광촉매 나노물질의 분류

촉매는 전 세계 각계 각층에서 널리 사용되고 있으며 촉매에 대한 이론적 연구는 청정 에너지, 환경 보호 및 기타 측면에서 크게 발전했습니다. 그 중 광촉매 물질은 빛의 조건에서 화학 반응이 일어나는 데 필요한 반도체 촉매 물질을 말한다. 광촉매 기술은 상온에서 햇빛을 직접 이용하여 각종 유기오염물질을 2차 오염 없이 완전 광물화할 수 있는 고유한 특성으로 인해 이상적인 환경오염 제어 기술이 되었습니다. 최근 몇 년 동안 우리나라의 많은 분야의 연구자들이 광촉매 연구 분야에 합류하여 보다 활발한 분야가 되고 빠르게 발전하고 있습니다. 동시에, 티환경 보호와 신 에너지 분야는  최근 몇 년 동안 급속히 발전했으며 광촉매 재료 는 거대한 시장  수요 에 직면해 있습니다.

그렇다면 광촉매 물질에는 어떤 종류가 있을까요?

1. 나노 산화물 TiO2, Fe2O3, WOx, Al2O3, CuO, NiO, ZnO 및 기타 표면 부하 귀금속과 같은 귀금속, 그래핀 및 탄소 나노튜브가 표면에 지지된 나노 광촉매 물질;

2. CdS-ZnO, CdS-SnO, CdS-TiO2, CdSe-Tioz, SnO-TiO2 등과 같은 표면결합 나노반도체 광촉매;

3. BaTiO3, SrTiO3, LaFeO3 등의 페로브스카이트 산화물 구조로 이루어진 광촉매;

4.  흡착제 담체(예: 실리카, 제올라이트, 알루미나, 활성탄) 표면의 TiO2 및 ZnO와 같은 흡착제  지지체 에 지지된 광촉매;

5. TiO2 , Fe2O3, WO3, SnO2, CuO, Al2O3, ZnO 등과 같은 나노 금속 산화물

나노 텅스텐 삼산화물 (WO3)  은 전자파를 흡수하는 능력이 강하고 우수한 태양 에너지 흡수 재료 및 보이지 않는 재료로 사용될 수 있으며 안정성이 우수합니다. 텅스텐 삼산화물 나노입자 는 비표면적이 크고 표면 효과가 크며 이 특별한 촉매 성능을 가지고 있습니다. 전이 금속 화합물인 나노 텅스텐 산화물 (WO3)  은 와이드 밴드갭 n형 반도체이며 전위에 민감한 물질입니다.

반도체 나노 입자를 광촉매로 사용하기 위한 이론적 근거는 한편으로는 양자 크기 효과가 반도체 에너지 갭을 넓히고 전도대 전위는 더 음이 되고 가전자대 전위는 더 양수가 된다는 것입니다. 이를 통해 더 강력한 산화 환원 능력을 얻을 수 있습니다. 한편, 나노입자의 비표면적은 기존 물질보다 훨씬 큽니다 . 티쌀알 크기의 나노물질 표면적은 축구장 크기와 맞먹는다. 나노 물질은 오염 물질을 흡착하는 능력이 강하여 촉매 반응 속도를 향상시키는 데 매우 유용합니다. 또한 입자 크기가 작을수록 전자와 정공의 재결합 확률이 작아지고 전하 분리 효과가 좋아 촉매 활성이 향상됩니다.