45%)을 활용함에 어려움이 있다. 따라서 가시광선을 효율적으로 아용하고자 sol-gel법을 이용하여 좁은 띠간격을 가진 CuO/Cu2O를 함께 이용하여 광촉매를 제조하였다.
+◇ TiO2는 강한 산화활성(oxidation activity)과 수친화력(hydrophilicity)으로 물 분해와 공기 정화를 위한 효율적인 광촉매재료로 고려되고 있다. 하지만 이 물질은 상대적으로 큰 띠간격 에너지로 인하여 자외선 이상의 가시광선(태양광의 약 45%)을 활용함에 어려움이 있다. 따라서 가시광선을 효율적으로 이용하고자 sol-gel법으로 좁은 띠간격을 가진 CuO/Cu2O와 함께 헤테로 구조로 광촉매를 제조하였다.
-◇ 구리산화물(Cu2O/CuO)는 좁은 띠간격(2.0~2.2 eV)을 소유하고 있으며 전도띠의 전위가 -1.15 V 수준으로 수소생산 반응에 적합하다. 또한 이 물질은 매우 광범위하게 존재하는 풍부한 재료로서 경제적인 관점에서 큰 장점이 있으며, 환경적인 유해성도 적은 것으로 알려져 있다. 하지만, 구리 산화물은 빛으로부터 생성된 전자가 효율적으로 짧은 시간 내에 활용되지 못할 경우 구리로 환원되는 현상이 나타날 수 있다. 따라서 이러한 전자의 광환원작용을 줄여줄 수 있도록 양전위 전도띠를 가지는 TiO2나 ZnO와 같은 물질(전자를 효율적으로 이송시키는 역할을 담당)과 결합하여 전자의 광안정성을 높여줄 수 있다. 즉 TiO2와 Cu2O/CuO가 헤테로 구조를 형성하면서 서로의 단점을 보완해줄 수 있다. 이로써 TiO2만을 단독으로 사용할 때보다 광이용 효율을 높여, 유기물 분해에 좀 더 효과적일 것으로 기대된다.
+◇ 구리산화물(Cu2O/CuO)는 좁은 띠간격(2.0~2.2 eV)을 소유하고 있고, 매우 광범위하게 존재하는 풍부한 재료로서 경제적인 관점에서 큰 장점이 있다. 또한 환경적인 유해성도 적은 것으로 알려져 있다. 하지만, 구리 산화물은 빛으로부터 생성된 전자가 효율적으로 짧은 시간 내에 활용되지 못할 경우 구리로 환원되는 현상이 나타날 수 있다. 따라서 이러한 전자의 광환원작용을 줄여줄 수 있도록 양전위 전도띠를 가지는 TiO2나 ZnO와 같은 물질(전자를 효율적으로 이송시키는 역할을 담당)과 결합하여 전자의 광안정성을 높여줄 수 있다. 즉 TiO2와 Cu2O/CuO가 헤테로 구조를 형성하면서 서로의 단점을 보완해줄 수 있다. 이로써 TiO2 만을 단독으로 사용할 때보다 광이용 효율을 높여, 유기물 분해에 좀 더 효과적일 것으로 기대된다.
 ◇ 또한 본 프로젝트에서는 TiO2/Cu2O/CuO 광촉매를 얇은 박막 형태로 만들었다. 이를 통해 알루미늄, 금속호일, 실리콘 웨이퍼, 유리와 같은 다양한 기판에 쉽게 부착될 수 있다. 이것은 유리에서 특히 중요하다. 유리는 매우 높은 투과도와 화학적 안정성을 갖고 있어, 광촉매 필름으로 코팅된 유리는 매우 높은 수친화력(hydrophilicity)과 광분해능력을 갖고 있어 창문의 셀프 공기정화에 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 기대한다.
 ====경제적, 사회적 기대 및 파급효과====
 ◇ 물 수요 증가와 수질오염으로 인해 물 부족 문제가 심화 되고있는 상황이다. 특히 우리나라 수자원의 대부분은 강수를 이용하고 있으나, 계절적·지역적 편차가 심해 수자원을 효과적으로 관리하는 방법이 필요하다. 이에 따라 광촉매를 이용하여 버려진 하수를 재이용하는 친환경적인 방안이 떠오르고 있다. 적절한 재료로 저비용, 고효율의 광촉매 합성에 성공한다면, 수중의 유기물을 물이나 이산화탄소로 분해해 2차 오염물질 발생이 없는 효율적인 친환경 기술이 가능할 것이다.

@@ 63번째 줄: / 63번째 줄: @@
 ◇ 구리 화합물 담지 산화 티타늄 광촉매 및 그 제조 방법  [KR101500593B1]
 루틸형 산화 티타늄의 함유량이 50몰% 이상인 산화 티타늄과, 상기 산화 티타늄의 표면에 담지된 1가 구리 화합물 및 2가 구리 화합물을 갖는 구리 화합물 담지 산화 티타늄 광촉매, 및 루틸형 산화 티타늄의 함유량이 50몰% 이상인 산화 티타늄의 표면에 1가 구리 화합물 및 2가 구리 화합물을 담지하는 구리 화합물 담지 산화 티타늄 광촉매의 제조 방법에 의해 광촉매 활성 및 바이러스 불활화성이 우수한 구리 화합물 담지 산화 티타늄 광촉매 및 그 제조 방법을 얻을 수 있다.
 ===개발과제의 기대효과===

@@ 34번째 줄: / 34번째 줄: @@
 ◇ 현재 과학기술의 어떤 분야든 가장 뜨거운 주제 중 하나는 단연 친환경이다. 이러한 시대적 흐름에 따라 다양한 산업현장에서 사용되는 화학물질들에 의해 야기된 수질오염이 주요한 문제로 떠오르고 있다. methylene blue(MB)라고 불려지는 cationic thiazine dye는 직물, 플라스틱, 펄프산업과 같은 다양한 화학적, 생물학적 공정에서 사용되고 있다. 중요한 것은 MB가 인간의 건강에 몇 가지 해로운 영향을 끼칠 수 있다는 것이다. 구체적으로 구토, 극도의 발한, 호흡곤란, 눈 따가움, 정신질환을 야기할 수 있다. 더구나 MB가 물에 존재하게 되면 빛의 투과를 방해해 수상 생태계에도 큰 영향을 끼친다.
-◇ 이렇게 막대한 피해를 끼치는 MB를 적절하게 처리하기 위해 다양한 연구가 몇 십년간 연구되어 왔다. 최근에, 산화금속의 광촉매가 자외선과 가시광선에서 유기물 분해에 효과적인 것으로 밝혀졌다. 대표적으로 TiO2가 있고, 특히 rutile과 anatase에서 채취한 혼합 상으로 nano-powder를 제조했을 때 보다 높은 광분해 효율을 보였다. 하지만 TiO2는 밴드갭이 넓은 반도체로 광촉매 제조에 단독으로 쓰여서는 기대하는 효과를 거두기 힘들다. 따라서 다양한 금속 혹은 비금속과 헤테로 구조를 이루어 TiO2재료 자체가 갖고 있는 단점을 보완하여 사용된다.
+◇ 이렇게 막대한 피해를 끼치는 MB를 적절하게 처리하기 위해 다양한 연구가 몇 십년간 연구되어 왔다. 최근에, 산화금속의 광촉매가 자외선과 가시광선에서 유기물 분해에 효과적인 것으로 밝혀졌다. 대표적으로 이산화티타늄이 있고, 특히 rutile과 anatase에서 채취한 혼합 상으로 nano-powder를 제조했을 때 보다 높은 광분해 효율을 보였다. 하지만 이산화티타늄은 밴드갭이 넓은 반도체로 광촉매 제조에 단독으로 쓰여서는 기대하는 효과를 거두기 힘들다. 따라서 다양한 금속 혹은 비금속과 헤테로 구조를 이루어 이산화티타늄은 그것 자체가 갖고 있는 단점을 보완하여 사용된다.
-◇ 정밀여과나 한외여과에 사용되는 고분자 분리막의 경우 기공 크기를 이용한 다양한 처리 기술이 개발되었지만, 막오염이 크고, 열안정성이 낮으며, 폐분리막 폐기 시 환경문제를 야기하는 단점이 있다. 염소소독법의 화학적 처리방법은 비교적 고비용이며, 고분자 분리막의 짧은 수명으로 보다 경제적이며 정제효과가 뛰어난 재이용 기술이 필요한 실정이다. 또한, 하수처리 및 재이용에 일반적으로 많이 사용되는 소독제는 염소이나, 최근 들어 강화되는 환경법규와 염소 소독 시 발생되는 소독부산물의 위해성, 염소가스 저장 시 안전문제 등의 이유로 자외선(UV)을 이용한 소독공정이 1980년대부터 계속 증가하고 있다.
+◇ 현재 폐수 속에 존재하는 MB와 같은 유기물질을 효과적으로 처리하기 위해 기술은 대부분 정밀여과, 한외여과법, 역삼투법 등 막을 이용한 기술과 염소소독법 등 화학적 처리방법, 응집/침전법 같은 물리적 처리방법이 주를 이루고 있다. 하지만 이 방법들에는 몇 가지 문제점이 있다. 정밀여과나 한외여과에 사용되는 고분자 분리막의 경우 기공 크기를 이용한 다양한 처리 기술이 개발되었지만, 막오염이 크고, 열안정성이 낮으며, 폐분리막 폐기 시 환경문제를 야기하는 단점이 있다. 염소소독법의 화학적 처리방법은 비교적 고비용이며, 고분자 분리막의 짧은 수명으로 보다 경제적이며 정제효과가 뛰어난 재이용 기술이 필요한 실정이다. 또한, 하수처리 및 재이용에 일반적으로 많이 사용되는 소독제는 염소이나, 최근 들어 강화되는 환경법규와 염소 소독 시 발생되는 소독부산물의 위해성, 염소가스 저장 시 안전문제 등의 이유로 자외선(UV)을 이용한 소독공정이 1980년대부터 계속 증가하고 있다.
 ===관련 기술의 현황===