물리화학실험 TiO2 광촉매에 의한 분자의 분해

소개

"TiO2 광촉매에 의한 분자의 분해"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험목표
2. 이론 및 배경
3. 실험기구 및 시약
4. 실험방법 및 주의 사항
5. 실험결과
6. 토의 및 고찰
7. 참고문헌

본문내용

1. 실험목표
넓은 띠 간격 반도체의 광촉매 역할을 이해하고, 산화티타늄 콜로이드를 광촉매로 유해한 염료 분자인 malachite green을 분해할 때 그 과정을 가시광선 흡수 스펙트럼이 사라지는 것을 관찰하면서 광분해 반응을 관찰한다.

2. 이론 및 배경
광촉매 빛을 받아들여 화학반응을 촉진시키는 물질을 말하고 이러한 반응을 광화학반응이라고 한다. 대표적인 예로는 산화타이타늄 TiO2이 있다. 광화학반응을 촉진시키는 물질을 말하며 반도체·색소·엽록소도 그 중 하나이다. 반도체의 산화타이타늄 TiO2에 의한 효과는 1967년 두 명의 일본인 과학자에 의해 증명되었고, 환경문제 해결에도 도움이 되는 기초기술로 실용화되기 시작하였다. 산화타이타늄이 유해물질을 산화 분해하는 기능을 이용하여 환경정화(환경오염을 제거하고 항균, 탈취하는 등의 효과)하는 데 이용되거나, 초친수성 기능(표면이 젖어도 물방울을 만들지 않고 엷은 막을 만들어 내는 성질)을 응용하여 셀프크리닝 효과가 있는 유리와 타일, 청소기, 공기청정기, 냉장고, 도로포장, 커튼, 벽지, 인공관엽식물 등 다양한 제품에 적용되고 있다. 산화타이타늄은 자외선에 반응하지만 가시광선의 영역에도 반응하는 기술이 개발되었다.

광촉매반응
광촉매(산화물반도체)에 빛을 비추었을 때 일어나는 것으로, 광촉매가 빛을 흡수하여 활성화에너지를 낮추어줌으로서 반응 속도를 증가시켜주는 반응이다. 촉매란 화학반응에서 자신은 변화하지 않고 반응속도를 변화시키거나 반응을 시작시키는 등의 역할을 하는 물질이다. 광촉매란 촉매의 일종으로 촉매작용이 빛에너지를 받아 일어나는 물질, 즉, 빛을 에너지원으로 촉매반응(산화, 환원반응)을 촉진시키는 작용이나 반응을 의미한다. 이 광촉매반응을 통하여 형성된 반응성물질(예, 이산화티탄늄(TiO2)에 빛을 조사면 결정표면에 생기는 전자가 이탈한 정공이 물 분자와 반응해서 산화력이 매우 큰 하이드록시 라디컬을 형성한다.)

참고자료

· [네이버 지식백과] 광촉매 [photocatalyst, 光觸媒] (두산백과 두피디아, 두산백과)
· [네이버 지식백과] 광촉매반응 [光觸媒反應, photocatalytic reaction] (물백과사전)
· [네이버 지식백과] 흡광도 [absorbance] (화학백과)
· [네이버 지식백과] beer lambert 법칙 (화학백과)
· [네이버 지식백과] 이산화티타늄 (두산백과 두피디아, 두산백과)
· 물리화학실험 수업자료
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