화학공학 실험 - TiO2의 광촉매에 의한 분자의 분해

TiO2의 광촉매에 의한 분자의 분해
실험목적
넓은 띠 간격 반도체의 광촉매적 역할을 이해하고, 산화타이타늄 콜로이드를 광촉매로 써서 Acid Blue를 분해할 때, 그 과정을 가시광선 흡수 스펙트럼이 사라지는 것을 관찰하면서 추적한다.
실험원리- 흡광도
분자는 에너지를 받으면 들뜬 상태가 되면서 에너지 준위가 상승하게 되는데,이때 분자는 광자를 흡수한다. 이때 시료가 빛을 흡수한 정도를 흡광도(Absorbance)라 한다.
= 0 =
=
= 흡광계수 b= 셀의 길이c= 시료의 농도
= 흡광계수 = 셀 투과 후 0 = 셀 투과 전
실험원리- 광촉매
광(光)을 받으면 촉매 반응을 일으키는 물질이다. 광촉매 중 이산화티타늄이 가장 많이 사용된다.
실험원리- 광분해
공유 결합을 이루는 분자들은 결합을 형성하기 위해서 에너지를 방출하고, 분자들 간 결합을 끊기 위해서는 에너지가 필요한데, 이를 결합에너지라고 한다. 분자를 해리시키는 에너지는 빛의 파장으로 표현할 수 있으며, 특정 파장 이상의 빛을 쪼여 공유결합을 끊을 수 있는데 이를 광분해(Photolysis)라고 한다.
실험원리- 광분해
[ 광분해의 전체적인 모식도 ]
실험원리- energy gap
에너지 틈(Energy gap), 또는 띠 간격(Band gap)이란반도체,절연체의띠 구조에서전자에 점유된 가장 높은에너지 띠 (원자가 띠)의 맨 위부터 가장 낮은 공간 띠 (전도 띠)의 바닥까지 사이의 에너지 준위나 그 에너지 차이를 말한다.
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