Earticle

도시의 대기오염물질 중 도로이동오염원에서 배출되는 대기오염물질은 기여도가 크기 때문에 이동오염원에서 배출되 는 오염물질 제어에 관한 기술개발이 필요하다. 도로이동오염원의 영향이 가장 클 것으로 예상되는 서울의 경우, 도로이 동오염원에서 배출되는 NOX의 관리가 필요하다. 그동안 광촉매(TiO2)를 이용하여 NOX를 저감하는 많은 선행연구가 진 행되었지만 주로 고농도의 실험조건에서 이루어졌고, 대기 중의 농도 수준에서의 연구가 미흡한 실정이다. 이에 본 연구 에서는 대기 중의 NOX 농도를 대상으로 TiO2의 저감 효과를 추정하였다. 연구 결과, 초기 NOX 농도와 UV 세기에 따라 TiO2의 효과가 변하는 것을 확인하였다. 초기 NOX 농도와 UV 세기에 따른 NOX 저감량 추정식은 다음과 같다. Reduction (μg/m2·h) = 1125 × C0(1-e-60k) 여기서, lnk = 0.334C+0.665E-2.901 [k: 반응속도상수 (min-1)] C = lnC0 [C0: 초기 NOX 농도 (ppm)] E = lnI [I: UV 세기 (mW/cm2)]

The importance of technology development to control air pollutants emitted from automobile sources is increasing. Seoul is expected to be the most affect by automobile sources. Therefore, the management of NOX emitted from automobile sources is needed. Many studies have been conducted to reduce NOX using photocatalyst (TiO2). However, studies on the concentration level in the ambient are insufficient. In this study, we estimated the reduction effect of TiO2 on NOX concentration in ambient. First, the pollution degree and UV intensity of NOX in Seoul were investigated. The NOX reduction experiment of TiO2 reflecting this. As a result, the estimation equation of the reaction rate constant according to the initial NOX concentration, the UV intensity, and the equation for estimating the NOX reduction amount by TiO2 were derived.

산업과 생활환경에서 사용된 공학적 미세입자는 결국 하수처리장을 거쳐 수계로 배출되므로 미세입자의 수계 배출 제어 에 매우 중요한 역할을 담당하고 있다. 그러나 다수 연구에서 하수처리장 유출수 내 미세입자의 농도가 무영향관찰농도 (No Observed Effective Concentration, NOEC)를 빈번히 초과하고 있는 것으로 보고되고 있어 전통적인 하수처리 기능과 더불어 미세입자를 보다 효과적으로 제어할 수 있도록 하수처리장의 설계와 운영을 최적화시킬 필요가 있다. 이를 위해서는 하수처리장 내 단위공정별 특성 및 운전조건에 따른 미세입자의 거동특성과 제거효율에 대한 예측이 선행되어야 한다. 이에 본 연구에서는 하수처리장 내 각 공정 특성별 및 주요 운전조건의 영향에 따른 미세입자 제거효율 예측을 위한 모델을 개발함으로써 하수처리장에서 미세입자를 보다 효율적으로 제어하기 위한 도구를 제공하고자 하였 다. 개발 모델에서는 수처리 계통에서의 4개 단위공정(1차침전지, 생물반응조, 2차침전지, 및 총인처리시설)을 고려하고, 슬러지처리 계통은 농축, 소화, 탈수 공정 등의 다중 공정을 통합한 단일 공정으로 모의한다. 모의 대상 미세입자는 TiO2 (nano-TiO2)로서, 수중에서의 용해와 변환은 미미하므로 부유성 고형물과의 부착 기작만을 고려하였다. 부유성고 형물에의 nano-TiO2 부착 기작은 고-액상 간 평형가정에 기반한 겉보기분배계수(Kd)를 매개변수로 반영하였으며 정상 상태에서의 미세입자의 농도 및 부하를 공정별로 계산할 수 있도록 하였다. 아울러 개발 모델 구동의 편의를 위하여 MS 엑셀기반 사용자 인터페이스를 제작하였다. 개발 모델을 이용하여 주요 운전인자인 고형물체류시간(Solid Retention Time, SRT)이 nano-TiO2 제거효율에 미치는 영향을 파악하였다.

A wastewater treatment plant (WWTP) is a major gateway for the engineered nano-particles (ENPs) entering the water bodies. However existing studies have reported that many WWTPs exceed the No Observed Effective Concentration (NOEC) for ENPs in the effluent and thus they need to be designed or operated to more effectively control ENPs. Understanding and predicting ENPs behaviors in the unit and \the whole process of a WWTP should be the key first step to develop strategies for controlling ENPs using a WWTP. This study aims to provide a modeling tool for predicting behaviors and removal efficiencies of ENPs in a WWTP associated with process characteristics and major operating conditions. In the developed model, four unit processes for water treatment (primary clarifier, bioreactor, secondary clarifier, and tertiary treatment unit) were considered. Additionally the model simulates the sludge treatment system as a single process that integrates multiple unit processes including thickeners, digesters, and dewatering units. The simulated ENP was nano-sized TiO2, (nano-TiO2) assuming that its behavior in a WWTP is dominated by the attachment with suspendid solids (SS), while dissolution and transformation are insignificant. The attachment mechanism of nano-TiO2 to SS was incorporated into the model equations using the apparent solid-liquid partition coefficient (Kd) under the equilibrium assumption between solid and liquid phase, and a steady state condition of nano-TiO2 was assumed. Furthermore, an MS Excel-based user interface was developed to provide user-friendly environment for the nano-TiO2 removal efficiency calculations. Using the developed model, a preliminary simulation was conducted to examine how the solid retention time (SRT), a major operating variable affects the removal efficiency of nano-TiO2 particles in a WWTP.

오존과 같은 대기오염물질의 농도가 높아질수록 공기를 청정하게 하는 기술의 발달에 대한 연구 관심이 증가한다. 오 존은 질소산화물(NOX)과 휘발성유기화합물(VOCs)을 전구물질로 하여 광화학반응을 통해 생성된다. 기존 연구를 통해 살펴보면, 서울 및 수도권의 오존생성조건은 휘발성유기화합물의 농도가 제한요소(VOCs limited)인 것으로 보고되고 있 다. 본 연구에서는 실험을 통해 광촉매(TiO2)의 사용이 이들 오염물질을 제거하는데 효과적인 것으로 조사되었다. UV와 TiO2가 모두 있는 case A에서는 56%의 BTEX가 감소하였고, UV는 있지만 TiO2가 없는 case B에서는 28%의 BTEX가 감소하였고, UV는 없지만 TiO2가 있는 case C에서는 12%의 BTEX가 감소하였고, UV와 TiO2가 모두 없는 case D에서 는 9%의 BTEX가 감소하였다. 광촉매는 그 적용성이 광범위하고 그 효과가 우수하기 때문에 향후 발전 가능성이 매우 높은 소재이고, 그 응용 기술은 매우 다양하므로 경제적으로 충분히 검토해볼 만한 가치가 있는 것으로 사료된다.

The increasingly high levels of air pollutants such as ozone increases the research interest for the development of air cleaning technologies. Ozone is produced through a photochemical reaction by the NOX and VOCs. Looking through the previous research results, Ozone production rate of Seoul metropolitan area is determined by VOCs limiting factor(concentration). In this study, the use of TiO2 has been investigated as an effective solution for the reduction of ozone through pilot scale experimental device. In case A in both UV and TiO2 was reduced in 56% BTEX. UV, but if there is no TiO2 was reduced 28% of the BTEX. TiO2, but if there is no UV was reduced 12% of the BTEX. In case D not in both UV and TiO2 was decreased by 9% BTEX. Photocatalyst and its applicability is extensive and the effect is highly likely future development because of its excellent material, and application technologies are very diverse. Therefore, it is considered economically worth a review.

황화수소(H2S)는 고농도의 유기물이 모여있는 혐기성 환경에서 발생하며 대표적으로 퇴적토에서 발생한다. 이는 호수 내 어류의 집단 폐사나 악취 등의 주요 원인 중 하나이다. 현재 H2S는 주로 활성탄과 금속산화물을 통해 처리한다. 본 연구에서는 황화수소와의 반응성이 우수한 구리(Cu)와 철(Fe)를 TiO2 기반에 합성 방법 중 하나인 함침법을 활용하여 Cu-Fe/TiO2를 제작하였으며 H2S 흡착효율 평가 및 표면분석을 진행하였다. 위 흡착제는 Fe(NO3)3⦁9H2O 2 g, Cu(NO3)2⦁3H2O 2 g를 TiO2 5 g에 2시간을 교반한 후 80 °C에 48시간 동안 건조를 진행한 시료를 소성로를 사용하여 400 °C에 2시간 소성하여 제조하였다. H2S 흡착효율은 10 ppm H2S를 1.0 L/min의 유속으로 주입하여 제거된 H2S 양을 계산하여 평가하였다. 또한, 각 금속의 함침 여부를 확인하기 위해 SEM분석, 표면적 변화를 확인하기 위해 BET분석, 금속의 결정구조를 확인하기 위해 XRD 분석을 진행하였다. 실험 결과, Cu-Fe/TiO2의 H2S 제거량은 일반 TiO2 대비 약 240 배 향상되었으며, SEM과 XRD분석을 통해 Cu와 Fe가 성공적으로 함침되었음을 확인하였다..

바이오가스와 석유정제산업에서는 부산물로 생성되는 황화수소의 악취와 독성(두통, 구토유발) 때문에 해결책을 고안하고자 다양한 연구들이 진행 중인 상황이다. 하지만, 황화수소는 인간 활동뿐만 아니라 고농도의 유기물이 모여있는 퇴적토 중 혐기성 상태의 심해에서도 발생한다. 해당 영역에서는 용존 산소량이 낮아 황산환원균의 활동에 의해 황화수소가 발생하게 된다. 이때 발생한 황화수소는 어류의 호흡을 방해하여 질식사에 이르게 한다. 따라서, 본 연구에서는 퇴적토로 인해 발생하는 황화수소를 제거하기 위해 TiO2 기반의 흡착 소재를 개발하였다. 해당 흡착소재는 FeCl3를 전구체로 사용하여 소성온도 300, 500, 700, 900℃에 반응시간 3시간을 거쳐 제작되었다. 황화수소는 Fe2O3와 반응하여 Fe2S3와 H2O 형태로 분리될 수 있으며 본 메커니즘을 기반으로 황화수소 흡착 실험을 설계하였다. 실험 조건으로는 황화수소 10 mg/L N2 balanced로 제작하여 사용했으며 MFC를 이용하여 0.7 L/min의 일정 유속으로 흡착능을 평가했다. Fe/TiO2의 황화수소 흡착 성능은 소성 온도와 상관성 있는 것으로 나타났으며, 각 소성온도 조건 별 시료의 변형을 해석하기 위해 X-ray diffraction(XRD), Scanning electron microscope(SEM), X-ray photoelectron spectroscopy(XPS)를 진행하였다.

최근 크롤(Kroll)법에 의한 타이타늄(Ti) 제조 시 문제점을 해결하고자 수소 가스(H2) 분위기에서 마그네슘(Mg) 금속을 이용한 이산화타이타늄(TiO2)의 열환원법에 의한 저산소 Ti 제조법이 개발되고 있다. 본 연구에서는 TiO2 원료 분급방식 및 입도가 열환원 반응 후생성된 Ti 산물의 산소 농도에 미치는 영향을 조사하였으며 환원 메커니즘에 대한 열역학적 분석을 실시하였다. 건식 체질을 통해 45 – 300 μm 입도 구간으로 분급된 TiO2 원료를 973 K의 10 % H2 혼합 가스 분위기에서 Mg 금속을 이용한 환원 시 0.415 – 0.480 mass%의산소를 함유한 수소화타이타늄(TiH2) 분말이 제조되었다. 또한, 습식 체질을 통해 분급된 TiO2 원료 사용 시 환원 결과와의 비교를 통해, TiO2 원료의 분급법이 최종 TiH2 산물의 산소 농도에 미치는 영향을 평가하였다.

In recent years, a novel method for producing titanium (Ti) with a low oxygen (O) concentration has been developed to overcome the limitations of the commercial Ti production process, the Kroll process. This method involves the reduction of titanium dioxide (TiO2) using magnesium (Mg) in a hydrogen gas (H2) atmosphere. In this study, the effects of the sieving method and the particle size of the TiO2 feed on the O concentration in the reduced Ti product were investigated, based on a thermodynamic analysis of the magnesiothermic reduction mechanism. Titanium hydride (TiH2) powder containing 0.415 ? 0.480 mass%O was directly produced by reducing dry-sieved TiO2 feed, with a size range of 45 ? 300 μm, using Mg under a 10 % H2 mixed gas atmosphere at 973 K. Furthermore, by comparing the magnesiothermic reduction results of wet-sieved TiO2 feed, the influence of the sieving method on the O concentration in the TiH2 product was evaluated.

타이타늄은 지각 구성원소 중 아홉 번째로 풍부한 원소이며, 철과 밀접한 관계를 가지고 있다. 타이타늄 광석으로부터 안료급의TiO2나 금속 타이타늄 제조를 위한 순수한 TiCl4를 제조하기 위해서는 일메나이트 중에 함유되어 있는 철 성분을 제거하여야 한다. 본 연구에서는 합성 루타일과 TiO2를 제조하는 여러 가지 프로세스를 비교하여 고찰하였다. 대부분의 프로세스는 건식야금과 습식야금을 조합한 것이며, 이러한 프로세스에서는 상당한 량의 철염, 철 산화물 및 폐산이 발생하고 있다. 따라서 일메나이트를 처리하기 위한 새로운 프로세스를 개발하기 위해서는 폐산의 재이용과 철 부산물의 유가 자원화가 중요하다.

Titanium and iron are closely related in nature, although titanium is the ninth most abundant element in the Earth’s crust. Iron in titanium ores must be removed for use as feedstocks in the manufacture of titanium dioxide pigments and pure TiCl4 for metal titanium. In this study, various beneficiation processes of ilmenite for production of TiO2 have been reviewed and compared. Most of these processes involve a combination of pyrometallurgy and hydrometallurgy. These beneficiation processes of ilmenite generate considerable quantities of wastes primarily in the form of iron salt, iron oxide and acidic effluents. Therefore, it is important that recovery of acid value from waste and conversion of iron bearing waste to useful materials for development of new beneficiation processes of ilmenite.

다공성 세라믹 펠렛 표면에 이산화티탄을 코팅처리한 후, 페놀분해 실험을 통하여 광분해능을 평가하였다. 코팅펠렛의 열처리 조건을 실험 변수로하여 결정구조와 표면강도에 대해 평가하였다. 800℃에서 이산화티탄 입자만을 열처리한 경우, anatase상이 rutile상으로 완전히 전이되는데 비하여, 펠렛 표면에 코팅된 이산화티탄은 800℃에서도 anatase상이 약 30% 존재함이 판명되었다. 또한 이산화티탄의 표면강도는 열처리 온도가 증가함에 따라 증가하는 경향을 보이다가 700℃이후에는 큰 변화 없이 일정한 값을 나타냈다. 따라서 광활성도를 유지하면서 높은 표면강도를 갖는 열처리 온도는 약 700℃가 적절한 것으로 판단되었다. 페놀분해 실험 결과, 열처리 온도가 증가함에 따라 이산화티탄 내에 비정질로 존재하던 부분이 anatase상으로 결정화되면서 페놀분해 속도가 증가하였다. 그러나 800℃이상의 온도에서는 분해속도가 다시 감소하는 경향을 나타냈다. 이는 고온의 열처리로 인한 rutile상의 증가와 비표면적의 감소가 그 원인인 것으로 사료된다.

Degussa P25 titania was coated on porous ceramic pellet via dip-coating method. The resulting materials were characterized by XRD, SEM and turbidity meter. In particular, changes in crystal structure and coating adhesion of TiO2 on the surface of pellets were checked according to the heat treatment temperatures. The results showed that the transformation of anatase to rutile was immeasurably slow for heat treatment below 800℃ but, was rapid at temperatures exceeding 800℃. At 1000℃, the crystal structure of TiO2 coated on pellet was transformed to rutile, completely. This could be compared with TiO2 powder which was completely transformed to rutile at 800℃, because alumina and silica composition of support inhibited the transformation. Surface strength was increased with increasing heat treatment temperature. But over 700℃ the changes were not measured. The pellets coated with TiO2 were tested by photocatalytic degradation of phenol. The photodegradation rate was increased with increasing heat treatment temperature. But over 800℃, the rate decreased. It is resulted from the increasing of rutile phase and reduction of specific surface area.

해사 티탄철광을 이용하여 rutile상의 TiO2를 합성하였다. TiO2의 합성은 티탄철광의 메카노케미컬처리와 HCl 용액 상에서의 추출 및 가수분해 반응으로 이루어졌다. 합성물의 미세구조는 SEM과 TEM을 통해관찰하였고, 합성물의 다양한 열처리 온도에 따른 물리･화학적 특성을 XRD, BET, EDS, TGA, FT-IR로 분석하였다. 또한 합성물과 상용 TiO2의 광촉매 활성을 UV-A 광원 하에서 시간에 따른 메틸렌블루 분해능을 통해평가하였다. 이러한 결과로부터 합성물의 최적 열처리 온도는 700℃로 판단되었다.

Rutile TiO2 was synthesized by using beach sand ilmenite. Synthesis of TiO2 was accomplished via mechano-chemical treatment of ilmenite and subsquent simultaneous leaching and hydrolysis in dilute solutions of hydrochloric acid. The microstructure of synthetic product was investigated by SEM, TEM and physicochemical characteristics of synthetic products for different heat treatment temperature were analyzed by XRD, BET, EDS,TGA, FT-IR. And the photocatalytic activity of synthetic product and commercial TiO2 was evaluated by methylene blue decomposition according to the irradiation time under UV-A light source. As a result, the optimum heat treatment temperature of synthetic product was 700℃.

본 연구는 탄소 환원반응을 이용하여 ilmenite 중 TiO2의 품위 향상을 목적으로 ilmenite 중에 존재하는 철산화물의 탄소환원에 가장 효과적인 첨가물과 최적조건을 검토하였다. Ilmenite 중 철산화물의 환원에 가장 적절한 환원제의 종류 및 첨가량은 FeCl3로서 ilmenite 시료무게의 2 wt.%이었고, 또한 최적의 탄소환원제 양은 당량비로 2배였다. 그리고 적절한 환원온도 및 시간은 1100℃ 부근으로서 대부분 철산화물의 환원반응이 종료되는 30분 정도로 조사되었다. 이와 같은 조건하에서 얻어진 환원반응 생성물은 자력선별 공정을 거치면 rutile의 대체 자원으로 사용이 가능함을 확인하였다.

It has been carried out for establishing the methodology to upgrade TiO2 by carbothermal reduction of iron oxide in ilmenite. Based on present experimental results, the possibility for substitution with rutile has been investigated. It could be proposed that the 2 wt.% FeCl3 of sample and carbon of 2 equivalents are optimum conditions as a feeding materials. And also appropriate reducing temperature and reduction time were about 1100℃ and 30 minutes. The product obtained by the processes of carbon reduction and magnetic separation may be used the substitute mineral of rutile.

Rare earth based calcium aluminate phosphor (CaAl2O4:Eu2+, Nd3+) supported TiO2 nanoparticles are synthesized by using sol-gel method, which are further characterized using powder X-ray diffraction (XRD), fourier transform infrared (FT-IR), diffuse reflectance UV-Visible spectroscopy (DRS UV-Vis) and transmission electron microscopy (TEM). The XRD pattern of as-prepared and sintered phosphor supported TiO2 does not show the tendency to change the crystal structure from anatase to rutile phase up to 600oC. This indicates that the phosphor support might inhibit the densification and crystallite growth by providing dissimilar boundaries. The diffuse reflectance spectral (DRS) measurements showed shift towards longer wavelength indicating reduction in the band-gap energy as compared to free TiO2. The FT-IR spectra of phosphor supported TiO2 nanoparticles show shift in the peak positions to lower wavelengths. This indicates that the TiO2 nanoparticles are not free, but covalently bonded to the phosphor support. TEM micrographs show presence of crystalline and spherical TiO2 nanoparticles (8 - 15 nm diameter) dispersed uniformly on the surface of phosphor.

소다배소 처리한 탈질폐촉매의 수침출 잔사로부터 TiO2 회수를 위하여 황산침출과 가수분해 반응을 실시하였다. Ti 성분의 황산침출은 70 ℃, 3 시간, 교반속도 500 rpm, 슬러리 농도 100 g/L로 고정하여 실시하였고, 황산농도는 4~8 M로 변화시키며 진행하였다. 침출액으로부터 Ti 성분의 침전회수는 가수분해반응을 이용하였으며, 실험조건은 100 ℃, 반응시간 2 시간으로 고정하였고, Ti 성분의 침전율은 침출액과 증류수의 혼합비와 침전반응 Seed 혼입유무에 따라 비교하였다. Ti의 침출율은 6 M에서 최대 95.2 %까지 도달 후 점차 감소하는 경향을 나타내었고, Si의 침출율은 황산농도 증가에 반비례하여 급격히 감소하여 91.7 %에서 8 M 조건에서는 3.0 %까지 억제되었다. 침출액을 이용한 가수분해는 부성분인 Si의 함량이 가장 낮은 8 M 침출액을 이용하여 진행하였다. 침출액의 혼합비에 의한 Ti의 침전회수율은 반응시간에 비례하였고 혼합비에 반비례하였다. 또한, 침전반응의 가속화를 위해 TiO2(#325~#400 mesh, 0.2 g) seed를 첨가하였을 경우에 모든 혼합조건에서 침전회수율이 상승하였으며, 혼합비(침출액:증류수) 1:9~3:7 구간에서 98.8~99.8 %의 침전율이 달성되었다. 회수된 TiO2의 순도는 침출액 혼합비 1:9~3:7 구간에서 혼합비가 낮을수록 증가하여 최대 99.46 %까지 상승함을 확인하였다.

Sulphuric acid (H2SO4) leaching and hydrolysis were experimented for the recovery of titanum dioxide (TiO2) from the water-leached residue followed by soda-roasting spent SCR catalysts. Sulphuric acid leaching of Ti was carried out with leachate concentration (4~8 M) and the others were fixed (temp.: 70 ℃, leaching time: 3 hrs, slurry density: 100 g/L, stirring speed: 500 rpm). For recovering of Ti from the leaching solution, hydrolysis precipitation was conducted at 100 ℃ for 2 hours in various mixing ratio (leached solution:distilled water) of 1:9 to 5:5. The maximum leachability was reached to 95.2 % in 6 M H2SO4 leachate. on the other hand, the leachability of Si decreased dramatically 91.7 to 3.0 % with an increase of H2SO4 concentration. Hydrolysis precipitation of Ti was proceeded with leaching solution of 8 M H2SO4 with the lowest content of Si. The yield of precipitation increased proportionally with a dilution ratio of leaching solution. Moreover, it increased generally by adding 0.2 g TiO2 as a precipitation seed to the diluted leaching solution. Ultimately, 99.8 % of TiO2 can be recovered with the purity of 99.46 % from the 1:9 diluted solution.

본 연구에서는 TiCl4와 IPA의 반응으로 TiO2 나노 용액을 합성한 뒤 글라스 기판에 반복 코팅하여 박막을 제작하고, 코팅 횟수에 따른 광학적·전기적 특성 변화를 분석하였다. 반사도 및 확산 반사 결과, 코팅 횟수 증가에 따른 박막 두께 증가와 광 간섭 효과로 스펙트럼 피크 이동과 반사 특성 변화가 나타났다. PL 분석에서는 코팅 횟수 증가에 따라 발광 강도가 감소하였으며, 이는 결함 밀도 감소와 비복사 재결합 경로 증가에 기인한 것으로 해석된다. 또한 표면저항은 코팅 횟수가 증가할수록 증가하여 절연 특성이 강화됨을 확인하였다. 이러한 결과는 용액 공정 기반 TiO2 박막에서 두께 및 결함 제어를 통해 광·전기적 특성 조절이 가능함을 보여주며, 광전자 소자와 기능성 코팅 응용을 위한 기초 자료를 제공한다.

This study synthesized a TiO2 nano-solution through the reaction between TiCl4 and isopropyl alcohol (IPA) and fabricated TiO2 thin films on glass substrates via repeated coating. The optical and electrical properties were systematically analyzed as a function of coating cycles, revealing that increased film thickness and optical interference caused spectral peak shifts and changes in reflectance behavior. Photoluminescence (PL) analysis showed a decrease in emission intensity with increasing coating cycles due to reduced defect density and enhanced non-radiative recombination pathways. In addition, sheet resistance increased with the number of coatings, confirming enhanced electrical insulating properties. These results demonstrate that the optical and electrical properties of solution-processed TiO2 thin films can be effectively controlled through thickness and defect engineering, providing fundamental insights for optoelectronic devices and functional coating applications.

This study compares the optical and radiative cooling performance of single-layer films embedded with TiO2 or Al2O3 nanoparticles dispersed in a polymer matrix and backed with an aluminum reflector. Optical constants of both materials were obtained from literature, and wavelength-dependent scattering efficiencies were calculated using Mie theory. A Monte Carlo ray-tracing simulation was performed to evaluate the spectral reflectance, absorptance, and emissivity of each film across the solar and thermal-infrared regions. The TiO2-based film exhibited strong visible-light scattering but suffered significant ultraviolet (UV) absorption, resulting in an average solar reflectance of ~0.90. In contrast, the Al2O3-based film showed negligible UV absorption and maintained high reflectance (>0.95) throughout the 0.3-2.5 μm solar band, leading to a higher net cooling power of approximately 105 W/m² compared to 85 W/m² for TiO2. These results demonstrate that UV reflectance is a key determinant of effective radiative cooling and indicate that Al2O3-based coatings offer strong potential for passive cooling applications in buildings and agricultural environments.

본 연구의 목적은 임상에서 사용되고 있는 치아미백제와 TiO2 광촉매의 융합에 의한 치아 미백효과를 평가하고, 미백 효과를 극대화시킬 수 있는 광촉매 혼합비 등에 관한 기초연구를 통하여 미백효과와 안전성을 고찰 하고자 하였다. 실험에 사용된 치아는 발거된 치아 중 우식에 이환되지 않고 수복물이 없는 전, 구치부 치아 24개의 연조직 치석을 제거한 후 전치부의 순면이나 구치부의 협면 및 설면이 노출되도록 하여 dal상에서 사용 중인 치아 미백제에 TiO2 광촉매 분말을 10, 20wt.% 첨가하여 융합하고, 과산화수소수를 10～20%첨가한 미백제를 적용하여 색조 변화를 측정하였다. TiO2 광촉매와 미백제의 융합 미백제 적용에 따른 치아의 외관 특성평가 결과, 20% 과산 화수소수에 TiO2 첨가한 경우 월등한 미백효과를 나타남을 알 수 있었으며 TiO2 광촉매를 사용하면 치아미백을 위한 미백제 적용시간을 단축시킬 수 있음을 알 수 있다. 이러한 결과는 향후 치아 미백제 개발에 촉매의 활용을 통하여 미백 효과를 향상시킬 수 있는 연구의 제안으로 치아미백 제품개발에 기여할 수 있을 것이다.

This in vitro study compared the effect of bleaching agent modified by the addition of TiO2 catalyst converged bleaching agent. Nonvital teeth samples were assigned to four group(n=6) according to the bleaching agent: 10% carbamide peroxide(CP) bleaching agen, 10% CP with 10% TiO2 catalyst, 20% CP bleaching agent and 20% CP with 20% TiO2 catalyst. Changes in enamel color were evaluated on minutes 30, 60, 180, 300 and 420. It was found that 20% CP with 20% TiO2 catalysis increased the whiteness and overall color value and showed significantly brightened. The teeth bleaching time was reduced with TiO2 catalyst converged bleaching agent. This result will contribute to development of the teeth bleaching agent.

This study shows an air-purification test by the UV lamp on which TiO2 catalyst is deposited with glass fiber in the reactor chamber. This test was based on the fundamental data of air-purifier as assessing a removing ability on various contaminants such as CH3COOH, NH3, NO and SO2 as variation of the TiO2 coating, the wave of UV lamp, and the additive CaO. As a result, the highest decomposing removal ratio was shown when 5-times coated glass fiber was used. It can be due to the recombination reaction of electrons and electron-hole in the loaded CaO. Thus, the decomposing removal ratio increased as the recombination ratio decreased. In addition, it was confirmed that the decomposing removal ratio lowered when CaO was considerably deposited because it hided the lamp of OH-1 radical.