광촉매  해외기술정보

야자껍질 이용 광촉매 활성탄으로
담수조(淡水藻)·조류(藻類)를 완전 정화
유이에스(大阪府 堺市, 사장 上田俊也)는 야자나무의 껍질로 만든 야자껍질 활성탄에 산화티탄을 코팅한 광촉매활성탄으로 담수에서 발생하는 담수조와 조류를 거의 완전히 전화한다는 것을 실증했다. 또 야자나무의 열매 주위의 하스크라는 섬유질을 원료로 기름 흡착제를 개발했다. 앞으로 파트너를 모집하여 이 회사가 이러한 야자나무 원료의 환경대응제품을 공급, 제휴 상대가 판매하는 형태로 사업을 전개해나간다. 이 회사는 스리랑카에서 2번째로 큰 야자나무 관련 기업인 실버밀 그룹(콜롬보)에 20.5% 출자했다. 소재를 조달하여 지금까지 야자나무 원료의 녹화제를 일본에서 지붕 녹화이 기반재 등으로 판매하고 있다. 아울러 야자나무의 껍질을 고온에서 처리하여 야자껍질 활성탄을 만들고 여기에 산화티탄을 코팅한 광촉매활성탄을 개발했다.   
수도국에서 잉어, 붕어를 사육하고 있는 연못에서 담수조를 제거하여 수질을 정화는 실증을 실지, 거의 완전히 사멸한다는 것을 확인했다. 펫보틀로 만든 그릇을 나란히 놓고, 그 안에 광촉매 활성탄을 넣은 유닛을 연못 바닥에 가라앉히고, 순환펌프를 설치했다. 활성탄이 가진 흡착능력으로 담수조를 흡착, 산화티탄으로 담수조를 분해한다.
수초나 물고기에는 영향을 주지 않고 담수조의 균의 수가 줄었다. 폭기(曝氣)정화나 염소처리, 응고제를 사용하는 종래의 담수조 처리에는 운용 원가가 들었다. 이에 비해 광촉매활성탄을 사용하면 담수조의 처리를 거의 완전하게 할 수 있으며, 운용비용도 싸다. 아스베스트를 흡착하는 능력도 갖는다. 또 야자나무의 하스크를 사용하여 새롭게 기름흡착제를 개발했다. 하스크는 보통, 물을 빨아들이는 반면, 기름을 빨아들이지 않는다. 이것을 가루모양(탄화)으로 만들면 기름을 거의 90% 흡수한다. 물을 10% 흡수하는 성질로 변화하는 것을 활용했다. 오일펜스나 흡착 매트 등으로 하여 식물유의 제거나 석유재의 정화 등을 일반가정용 정화나 산업배수, 기름 제거용 등으로 실용화한다. (NK)

규소 수식 산화티탄에 질소 첨가 광촉매 활성 향상
가시광역에서 흡수율 상승
京都大學 대학원 공학연구과의 井上正志 교수, 岩本伸司 조교 등은 규소 수식산화티탄(티타니아)에 질소를 첨가하면 가시광역에서의 광촉매 활성이 높아진다는 것을 발견했다. 400나노~500나노미터의 가시광 흡수가 높아진다. 고가의 귀금속을 사용하지 않고, 규소라는 값싸고 안전한 재료를 이용함으로써 티타니아의 광촉매 능력 향상으로 이어진다. 제작방법을 글리콜과 티탄알콕시드와 규산에틸을 질소로 치환한 후, 오토크레이브 속에서 300℃에서 2시간 가열한다. 생성물을 공기 중에서 소성한 후, 질소를 첨가하기 위해 암모니아 기류 속에 두고 600℃에서 처리한다. 그 후, 산소결함을 줄이기 위해 400℃에서 열처리한다.
아세트알데히드를 이용하여 질소첨가 규소 수식 티타니아의 광촉매 능력을 조사했다. 광원은 키세논램프로, 필터로 자외선을 차단하고 조사했다. 그러자 티타니아에 대한 규소의 비율이 0.1~0.4인 경우는 아세트알데히드의 분해 능력이 티타니아의 2~4배로 높았다. 규소의 비율이 0.4를 넘으면 아세트알데히드의 처리능력은 떨어진다.
질소를 첨가하면 광촉매로서 기능하기 위해 필요한 에너지를 작게 만들 수 있다. 이를 위해 자외광보다도 에너지가 낮은 장파장의 가시광에서도 광촉매의 활성이 높아진다. 또 질소첨가는 규소를 수식했을 때에 과잉이 되는 전하의 균형을 유지하는 작용도 한다.
규소를 수식하면 질소를 첨가할 때의 티탄질화물의 생성을 억제할 수 있다. 또 반응의 저하로 이어지는 산소결함이 티타니아에 비해 적어지는 효과도 있다. 규소 수식에 의해 유기물의 흡수가 높아져 촉매의 분해능력 향상으로 이어진다. (NK)