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스완지 대학(Swansea University) 에너지 안전 연구소(Energy Safety Research Institute)의 연구진은 새로운 복합 재료를 개발했다. 이것은 연간 300,000톤 정도 방출되는 환경적으로 유해한 합성염료 오염물질의 분해 촉매제로서 매우 유용하게 적용될 수 있을 것이다. 이번에 개발한 비독성 광촉매 물질은 물에서 염료 오염물질을 효과적으로 제거한다. 염료의 90% 이상을 흡수하고 가시광선을 사용해서 염료 분해 속도를 거의 10배까지 향상시킬 수 있다. 밀봉된 용기 속의 반응 혼합물을 고압으로 가열함으로써 탄탈 질화물(tantalum nitride)의 표면 위에 텅스텐 산화물 나노와이어를 성장시켰다. 이 복합 재료는 염료 흡수를 위해서 매우 높은 표면적을 가지고 있었다. 이 물질은 광촉매 분해(photocatalytic degradation)라고 알려진 과정으로 햇빛에 의해서 제공된 에너지를 사용하여 염료를 무해한 분자로 분해한다. 유해 염료를 제거한 후에, 촉매는 정화된 물에서 여과되어 재사용될 수 있다. 이 연구에 사용된 두 가지 재료는 최근 몇 년간 큰 관심을 끌고 있다. 텅스텐 산화물은 강한 흡광도, 높은 전기 전도성, 높은 화학적 안정성 및 표면 활성 때문에 광촉매 분야에서 가장 유망한 물질 중의 하나로 각광을 받고 있다. 탄탈 질화물은 가시광선의 거의 모든 스펙트럼을 흡수할 수 있는 능력 때문에 적색이고 태양광으로부터 많은 양의 에너지를 추출해서 분해 공정을 위한 동력을 공급한다. 이 연구결과는 수소를 발생시키기 위한 물의 광촉매 분해와 같이 다른 분야에 적용될 수 있을 것이다. 합성염료 1g이 많은 양의 물을 오염시킬 수 있기 때문에, 이런 염료를 효과적으로 제거할 수 있다면 수질 오염을 낮추는데 크게 기여할 것이다. 이 연구는 저널 Scientific Reports에 ldquo;Active removal of waste dye pollutants using Ta3N5/W18O49 nanocomposite fibres rdquo; 라는 제목으로 게재되었다(doi:10.1038/s41598-017-04240-4). |
