물리화학실험 TiO2 광촉매에 의한 분자의 분해

1. 실험목표

이번 실험의 목표는 TiO2 광촉매를 사용하여 특정 분자의 분해 과정을 이해하고 그 효율성을 평가하는 것이다. TiO2, 즉 이산화티탄은 우수한 광촉매 성질로 인해 환경 정화 및 화학 반응 촉진에 널리 활용되고 있으며, 특히 유기 오염물질의 분해에 효과적인 물질로 알려져 있다. 실험을 통해 TiO2가 자외선(UV) 광선을 흡収하고, 그 에너지를 이용해 전자와 정공을 생성하는 메커니즘을 관찰하고자 한다. 이 생성된 전자와 정공은 반응물인 유기 분자와 상호작용하여 산화 및 환원 반응을 일으키며, 결국 이러한 반응을 통해 유기 화합물을 분해하여 무해한 생성물로 전환하는 과정을 탐구할 것이다. 또한 TiO2의 특성 제어를 통한 광촉매 성능 향상, 즉 표면적 증가, 불순물 제거, 다양한 도핑 물질을 사용할 때의 효과 등을 평가하여 최적의 조건을 찾아낼 예정이다. 실험 후에는 분해 생성물의 종류 및 양을 분석하고, 그 결과를 바탕으로 TiO2 광촉매의 효율성을 정량적으로 비교할 계획이다. 이를 통해 환경 정화 분야에서의 TiO2의 가능성을 제시하고, 광촉매 작용의 기작에 대한 깊이 있는 이해를 도모하는 것이 이번 실험의 주요 목표이다. 이…(생략)