KR101754776B1 - Photocatalyst complex comprising catechol derivatives polymers and method for preparing the same - Google Patents

Photocatalyst complex comprising catechol derivatives polymers and method for preparing the same Download PDF

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최원용
김수정
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Abstract

본 발명은 반도체 광촉매 및 상기 반도체 광촉매 상에 가시광 감응제층을 포함하는 광촉매 복합체에 관한 것이다. 이에 의하여 자외선 및 가시광 영역에서 활성을 갖는 저비용의 광촉매 복합체를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 광촉매 복합체를 사용하여 수중에서 광조사 하에 오염물질을 제거하는 오염물질 제거 방법을 제공하고, 과산화수소를 생성하는 과산화수소의 제조방법을 제공할 수 있다. The present invention relates to a semiconductor photocatalyst and a photocatalytic composite including the visible light sensitive agent layer on the semiconductor photocatalyst. Thus, a low-cost photocatalytic composite having activity in the ultraviolet and visible regions can be provided. Also, a method for removing contaminants by removing contaminants under light irradiation in water using the photocatalytic composite of the present invention is provided, and a method for producing hydrogen peroxide which generates hydrogen peroxide can be provided.

Description

카테콜계 고분자를 포함하는 광촉매 복합체 및 그 제조방법{PHOTOCATALYST COMPLEX COMPRISING CATECHOL DERIVATIVES POLYMERS AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a photocatalytic composite comprising a catechol-based polymer and a method for manufacturing the same. BACKGROUND ART < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 광촉매 복합체 및 그 제조방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 카테콜계 고분자(catechol derivatives polymers)를 포함하는 광촉매 복합체 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a photocatalytic composite and a method for producing the same, and more particularly, to a photocatalytic composite including catechol derivatives polymers and a method for producing the same.

광촉매를 이용한 수중 오염 물질 제거 방법은 태양광만을 에너지원으로 사용하기 때문에 미래의 에너지 문제를 해결할 수 있는 청정한 기술로 기대되고 있다. 이산화 티타늄(TiO2)은 비교적 저렴하고 안정한 반도체 광촉매로 높은 산화력을 가지고 있기 때문에 수중 오염 물질 분해를 위하여 널리 사용되어 왔다. 그러나 이는 3.0 내지 3.2eV의 넓은 밴드갭을 가지고 있어 자외선 조사 하에서만 촉매 작용을 할 수 있는 단점이 있다. 이를 극복하기 위해 가시광 영역의 빛을 이용하고자 도핑, 가시광 감응제의 도입, 이종 반도체 접합등의 다양한 기술이 연구되고 있다.The photocatalytic method of removing pollutants from the water is expected to be a clean technology that can solve the energy problem of the future because only the sunlight is used as the energy source. Titanium dioxide (TiO 2 ) is a relatively inexpensive and stable semiconductor photocatalyst and has been widely used for the decomposition of aquatic pollutants because of its high oxidizing power. However, it has a wide bandgap of 3.0 to 3.2 eV, which is disadvantageous in that it can catalyze only under ultraviolet irradiation. In order to overcome this problem, various techniques such as doping, introduction of a visible light sensitive agent, and hetero semiconductor junction have been studied in order to utilize light in a visible region.

가시광 감응제는 가시광 흡수가 가능한 염료를 사용하는 염료 감응제(dye sensitization agent)와 가시광을 흡수하지 못하는 유기물 등이 반도체 표면과 결합을 이루면서 가시광 영역의 빛을 흡수할 수 있게 되는 리간드-금속 전하 전이(ligand-to-metal charge transfer (LMCT))에 의한 감응제로 분류된다. 염료 감응의 경우 반도체 표면과의 결합이 필수적이지는 않으나 리간드-금속 전하 전이에 의한 감응의 경우는 유기물과 반도체의 공유 결합을 통한 복합화가 필수적이다.The visible light sensitizer is a dye sensitization agent using a dye capable of absorbing visible light and a ligand-metal charge transfer agent capable of absorbing light in a visible light region, (ligand-to-metal charge transfer (LMCT)). In the case of dye sensitization, it is not necessary to bond with the semiconductor surface, but in the case of sensitization due to the ligand-metal charge transfer, it is essential that the organic matter and the semiconductor are covalently bonded.

가시광 감응제는 보통 전이금속을 중심으로 하는 유기 염료를 기반으로 발전되어 왔으나 이는 희귀 금속을 필요로 하기 때문에 비용 측면의 경쟁력이 떨어지고 금속의 용출에 의한 2차적인 환경 문제에 노출되어 있다. 따라서 중심 금속을 포함하지 않으면서 가시광을 흡수할 수 있는 고분자 및 유기 분자의 도입이 하나의 해결 방안으로 제시되어 왔으나 다단계로 이루어진 복잡한 합성 방법과 유래 물질의 접근 용이성에 대한 문제점이 있었다.Visible light sensitizers have been developed on the basis of organic dyes, which are usually based on transition metals. However, since they require rare metals, they are less cost-competitive and are exposed to secondary environmental problems caused by metal elution. Therefore, introduction of macromolecules and organic molecules capable of absorbing visible light without a central metal has been suggested as a solution, but there is a problem in the complicated synthesis method of multistage and easy accessibility of the derived material.

염료 감응의 경우 효율이 좋지만 가격이 비싸고 염료의 장기 안정성이 좋지 않다는 단점이 있으며, 리간드-금속 전하 전이의 경우 리간드의 가격이 매우 저렴하고 적용 가능한 물질이 무궁무진하다는 장점이 있지만 염료 감응에 비해 효율이 낮다는 문제점이 있다.In the case of dye sensitization, the efficiency is good but the cost is high and the long-term stability of the dye is not good. In the case of the ligand-metal charge transfer, the ligand is very cheap and the applicable material is unlimited. There is a problem that it is low.

본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로 반도체 광촉매 상 가시광 감응제층이 카테콜계 고분자를 포함함으로써 자외선 및 가시광 영역에서 활성을 갖는 저비용의 광촉매 복합체를 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to provide a low cost photocatalytic composite in which a visible light sensitive layer on a semiconductor photocatalyst includes a catechol polymer and is active in ultraviolet and visible light regions.

또한, 본 발명의 다른 목적은 수중에서 광조사 하에 상기 광촉매 복합체를 사용하여 오염물질을 제거하는 오염물질 제거 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for removing contaminants by using the photocatalytic composite under light irradiation in water.

또한, 본 발명의 다른 목적은 수중에서 광조사 하에 상기 광촉매 복합체를 사용하여 과산화수소를 생성하는 과산화수소의 제조방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for producing hydrogen peroxide which generates hydrogen peroxide using the photocatalytic composite under light irradiation in water.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 광촉매 복합체의 제조방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing the photocatalytic composite.

본 발명의 일 측면에 따르면, 반도체 광촉매; 및 상기 반도체 광촉매 상에 가시광 감응제층;을 포함하는 광촉매 복합체가 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a semiconductor photocatalyst; And a visible light-sensitive layer on the semiconductor photocatalyst.

상기 가시광 감응제층이 카테콜계 고분자를 포함할 수 있다.The visible light-sensitive material layer may include a catechol-based polymer.

상기 카테콜계 고분자는 아래 구조식 1로 표시되는 화합물 및 그의 염 중에서 선택된 어느 하나가 자가 중합하여 합성된 고분자를 포함할 수 있다.The catechol-based polymer may include a polymer synthesized by autopolymerizing any one selected from a compound represented by the following structural formula 1 and a salt thereof.

[구조식 1][Structural formula 1]

Figure 112016056639055-pat00001
Figure 112016056639055-pat00001

상기 구조식 1에서,In the above formula 1,

R은 수소원자 또는 히드록시기이고,R is a hydrogen atom or a hydroxy group,

A는 단일결합 또는 이중결합이고,A is a single bond or a double bond,

X는 아미노기 또는 카르복시기이고,X is an amino group or a carboxy group,

Y는 수소원자 또는 니트로기일 수 있다.Y may be a hydrogen atom or a nitro group.

상기 카테콜계 단분자가 도파민, 노르에피네프린, 카페익산 나이트로도파민, 에피네프린, 디히드록시페닐알라닌(L-DOPA), 디히드록시페닐아세트산 및 디히드록시만델릭산 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.Wherein the catechol monomers may include at least one member selected from the group consisting of dopamine, norepinephrine, caffeic acid dinopamine, epinephrine, dihydroxyphenylalanine (L-DOPA), dihydroxyphenylacetic acid and dihydroxymandelic acid have.

상기 반도체 광촉매가 이산화티타늄, 삼산화텅스텐, 산화아연 및 산화철 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The semiconductor photocatalyst may include at least one selected from titanium dioxide, tungsten trioxide, zinc oxide, and iron oxide.

상기 가시광 감응제층은 두께가 0.5 내지 2.5nm일 수 있다.The visible light-sensitive layer may have a thickness of 0.5 to 2.5 nm.

본 발명의 다른 하나의 측면에 따르면, 수중에서 광조사를 하고, 상기 광촉매 복합체를 사용하여 오염물질을 제거하는 오염물질 제거방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a pollutant removing method for irradiating light in water and removing contaminants using the photocatalytic composite.

상기 광조사가 가시광선에 의해 수행될 수 있다.The light irradiation can be performed by visible light.

상기 오염물질이 중금속 이온일 수 있다.The contaminants may be heavy metal ions.

상기 중금속 이온이 6가 크롬(Cr(VI)), 3가 비소(As(III)), 1가 은(Ag(I)) 및 6가 셀레늄(Se(VI)) 중에서 선택된 어느 하나를 환원시키거나 산화시키는 것일 수 있다.The heavy metal ions are reduced by reducing any one selected from hexavalent chromium (Cr (VI)), trivalent arsenic (As (III)), monovalent silver (Ag (I)) and hexavalent selenium (Se Or oxidize.

상기 오염물질이 유기화합물일 수 있다.The contaminant may be an organic compound.

상기 유기화합물이 사염화탄소(CCl₄), 디클로로아세트산(CHCH2COOH), 4-클로로페놀 및 2,4-디클로로페녹시아세트산 중에서 선택된 어느 하나를 분해시키는 것일 수 있다.May be one of the organic compound decomposition of carbon tetrachloride (CCl₄), dichloroacetic acid (CHCH 2 COOH), 4- chlorophenol and 2,4-dichlorophenoxy any one selected from acetic acid.

본 발명의 또 다른 하나의 측면에 따르면, 수중에서 광조사를 하고, 상기 광촉매 복합체를 광촉매로 사용하여 과산화수소를 생성하는 과산화수소의 제조방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a process for producing hydrogen peroxide which irradiates light in water and generates hydrogen peroxide using the photocatalytic composite as a photocatalyst.

상기 광조사가 가시광선에 의해 수행될 수 있다.The light irradiation can be performed by visible light.

본 발명의 또 다른 하나의 측면에 따르면, (a) 카테콜계 단분자 및 그의 염 중에서 선택된 어느 하나와 반도체 광촉매를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 및 (b) 상기 혼합물을 교반하여 상기 카테콜계 단분자가 상기 반도체 광촉매 상에서 자가 중합하여 카테콜계 고분자가 상기 반도체 광촉매 상에 코팅된 광촉매 복합체를 제조하는 단계;를 포함하는 광촉매 복합체의 제조방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: (a) preparing a mixture by mixing a semiconductor photocatalyst with any one selected from a catechol monomolecular material and a salt thereof; And (b) stirring the mixture to self-polymerize the catechol monomers on the semiconductor photocatalyst, thereby producing a photocatalytic composite in which the catechol polymer is coated on the semiconductor photocatalyst. do.

상기 반도체 광촉매의 함량이 상기 카테콜계 단분자 100중량부에 대하여 100 내지 20,000, 바람직하게는 500 내지 10,000, 보다 바람직하게는 1,000 내지 5,000중량부일 수 있다.The content of the semiconductor photocatalyst may be 100 to 20,000, preferably 500 to 10,000, more preferably 1,000 to 5,000 parts by weight based on 100 parts by weight of the catechol monomers.

상기 카테콜계 단분자가 아래 구조식 1로 표시되는 것일 수 있다.The catechol monomolecule may be represented by the following structural formula (1).

[구조식 1][Structural formula 1]

Figure 112016056639055-pat00002
Figure 112016056639055-pat00002

상기 구조식 1에서,In the above formula 1,

R은 수소원자 또는 히드록시기이고,R is a hydrogen atom or a hydroxy group,

A는 단일결합 또는 이중결합이고,A is a single bond or a double bond,

X는 아미노기 또는 카르복시기이고,X is an amino group or a carboxy group,

Y는 수소원자 또는 니트로기일 수 있다.Y may be a hydrogen atom or a nitro group.

상기 카테콜계 단분자가 도파민, 노르에피네프린, 카페익산 나이트로도파민, 에피네프린, 디히드록시페닐알라닌(L-DOPA), 디히드록시페닐아세트산 및 디히드록시만델릭산 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.Wherein the catechol monomers may include at least one member selected from the group consisting of dopamine, norepinephrine, caffeic acid dinopamine, epinephrine, dihydroxyphenylalanine (L-DOPA), dihydroxyphenylacetic acid and dihydroxymandelic acid have.

본 발명의 광촉매 복합체는 반도체 광촉매 상의 가시광 감응제층이 카테콜계 고분자를 포함함으로써 자외선 및 가시광 영역에서 활성을 갖는 저비용의 광촉매 복합체를 제공할 수 있다.The photocatalytic composite of the present invention can provide a low-cost photocatalytic composite in which the visible light-sensitive layer on the semiconductor photocatalyst includes the catechol-based polymer and has activity in the ultraviolet and visible regions.

또한, 수중에서 광조사 하에 상기 광촉매 복합체를 사용하여 오염물질을 제거하는 오염물질 제거 방법을 제공 할 수 있다.Further, it is possible to provide a method for removing contaminants by using the photocatalytic composite under light irradiation in water.

또한, 수중에서 광조사 하에 상기 광촉매 복합체를 사용하여 과산화수소를 생성하는 과산화수소의 제조방법을 제공 할 수 있다.Further, it is possible to provide a method for producing hydrogen peroxide which generates hydrogen peroxide using the photocatalytic composite under light irradiation in water.

또한, 상기 광촉매 복합체의 제조방법을 제공 할 수 있다.In addition, a method for producing the photocatalytic composite can be provided.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니 된다.
도 1은 실시예 1 내지 4에 의해 제조된 광촉매 복합체의 자외선-가시광선 분산 반사 스펙트럼(DR-UVS)을 나타낸 것이다.
도 2는 실시예 1 내지 4에 의해 제조된 광촉매 복합체의 감쇠 전반사-푸리에 변환 적외선 분광(ATR-FTIR) 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 카테콜계 분자, TiO2, 및 실시예 1 내지 4에 따른 광촉매 복합체의 감쇠 전반사-푸리에 변환 적외선 분광 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 4는 실시예 1에 따른 광촉매 복합체 및 TiO2의 고분해능 투과 전자 현미경(HR-TEM) 사진 및 전자 에너지 손실 분광(electron energy loss spectroscopy, EELS) mapping 이미지를 나타낸 것이다.
도 5는 실시예 2 내지 4에 따른 광촉매 복합체의 고분해능 투과 전자 현미경 사진 및 EELS mapping 이미지를 나타낸 것이다.
도 6은 광환원 반응 실시예 1-1 내지 1-4에 따른 Cr(VI) 감소량을 나타낸 것이다.
도 7은 광환원 반응 실시예 2-1 내지 2-4에 따른 Cl이온 생성량을 나타낸 것이다.
도 8은 광환원 반응 실시예 3-1 내지 3-4에 따른 As(V) 생성량을 나타낸 것이다.
도 9는 광환원 반응 실시예 4-1 내지 4-4에 따른 과산화수소 생성량을 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 폴리도파민 및 폴리노르에피네프린의 스턴-볼머 선도(Stern-Volmer plots)를 나타낸 것이다.
도 11은 실시예 1 내지 실시예 4에 따른 광촉매 복합체의 시간에 따라 축적되는 광전류를 나타낸 것이다.
도 12는 실시예 1 내지 실시예 4에 따른 광촉매 복합체의 전기화학적 임피던스 스펙트럼 나이키스트 선도(electrochemical impedance spectroscopic nyquist plots)를 나타낸 것이다.
도 13은 실시예 1 내지 4에 따른 광촉매 복합체의 IPCE(incident photon-to-current efficiencies) 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 14는 본 발명의 카테콜 고분자 용액 및 이에 TiO2를 더하였을 때의 광발광 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 15는 실시예 1 및 비교예 1에 따른 광촉매 복합체의 광환원 반응 실시예 1 내지 4에 따른 결과를 비교하여 나타낸 것이다.
These drawings are for the purpose of describing an exemplary embodiment of the present invention, and therefore the technical idea of the present invention should not be construed as being limited to the accompanying drawings.
Fig. 1 shows ultraviolet-visible light scattering reflection spectra (DR-UVS) of the photocatalytic composites prepared in Examples 1 to 4.
Fig. 2 shows the attenuation total-Fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR) spectra of the photocatalytic composites prepared in Examples 1 to 4.
FIG. 3 shows the attenuation total-Fourier transform infrared spectroscopy of the catechol molecule, TiO 2, and the photocatalytic composite according to Examples 1 to 4 of the present invention.
4 is a high-resolution transmission electron microscope (HR-TEM) photograph and electron energy loss spectroscopy (EELS) mapping image of the photocatalytic composite according to Example 1 and TiO 2 .
5 is a high-resolution transmission electron micrograph and an EELS mapping image of the photocatalytic composite according to Examples 2 to 4.
6 shows reduction amounts of Cr (VI) according to the photoreduction reactions of Examples 1-1 to 1-4.
7 shows the amounts of Cl ions generated according to the light reduction reaction examples 2-1 to 2-4.
8 shows the amount of As (V) produced according to the photoreducation reaction examples 3-1 to 3-4.
9 shows the amount of hydrogen peroxide generated according to the photoreducation reaction examples 4-1 to 4-4.
Figure 10 shows the Stern-Volmer plots of polydopamine and polyneopepneprin of the present invention.
Fig. 11 shows photocurrent accumulated over time in the photocatalytic composite according to Examples 1 to 4. Fig.
12 shows electrochemical impedance spectroscopic nyquist plots of the photocatalytic composites according to Examples 1 to 4.
13 shows the incident photon-to-current efficiencies (IPCE) spectra of the photocatalytic composites according to Examples 1 to 4. FIG.
14 shows the photoluminescence spectrum of the catechol polymer solution of the present invention and TiO 2 added thereto.
Fig. 15 shows a comparison of the results of the photoreaction reduction examples 1 to 4 of the photocatalytic composite according to Example 1 and Comparative Example 1. Fig.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.

그러나, 이하의 설명은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.However, the following description does not limit the present invention to specific embodiments. In the following description of the present invention, detailed description of related arts will be omitted if it is determined that the gist of the present invention may be blurred .

본원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises ", or" having ", and the like, specify that the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, or combinations thereof.

또한, 이하에서 사용될 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다Furthermore, terms including an ordinal number such as first, second, etc. to be used below can be used to describe various elements, but the constituent elements are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component

또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 "형성되어" 있다거나 "적층되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소의 표면 상의 전면 또는 일면에 직접 부착되어 형성되어 있거나 적층되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 더 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.Also, when an element is referred to as being "formed" or "laminated" on another element, it may be directly attached or laminated to the front surface or one surface of the other element, It will be appreciated that other components may be present in the < / RTI >

이하, 본 발명의 광촉매 복합체에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Hereinafter, the photocatalytic composite of the present invention will be described in detail. However, it should be understood that the present invention is not limited thereto, and the present invention is only defined by the scope of the following claims.

본 발명의 광촉매 복합체는 반도체 광촉매; 및 상기 반도체 광촉매 상에 가시광 감응제층;을 포함할 수 있다.The photocatalytic composite of the present invention can be used as a semiconductor photocatalyst; And a visible light-sensitive layer on the semiconductor photocatalyst.

상기 가시광 감응제층이 카테콜계 고분자를 포함할 수 있다.The visible light-sensitive material layer may include a catechol-based polymer.

상기 카테콜계 고분자는 아래 구조식 1로 표시되는 화합물 및 그의 염 중 선택된 어느 하나가 자가 중합하여 합성된 고분자를 포함할 수 있다. The catechol-based polymer may include a polymer synthesized by autopolymerizing any one of the compound represented by the following structural formula 1 and its salt.

[구조식 1][Structural formula 1]

Figure 112016056639055-pat00003
Figure 112016056639055-pat00003

상기 구조식 1에서,In the above formula 1,

R은 수소원자 또는 히드록시기이고,R is a hydrogen atom or a hydroxy group,

A는 단일결합 또는 이중결합이고,A is a single bond or a double bond,

X는 아미노기 또는 카르복시기이고,X is an amino group or a carboxy group,

Y는 수소원자 또는 니트로기일 수 있다.Y may be a hydrogen atom or a nitro group.

상기 카테콜계 고분자는 폴리도파민, 폴리노르에피네프린, 폴리카페익산, 폴리나이트로도파민, 폴리에피네프린, 폴리디히드록시페닐알라닌(폴리L-DOPA), 폴리디히드록시페닐아세트산 및 폴리디히드록시만델릭산 등이 가능하며 바람직하게는 폴리도파민, 폴리노르에피네프린일 수 있다.Wherein the catechol-based polymer is selected from the group consisting of polypodamine, polyneophenephrine, polycaphenic acid, polynitrodopamine, polyepinphrine, polydihydroxyphenylalanine (polyL-DOPA), polydihydroxyphenylacetic acid and polydihydroxymandelic acid And the like, and preferably, it may be polydopamine, polyneopheneprin.

홍합 유래 단백질을 모사한 폴리도파민은 탁월한 접착 능력으로 다양한 코팅법에 응용되어 왔다. 이러한 카테콜계 분자는 염기성 용액에서 자가 중합을 통해 고분자화 될 수 있으며, 히드록시기를 포함해 이산화티탄과 한자리 혹은 두자리 결합을 이루는 것이 가능하므로 간단한 한 단계 과정으로 복합체를 형성할 수 있다.Podopamine, which mimics mussel-derived proteins, has been applied to a variety of coating methods with excellent adhesion. These catechol molecules can be polymerized by autopolymerization in a basic solution and can form mono- or bidentate bonds with titanium dioxide, including hydroxy groups, so that complexes can be formed in a simple one-step process.

폴리도파민 등의 카테콜계 고분자는 합성의 용이함, 자연계에서 쉽게 구할 수 있는 단분자(monomer)를 저비용으로 구할 수 있으며 선택의 폭이 다양하다는 장점이 있다.Polydopamine and other catechol-based polymers have advantages in that they are easy to synthesize, can be easily obtained at a low cost, and have a wide variety of choices.

상기 반도체 광촉매는 이산화티타늄, 삼산화텅스텐, 산화아연 및 산화철 등이 가능하며 바람직하게는 이산화티타늄일 수 있다.The semiconductor photocatalyst may be titanium dioxide, tungsten trioxide, zinc oxide, iron oxide, or the like, preferably titanium dioxide.

상기 가시광 감응제층은 두께가 0.1 내지 10nm, 바람직하게는 0.2 내지 5nm일 수 있고 보다 바람직하게는 0.5 내지 2.5nm일 수 있다.The visible light-sensitive layer may have a thickness of 0.1 to 10 nm, preferably 0.2 to 5 nm, and more preferably 0.5 to 2.5 nm.

본 발명은 수중에서 광조사를 하고, 상기 광촉매 복합체를 사용하여 오염물질을 제거하는 오염물질 제거방법을 제공할 수 있다.The present invention can provide a method for removing contaminants by irradiating light in water and removing contaminants using the photocatalytic composite.

상기 광조사가 가시광선에 의해 수행될 수 있다.The light irradiation can be performed by visible light.

상기 오염물질이 중금속 이온일 수 있다.The contaminants may be heavy metal ions.

상기 중금속 이온이 6가 크롬, 3가 비소, 1가 은 및 6가 셀레늄 중에서 선택된 어느 하나를 환원시키거나 산화시키는 것일 수 있다.The heavy metal ion may be one that reduces or oxidizes any one selected from hexavalent chromium, trivalent arsenic, monovalent silver, and hexavalent selenium.

상기 오염물질이 유기화합물일 수 있다.The contaminant may be an organic compound.

상기 유기화합물이 사염화탄소, 디클로로아세트산, 4-클로로페놀 및 2,4-디클로로페녹시아세트산 중에서 선택된 어느 하나를 분해시키는 것일 수 있다.The organic compound may decompose any one selected from carbon tetrachloride, dichloroacetic acid, 4-chlorophenol, and 2,4-dichlorophenoxyacetic acid.

본 발명은 수중에서 광조사를 하고, 상기 광촉매 복합체를 광촉매로 사용하여 과산화수소를 생성하는 과산화수소의 제조방법을 제공할 수 있다.The present invention can provide a method for producing hydrogen peroxide which irradiates light in water and generates hydrogen peroxide using the photocatalytic composite as a photocatalyst.

상기 광조사가 가시광선에 의해 수행될 수 있다.The light irradiation can be performed by visible light.

이하, 본 발명의 반도체 복합체의 제조방법을 설명하도록 한다.Hereinafter, a method for producing the semiconductor composite of the present invention will be described.

먼저, 카테콜계 단분자 및 그의 염 중에서 선택된 어느 하나와 반도체 광촉매를 혼합하여 혼합물을 제조한다(단계 a).First, a mixture is prepared by mixing a semiconductor photocatalyst with any one selected from a catechol monomolecular or its salt (step a).

상기 반도체 광촉매의 함량이 상기 카테콜계 단분자 100중량부에 대하여 100 내지 20,000중량부, 바람직하게는 500 내지 10,000중량부, 보다 바람직하게는 1,000 내지 5,000중량부일 수 있다.The content of the semiconductor photocatalyst may be 100 to 20,000 parts by weight, preferably 500 to 10,000 parts by weight, more preferably 1,000 to 5,000 parts by weight based on 100 parts by weight of the catechol monomers.

상기 카테콜계 단분자가 아래 구조식 1로 표시되는 것일 수 있다.The catechol monomolecule may be represented by the following structural formula (1).

[구조식 1][Structural formula 1]

Figure 112016056639055-pat00004
Figure 112016056639055-pat00004

상기 구조식 1에서,In the above formula 1,

R은 수소원자 또는 히드록시기이고,R is a hydrogen atom or a hydroxy group,

A는 단일결합 또는 이중결합이고,A is a single bond or a double bond,

X는 아미노기 또는 카르복시기이고,X is an amino group or a carboxy group,

Y는 수소원자 또는 니트로기일 수 있다.Y may be a hydrogen atom or a nitro group.

다음으로, 상기 혼합물을 교반하여 상기 카테콜계 단분자가 상기 반도체 광촉매 상에서 자가 중합하여 카테콜계 고분자가 상기 반도체 광촉매 상에 코팅된 광촉매 복합체를 제조한다(단계 b).Next, the mixture is stirred to prepare a photocatalytic composite in which the catechol monomers are self-polymerized on the semiconductor photocatalyst and the catechol polymer is coated on the semiconductor photocatalyst (step b).

상기 카테콜계 단분자로서 도파민, 노르에피네프린, 카페익산, 나이트로도파민, 에피네프린, 디히드록시페닐알라닌(L-DOPA), 디히드록시페닐아세트산 및 디히드록시만델릭산 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 또한 카테콜계 단분자인 도파민, 노르에피네프린, 카페익산, 나이트로도파민, 에피네프린, 디히드록시페닐알라닌(L-DOPA), 디히드록시페닐아세트산 또는 디히드록시만델릭산의 염을 사용할 수 있으며 그들의 일 예로서 도파민염산염(C8H11NO2HCl)을 들 수 있다. As the above-mentioned catechol monomers, dopamine, norepinephrine, caffeic acid, nitrodopamine, epinephrine, dihydroxyphenylalanine (L-DOPA), dihydroxyphenylacetic acid and dihydroxy mandelic acid or a mixture thereof may be used . It is also possible to use salts of mono-molecules of catechol, such as dopamine, norepinephrine, caffeic acid, nitrodopamine, epinephrine, dihydroxyphenylalanine (L-DOPA), dihydroxyphenylacetic acid or dihydroxy mandelic acid, An example is dopamine hydrochloride (C 8 H 11 NO 2 HCl).

상기 반도체 광촉매의 제조방법에서 반응물질 및 생성물의 상세한 설명은 본 발명의 반도체 광촉매에서 설명하였으므로 생략하기로 한다.The detailed description of the reactants and the products in the method of producing the semiconductor photocatalyst is omitted because it has been described in the semiconductor photocatalyst of the present invention.

[실시예][Example]

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 설명하도록 한다. 그러나 이는 예시를 위한 것으로서 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. However, this is for illustrative purposes only, and thus the scope of the present invention is not limited thereto.

카테콜계 단분자(CDs)로서 도파민은 DA, 노르에피네프린은 NE, 카페익산은 CA, 나이트로도파민은 NDA로 표시하고, 카테콜계 고분자(pCDs)로서 폴리도파민은 pDA, 폴리노르에피네프린은 pNE, 폴리카페익산은 pCA, 폴리나이트로도파민은 pNDA로 표시하였다.As catechol monomers (CDs), dopamine is represented by DA, norepinephrine is represented by NE, caffeic acid is represented by CA, and nadrodopamine is represented by NDA. PADs as paternal dendritic polymers (pCDs), pNE as polynorphin, pNE as polynuclear epinephrine, Caffeic acid was labeled with pCA and polynitrodopamine was labeled with pNDA.

또한, 실시예 1, 2, 3 및 4의 광촉매 복합체를 각각 pDA-TiO2, pNE-TiO2, pCA-TiO2, pNDA-TiO2로 표시하고, 비교예 1의 광촉매 복합체를 DA-TiO2로 표시하였다.In Examples 1, 2, 3, and a photocatalyst composite of the four respective pDA-TiO 2, pNE-TiO 2, and pCA-TiO 2, pNDA-TiO indicated by 2, and a photocatalyst composite of the Comparative Example 1 DA-TiO 2 Respectively.

표 1은 DA, NE, CA, NDA의 화학구조 및 특성을 나타낸 것이다.Table 1 shows the chemical structure and properties of DA, NE, CA and NDA.

NameName Molecular Formula/weightMolecular Formula / weight StructureStructure pKapKa aa Dopamine
(DA)
Dopamine
(DA)
C8H11NO2 / 153.18C 8 H 11 NO 2 / 153.18

Figure 112016056639055-pat00005
Figure 112016056639055-pat00005
9.059.05 Norepinephrine
(NE)
Norepinephrine
(NE)
C8H11NO3 / 169.18C 8 H 11 NO 3 / 169.18
Figure 112016056639055-pat00006
Figure 112016056639055-pat00006
8.588.58
Caffeic acid
(CA)
Caffeic acid
(CA)
C9H8O4 / 180.16C 9 H 8 O 4 / 180.16
Figure 112016056639055-pat00007
Figure 112016056639055-pat00007
8.98.9
Nitrodopamine
(NDA)
Nitrodopamine
(NDA)
C8H10N2O4 / 198.18C 8 H 10 N 2 O 4 / 198.18
Figure 112016056639055-pat00008
Figure 112016056639055-pat00008
6.316.31

실시예 1: 광촉매 복합체의 제조(pDA-TiOExample 1: Preparation of photocatalytic composite (pDA-TiO 22 ))

트리스 완충 용액 10mM(pH 8.5)에 도파민 염산염 0.05 g/L 및 TiO2 1 g/L의 농도로 혼합한 혼합용액을 제조하였다. 상기 혼합물을 1시간 동안 초음파 처리하여 분산시킨 후 12시간 동안 상온에서 교반하였다. 상기 혼합물을 진공 펌프로 여과하고 탈 이온수로 세척한 파우더를 건조시켜 도파민이 자가 중합된 폴리도파민이 TiO2 표면에 코팅된 광촉매 복합체를 제조하였다.A mixed solution was prepared by mixing 10 mM (pH 8.5) of Tris buffer solution at a concentration of 0.05 g / L of dopamine hydrochloride and 1 g / L of TiO 2 . The mixture was sonicated for 1 hour to disperse and then stirred at room temperature for 12 hours. The mixture was filtered with a vacuum pump, and the powder washed with deionized water was dried to prepare a photocatalytic composite in which dopamine self-polymerized polypodamine was coated on the surface of TiO 2 .

실시예 2: 광촉매 복합체의 제조(pNE-TiOExample 2: Preparation of photocatalytic composite (pNE-TiO 22 ))

도파민 염산염 대신에 (-)-노르에피네프린을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 (-)-노르에피네프린이 자가 중합된 폴리노르에피네프린이 TiO2 표면에 코팅된 광촉매 복합체를 제조하였다.(-) - norepinephrine was coated on the surface of TiO 2 in the same manner as in Example 1, except that (-) - norepinephrine was used instead of dopamine hydrochloride.

실시예 3: 광촉매 복합체의 제조(pCA-TiOExample 3: Preparation of photocatalytic composite (pCA-TiO 22 ))

도파민 염산염 대신에 카페익산을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 카페익산이 자가 중합된 폴리카페익산이 TiO2 표면에 코팅된 광촉매 복합체를 제조하였다.A photocatalytic composite was prepared in the same manner as in Example 1, except that caffeic acid was used in place of dopamine hydrochloride, and the polycapheic acid, which was self-polymerized with caffeic acid, was coated on the surface of TiO 2 .

실시예 4: 광촉매 복합체의 제조(pNDA-TiOExample 4: Preparation of photocatalytic composite (pNDA-TiO 22 ))

도파민 염산염 대신에 나이트로도파민을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 나이트로도파민이 자가 중합된 폴리나이트로도파민이 TiO2 표면에 코팅된 광촉매 복합체를 제조하였다.A photocatalytic composite was prepared in the same manner as in Example 1, except that nitrophenyldopamine was used instead of dopamine hydrochloride, in which nitronododamine was self-polymerized and polyditrodopamine was coated on the surface of TiO 2 .

비교예 1: 광촉매 복합체의 제조(DA-TiOComparative Example 1: Production of photocatalytic composite (DA-TiO 22 ))

도파민이 폴리도파민으로 고분자화하는 것을 방지하기 위해 용액의 pH를 8.5 대신에 3으로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 도파민이 TiO2 표면에 코팅된 광촉매 복합체를 제조하였다.A photocatalyst composite coated with dopamine on the surface of TiO 2 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the pH of the solution was changed to 3 instead of 8.5 in order to prevent the dopamine from being polymerized into polypodamine.

광환원 반응 실시예 1: 광환원 반응에 의한 Cr(VI)의 Cr(III) 환원Photoreduction Reaction Example 1: Cr (III) reduction of Cr (VI) by photoreduction reaction

광환원 반응 실시예 1-1: 실시예 1에 따른 광촉매 복합체의 광환원 반응에 의한 Cr(VI)의 Cr(III) 환원Photoreduction Reaction Example 1-1: Cr (III) reduction of Cr (VI) by photoreduction reaction of the photocatalytic composite according to Example 1

Cr(VI) 200μM, 실시예 1에 따른 광촉매 복합체 0.5g/L를 넣은 30mL 수용액을 파이렉스 반응기에 넣고 30분간 아르곤 가스로 퍼징하고. pH는 pH3의 초기 조건에서 HClO4 또는 NaOH를 사용하여 조절하고, 반응기를 연속 교반하면서, 300-W Xe arc lamp(Oriel)을 광원으로 사용하여 빛을 IR 물 필터와 컷 오프 필터(cutoff filter, λ≥420nm)를 통과시켜 반응기에 조사하였다.A 30 mL aqueous solution containing 200 mu M Cr (VI) and 0.5 g / L of the photocatalytic composite according to Example 1 was placed in a Pyrex reactor and purged with argon gas for 30 minutes. The pH was adjusted using HClO 4 or NaOH under the initial condition of pH 3 and the light was filtered through a IR filter and cutoff filter using a 300-W Xe arc lamp (Oriel) ? 440 nm) and irradiated to the reactor.

Cr(VI)의 농도는 DPC 시약을 이용한 비색법(colorimetric method)으로 측정하였다. 실험 중 색의 변화는 540 nm (ε = 4×104Lmol-1 cm-1)에서 분광광도계(UV/visible spectrophotometer (Libra S22, Biochrom))를 사용하여 관찰하였다.The concentration of Cr (VI) was measured by colorimetric method using DPC reagent. The change in color during the experiment was observed using a spectrophotometer (UV / visible spectrophotometer (Libra S22, Biochrom)) at 540 nm (ε = 4 × 104 Lmol-1 cm-1)

광환원 반응 실시예 1-2: 실시예 2에 따른 광촉매 복합체의 광환원 반응에 의한 Cr(VI)의 Cr(III) 환원Photoreduction Reaction Example 1-2: Cr (III) reduction of Cr (VI) by the photoreduction reaction of the photocatalytic composite according to Example 2

실시예 1에 따른 광촉매 복합체 대신에 실시예 2에 따른 광촉매 복합체를 사용한 것을 제외하고는 광환원 반응 실시예 1-1과 동일한 방법으로 수행하였다.The photoreduction reaction was carried out in the same manner as in Example 1-1, except that the photocatalytic composite according to Example 2 was used instead of the photocatalytic composite according to Example 1.

광환원 반응 실시예 1-3: 실시예 3에 따른 광촉매 복합체의 광환원 반응에 의한 Cr(VI)의 Cr(III) 환원Photoreduction Reaction Examples 1-3: Cr (III) reduction of Cr (VI) by the photoreduction reaction of the photocatalytic composite according to Example 3

실시예 1에 따른 광촉매 복합체 대신에 실시예 3에 따른 광촉매 복합체를 사용한 것을 제외하고는 광환원 반응 실시예 1-1과 동일한 방법으로 수행하였다.The photoreduction reaction was carried out in the same manner as in Example 1-1, except that the photocatalytic composite according to Example 3 was used instead of the photocatalytic composite according to Example 1.

광환원 반응 실시예 1-4: 실시예 4에 따른 광촉매 복합체의 광환원 반응에 의한 Cr(VI)의 Cr(III) 환원Photoreduction Reaction Examples 1-4: Cr (III) reduction of Cr (VI) by the photoreduction reaction of the photocatalytic composite according to Example 4

실시예 1에 따른 광촉매 복합체 대신에 실시예 4에 따른 광촉매 복합체를 사용한 것을 제외하고는 광환원 반응 실시예 1-1과 동일한 방법으로 수행하였다.The photoreduction reaction was carried out in the same manner as in Example 1-1, except that the photocatalytic composite according to Example 4 was used in place of the photocatalytic composite according to Example 1.

도 6은 광환원 반응 실시예 1-1 내지 1-4에 따른 Cr(VI) 감소량을 나타낸 것이다.6 shows reduction amounts of Cr (VI) according to the photoreduction reactions of Examples 1-1 to 1-4.

도 6을 참조하면, TiO2만 사용한 경우와 비교하여 실시예 1 내지 4에 따른 광촉매 복합체를 사용한 경우, 광환원 반응에 의하여 Cr(VI)의 양이 감소하는 것을 알 수 있고, 감소량은 실시예 1>실시예 2>실시예 3>실시예 4의 순서를 보이는데 이는 광촉매 복합체의 빛의 흡수 능력과 관계 있음을 나타낸다.Referring to FIG. 6, it can be seen that when the photocatalytic composite according to Examples 1 to 4 is used as compared with the case where only TiO 2 is used, the amount of Cr (VI) decreases by the photoreduction reaction, 1> Example 2> Example 3> The procedure of Example 4 is shown, which indicates that the photocatalytic composite is related to the light absorption ability.

광환원 반응 실시예 2: 광환원 반응에 의한 CCl₄감성(degradation)Photoreduction Reaction Example 2: CCl₄ degradation by photoreduction reaction

광환원 반응 실시예 2-1: 실시예 1에 따른 광촉매 복합체의 광환원 반응에 의한 CCl₄감성(degradation)Photoreduction Reaction Example 2-1: CCl₄ degradation by photoreduction reaction of the photocatalytic composite according to Example 1

실시예 1에 따른 광촉매 복합체의 CCl₄감성에 의해 생성되는 Cl이온의 생산량 측정은 CCl₄10mM 및 1 wt% 의 백금을 미리 담지한 실시예 1에 따른 광촉매 복합체를 사용하여 전하 분리가 가능하도록 하였다. 촉매에 백금이 포함되어 있지 않으면 염화물(chloride)이 생성되지 않기 때문이다. 또한 반응 중에도 계속하여 아르곤 가스로 퍼징하고 이온 크로마토그래피로 농도를 측정한 것을 제외하고는 광환원 반응 실시예 1과 동일하게 수행하였다.The production amount of Cl ions produced by the CCl₄ sensibility of the photocatalytic composite according to Example 1 was such that charge separation was possible using the photocatalytic composite according to Example 1 in which 10 mM of CCl₄ and 1 wt% of platinum were carried in advance. If the catalyst does not contain platinum, chloride is not produced. Also, the photoreducation reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that purging with argon gas was continued during the reaction and the concentration was measured by ion chromatography.

광환원 반응 실시예 2-2: 실시예 2에 따른 광촉매 복합체의 광환원 반응에 의한 CCl₄감성(degradation)Photoreduction Reaction Example 2-2: CCl₄ degradation by photoreduction reaction of the photocatalytic composite according to Example 2

실시예 1에 따른 광촉매 복합체 대신에 실시예 2에 따른 광촉매 복합체를 사용한 것을 제외하고는 광환원 반응 실시예 2-1과 동일한 방법으로 수행하였다.The photoreduction reaction was carried out in the same manner as in Example 2-1 except that the photocatalytic composite according to Example 2 was used in place of the photocatalytic composite according to Example 1.

광환원 반응 실시예 2-3: 실시예 3에 따른 광촉매 복합체의 광환원 반응에 의한 CCl₄감성(degradation)Photoreduction Reaction Example 2-3: CCl₄ degradation by photoreduction reaction of the photocatalytic composite according to Example 3

실시예 1에 따른 광촉매 복합체 대신에 실시예 3에 따른 광촉매 복합체를 사용한 것을 제외하고는 광환원 반응 실시예 2-1과 동일한 방법으로 수행하였다.The photoreduction reaction was carried out in the same manner as in Example 2-1 except that the photocatalytic composite according to Example 3 was used instead of the photocatalytic composite according to Example 1.

광환원 반응 실시예 2-4: 실시예 4에 따른 광촉매 복합체의 광환원 반응에 의한 CCl₄감성(degradation)Photoreducation reaction Example 2-4: CCl₄ degradation by photoreduction reaction of the photocatalytic composite according to Example 4

실시예 1에 따른 광촉매 복합체 대신에 실시예 4에 따른 광촉매 복합체를 사용한 것을 제외하고는 광환원 반응 실시예 2-1과 동일한 방법으로 수행하였다.The photoreducation reaction was carried out in the same manner as in Example 2-1 except that the photocatalytic composite according to Example 4 was used instead of the photocatalytic composite according to Example 1.

도 7은 광환원 반응 실시예 2-1 내지 2-4에 따른 Cl이온의 생성량을 나타낸 것이다.7 shows the amounts of Cl ions produced according to the light reduction reaction examples 2-1 to 2-4.

도 7을 참조하면, 광환원 반응 실시예 1과 마찬가지로 실시예 1 내지 4에 따른 광촉매 복합체의 광환원 반응에 의해 Cl이온의 생산량이 증가하며 특히 실시예 1 및 실시예 2의 광촉매 복합체가 높은 효율을 보임을 알 수 있다.Referring to FIG. 7, the photoreduction reaction of the photocatalytic composite according to Examples 1 to 4, as in the photoreducation example 1, increased the production amount of Cl ions. In particular, the photocatalytic complexes of Examples 1 and 2 exhibited high efficiency .

광환원 반응 실시예 3: 광환원 반응에 의한 As(III)의 As(V) 산화 Photo-reduction reaction Example 3: As (V) oxidation of As (III) by photo-reduction reaction

광환원 반응 실시예 3-1: 실시예 1에 따른 광촉매 복합체의 광환원 반응에 의한 As(III)의 As(V) 산화Photo-reduction reaction Example 3-1: As (V) oxidation of As (III) by photoreduction reaction of the photocatalytic composite according to Example 1

실시예 1에 따른 광촉매 복합체의 As(III)산화로 생성되는 As(V)의 측정은 As(III) 100 μM, 및 pH를 9로 하고 몰리브데넘 블루 발색법으로 870nm (ε = 19,550 L mol-1 cm-1)에서의 흡광도를 통해 농도를 측정한 것을 제외하고는 광환원 반응 실시예 1과 동일하게 수행하였다.As (V) produced by As (III) oxidation of the photocatalytic composite according to Example 1 was measured by As (III) 100 μM and a pH of 9 and a molybdenum blue coloring method at 870 nm (ε = 19,550 L mol -1 cm < -1 >) was measured in the same manner as in Example 1, except that the concentration was measured.

광환원 반응 실시예 3-2: 실시예 2에 따른 광촉매 복합체의 광환원 반응에 의한 As(III)의 As(V) 산화Photoreduction Reaction Example 3-2: As (V) oxidation of As (III) by photoreduction reaction of the photocatalytic composite according to Example 2

실시예 1에 따른 광촉매 복합체 대신에 실시예 2에 따른 광촉매 복합체를 사용한 것을 제외하고는 광환원 반응 실시예 3-1과 동일한 방법으로 수행하였다.The photoreduction reaction was carried out in the same manner as in Example 3-1 except that the photocatalytic composite according to Example 2 was used instead of the photocatalytic composite according to Example 1.

광환원 반응 실시예 3-3: 실시예 3에 따른 광촉매 복합체의 광환원 반응에 의한 As(III)의 As(V) 산화Photo-reduction reaction Example 3-3: As (V) oxidation of As (III) by photo-reduction reaction of the photocatalytic composite according to Example 3

실시예 1에 따른 광촉매 복합체 대신에 실시예 3에 따른 광촉매 복합체를 사용한 것을 제외하고는 광환원 반응 실시예 3-1과 동일한 방법으로 수행하였다.The photoreduction reaction was carried out in the same manner as in Example 3-1 except that the photocatalytic composite according to Example 3 was used instead of the photocatalytic composite according to Example 1.

광환원 반응 실시예 3-4: 실시예 4에 따른 광촉매 복합체의 광환원 반응에 의한 As(III)의 As(V) 산화Photo-reduction reaction Example 3-4: As (V) oxidation of As (III) by photo-reduction reaction of the photocatalytic composite according to Example 4

실시예 1에 따른 광촉매 복합체 대신에 실시예 4에 따른 광촉매 복합체를 사용한 것을 제외하고는 광환원 반응 실시예 3-1과 동일한 방법으로 수행하였다.The photoreduction reaction was carried out in the same manner as in Example 3-1 except that the photocatalytic composite according to Example 4 was used instead of the photocatalytic composite according to Example 1.

도 8은 광환원 반응 실시예 3-1 내지 3-4에 의하여 생성되는 As(V) 생산량을 나타낸 것이다.8 shows the As (V) production yields produced by the light reduction reaction examples 3-1 to 3-4.

도 8을 참조하면, 광환원 반응 실시예 1과 마찬가지로 광촉매 복합체의 광환원 반응에 의해 As(V)의 생산량이 증가하며 특히 실시예 1 및 실시예 2에 의한 광촉매 복합체가 높은 효율을 보임을 알 수 있다.Referring to FIG. 8, the photoreduction reaction of the photocatalytic composite increases the production amount of As (V) by the photoreduction reaction as in the photoreduction reaction of Example 1. In particular, the photocatalytic complex according to Examples 1 and 2 shows high efficiency .

광환원 반응 실시예 4: 광환원 반응에 의한 과산화수소 생산Photoreduction Reaction Example 4: Production of hydrogen peroxide by photoreduction reaction

광환원 반응 실시예 4-1: 실시예 1에 따른 광촉매 복합체의 광환원 반응에 의한 과산화수소 생산Photoreduction Reaction Example 4-1: Production of hydrogen peroxide by photoreduction reaction of the photocatalytic composite according to Example 1

실시예 1에 따른 광촉매 복합체의 과산화수소 생산량 측정은 반응 전 30분간 교반하여 공기와 평형을 이루게 하고, DPD 발색법으로 551nm (ε = 21,000 L mol-1 cm-1)에서의 흡광도를 통해 농도를 측정한 것을 제외하고는 광환원 반응 실시예 1과 동일하게 수행하였다.The hydrogen peroxide production of the photocatalytic composite according to Example 1 was measured by measuring the concentration of the hydrogen peroxide by absorbance at 551 nm (ε = 21,000 L mol-1 cm-1) by the DPD coloring method so as to equilibrate with air with stirring for 30 minutes before the reaction The photoreducation reaction was carried out in the same manner as in Example 1.

광환원 반응 실시예 4-2: 실시예 2에 따른 광촉매 복합체의 광환원 반응에 의한 과산화수소 생산Photoreduction Reaction Example 4-2: Production of hydrogen peroxide by photoreduction reaction of the photocatalytic composite according to Example 2

실시예 1에 따른 광촉매 복합체 대신에 실시예 2에 따른 광촉매 복합체를 사용한 것을 제외하고는 광환원 반응 실시예 4-1과 동일한 방법으로 수행하였다.The photoreduction reaction was carried out in the same manner as in Example 4-1 except that the photocatalytic composite according to Example 2 was used instead of the photocatalytic composite according to Example 1.

광환원 반응 실시예 4-3: 실시예 3에 따른 광촉매 복합체의 광환원 반응에 의한 과산화수소 생산Photoreduction Reaction Example 4-3: Production of hydrogen peroxide by photoreduction reaction of the photocatalytic composite according to Example 3

실시예 1에 따른 광촉매 복합체 대신에 실시예 3에 따른 광촉매 복합체를 사용한 것을 제외하고는 광환원 반응 실시예 4-1과 동일한 방법으로 수행하였다.The photoreduction reaction was carried out in the same manner as in Example 4-1 except that the photocatalytic composite according to Example 3 was used instead of the photocatalytic composite according to Example 1.

광환원 반응 실시예 4-4: 실시예 4에 따른 광촉매 복합체의 광환원 반응에 의한 과산화수소 생산Photoreduction Reaction Example 4-4: Production of hydrogen peroxide by photoreduction reaction of the photocatalytic composite according to Example 4

실시예 1에 따른 광촉매 복합체 대신에 실시예 4에 따른 광촉매 복합체를 사용한 것을 제외하고는 광환원 반응 실시예 4-1과 동일한 방법으로 수행하였다.The photoreduction reaction was carried out in the same manner as in Example 4-1 except that the photocatalytic composite according to Example 4 was used instead of the photocatalytic composite according to Example 1.

도 9는 광환원 반응 실시예 4-1 내지 4-4에 따른 과산화수소 생산량을 나타낸 것이다.Fig. 9 shows the hydrogen peroxide production amounts according to the photoreduction reactions Examples 4-1 to 4-4.

도 9를 참조하면, TiO2만 사용하는 경우 가시광을 활용하는 것이 거의 가능하지 않으나 광촉매 복합체는 전자 주개의 도움 없이도 상당한 양의 과산화 수소를 생산하였으며 또한, 실시예 1 및 실시예 2에 따른 광촉매 복합체의 과산화수소 생산량이 실시예 3 및 실시예 4에 따른 광촉매 복합체의 경우보다 2배 가량 많은 것은 고분자 염료 감응제가 LMCT복합체나 이합체 염료 감응제에 비해 우수한 효율을 보임을 나타낸다.Referring to FIG. 9, it is hardly possible to utilize visible light when only TiO 2 is used. However, the photocatalytic composite produced a considerable amount of hydrogen peroxide without the aid of electron carriers. Further, the photocatalytic composite according to Examples 1 and 2 The amount of hydrogen peroxide produced by the photocatalytic composite is twice as much as that of the photocatalytic composite according to Example 3 and Example 4, indicating that the polymer dye sensitizer is more efficient than the LMCT complex or the dimer dye sensitizer.

[시험예][Test Example]

시험예 1: 광촉매 복합체의 흡수 및 광발광 스펙트럼 분석Test Example 1: Absorption and Photoluminescence Spectrum Analysis of Photocatalytic Composite

도 1은 실시예 1 내지 4에 따른 광촉매 복합체의 자외선-가시광선 분산 반사 스펙트럼을 나타낸 것이다. Fig. 1 shows ultraviolet-visible light scattering reflection spectra of the photocatalytic composites according to Examples 1 to 4. Fig.

도 2는 실시예 1 내지 4에 의해 제조된 광촉매 복합체의 감쇠 전반사-푸리에 변환 적외선 분광(ATR-FTIR) 스펙트럼을 나타낸 것이다. Fig. 2 shows the attenuation total-Fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR) spectra of the photocatalytic composites prepared in Examples 1 to 4.

표 2는 DA, NE, CA, NDA의 작용기의 대역을 나타낸 것이다.Table 2 shows the functional groups of DA, NE, CA and NDA.

도 1을 참조하면, TiO2만 사용한 경우 약 400nm 보다 장파장의 가시광선은 흡수하지 못하는 반면, 실시예 1 내지 4에 의해 제조된 광촉매 복합체의 경우 약 800nm의 가시광선까지 흡수하는 것을 알 수 있으며 이는 가시광 감응제로 기능함을 나타낸다.Referring to FIG. 1, it can be seen that when using TiO 2 alone, visible light having a wavelength longer than about 400 nm can not be absorbed, whereas the photocatalytic composite prepared according to Examples 1 to 4 absorbs visible light of about 800 nm. And functions as a visible light-sensitive agent.

도 2 및 표 2를 참조하면 파수(wavenumber)에 따른 투과도(transmittance)를 고려할 때 카테콜계 고분자의 작용기가 TiO2 표면에 결합되었음을 확인 할 수 있다.Referring to FIG. 2 and Table 2, when the transmittance according to the wavenumber is considered, it can be confirmed that the functional group of the catechol-based polymer is bonded to the surface of TiO 2 .

도파민Dopamine 노르에피네프린Norepinephrine 카페익산Cafe Iksan 나이트로도파민Nitrodopamine IR BandIR Band
(cm(cm -1-One ))
작용기Functional group IR BandIR Band
(cm(cm -1-One ))
작용기Functional group IR BandIR Band
(cm(cm -1-One ))
작용기Functional group IR BandIR Band
(cm(cm -1-One ))
작용기Functional group
12051205 C-NC-N 12261226 C-H in-plane bendingC-H in-plane bending 12151215 C-H in-plane bendingC-H in-plane bending 12491249 C-NH2 sym. stretchingC-NH 2 sym. stretching 12601260 C-NH2 sym. stretchingC-NH 2 sym. stretching 12541254 C-NH2 sym. stretchingC-NH 2 sym. stretching 12731273 C-OH stretchingC-OH stretching 12821282 C-O stretchingC-O stretching 12841284 C-O stretchingC-O stretching 12721272 C-O stretchingC-O stretching 12961296 OH in-plane bendingOH in-plane bending 13121312 C-NH2 asym. StretchingC-NH 2 asym. Stretching 13191319 C-NH2 asym. StretchingC-NH 2 asym. Stretching 13041304 C-NH2 asym. StretchingC-NH 2 asym. Stretching 13261326 C-OH stretchingC-OH stretching 13381338 Nitro (NO2)Nitro (NO 2 ) 13421342 C-NH2 asym. stretchingC-NH 2 asym. stretching 13351335 C-NH2 asym. StretchingC-NH 2 asym. Stretching 13521352 C-H rockingC-H rocking 13761376 Nitro (NO2)Nitro (NO 2 ) 13931393 C-O-H in plane bendingC-O-H in plane bending 13581358 OH bendingOH bending 13741374 C-H stretchingC-H stretching 14121412 Aromatic C-C stretchingAromatic C-C stretching 14691469 aromatic C-C stretchingaromatic C-C stretching 14201420 Aromatic C-C stretchingAromatic C-C stretching 14461446 Aromatic C-C stretching (in-ring)Aromatic C-C stretching (in-ring) 14351435 Aromatic C-C stretchingAromatic C-C stretching 14961496 aromatic C-C stretchingaromatic C-C stretching 14461446 Aromatic C-C stretchingAromatic C-C stretching 15241524 Aromatic C-C stretching (in-ring)Aromatic C-C stretching (in-ring) 14931493 Aromatic C-C stretchingAromatic C-C stretching 15191519 N-H scissoringN-H scissoring 14871487 Aromatic C-C stretchingAromatic C-C stretching 15971597 Aromatic C-C stretching (in-ring)Aromatic C-C stretching (in-ring) 15121512 Nitro (NO2)Nitro (NO 2 ) 15811581 Amine stretchingAmine stretching 15431543 Aromatic C-C stretching (in-ring)Aromatic C-C stretching (in-ring) 16161616 COOHCOOH 15391539 Aromatic C-C stretching (in-ring)Aromatic C-C stretching (in-ring) 16011601 C=C resonanceC = C resonance 15931593 N-H bending (primary amine)N-H bending (primary amine) 16401640 -C=C- stretching, C=O stretching-C = C-stretching, C = O stretching 15991599 N-H bending (primary amine)N-H bending (primary amine) 16161616 Primary amine bendingPrimary amine bending 16301630 N-H bending (primary amine)N-H bending (primary amine) 16241624 N-H bending (primary amine)N-H bending (primary amine)

시험예 2: 고분해능 투과 전자 현미경(HR-TEM) 및 전자 에너지 손실 분광법(EELS) 분석Test Example 2: High resolution transmission electron microscope (HR-TEM) and electron energy loss spectrometry (EELS) analysis

도 4는 실시예 1 및 TiO2만 사용한 경우의 HR-TEM 이미지(실시예 1은 a-b, TiO2는 f-g) 및 전자 에너지 손실 분광법(electron energy loss spectroscopy) mapping 이미지(실시예 1은 c-e, TiO2는 h-j)를 나타낸 것이다.4 Examples 1 and TiO 2 HR-TEM image in the case of using only (Example 1 ab, TiO 2 is fg) and an electron energy loss spectroscopy (electron energy loss spectroscopy) mapping image (Example 1 ce, TiO 2 represents hj).

도 5는 실시예 2 내지 4에 따른 광촉매 복합체의 HR-TEM 이미지(실시예 2는 a-b, 실시예 3은 f-g, 실시예 4는 k-l) 및 EELS mapping 이미지(실시예 2는 c-e, 실시예 3은 h-j, 실시예 4는 m-o)를 나타낸 것이다.5 is a graph showing an HR-TEM image (ab in Example 2, fg in Example 3, kl in Example 4) and an EELS mapping image (Ce in Example 2 and Example 3 in Example 3) of the photocatalytic composite according to Examples 2 to 4, Hj, and Example 4 is mo).

도 4 및 도 5를 참조하면, 실시예 1 내지 4에 따른 광촉매 복합체는 TiO2만 사용한 경우에는 관측되지 않는 무정형의 탄소층을 관찰할 수 있다. EELS mapping 이미지에 따르면 TiO2만 사용한 경우 격자 속에 존재하는 탄소 및 미량의 질소만이 관측되나, 실시예 1 내지 4에 따른 광촉매 복합체는 TiO2 표면에서 탄소 및 질소를 확인할 수 있다.Referring to FIGS. 4 and 5, the photocatalytic composite according to Examples 1 to 4 can observe an amorphous carbon layer which is not observed when only TiO 2 is used. According to the EELS mapping image, only carbon and trace nitrogen existing in the lattice when only TiO 2 is used is observed, but the photocatalytic composite according to Examples 1 to 4 can confirm carbon and nitrogen on the surface of TiO 2 .

시험예 3: 광전기 화학 측정Test Example 3: Photoelectrochemical measurement

도 10은 본 발명의 폴리도파민 및 폴리노르에피네프린의 스턴-볼머 선도(plot)를 나타낸 것이다.Figure 10 shows a stern-bolmer plot of the polydopamine and polyneopepneprin of the present invention.

도 11은 실시예 1 내지 4에 따른 광촉매 복합체의 시간에 따른 광전류 축적량을 나타낸 것이다.11 shows photocurrent accumulation amounts of the photocatalytic composite according to Examples 1 to 4 with time.

도 12는 실시예 1 내지 4에 따른 광촉매 복합체의 EIS 나이키스트 선도를 나타낸 것이다. FIG. 12 is a graph showing an EIS Nyquist plot of the photocatalytic composite according to Examples 1 to 4. FIG.

도 13은 실시예 1 내지 4에 따른 광촉매 복합체의 IPCE(incident photon-to-current efficiencies) 스펙트럼을 나타낸 것이다.13 shows the incident photon-to-current efficiencies (IPCE) spectra of the photocatalytic composites according to Examples 1 to 4. FIG.

도 14는 본 발명의 카테콜 고분자 용액 및 이들에 TiO2를 더하였을 때의 광발광 스펙트럼을 나타낸 것이다.14 shows the photoluminescence spectra of the catechol polymer solution of the present invention and TiO 2 added thereto.

구체적으로, 광전류 및 전기화학적 임피던스(EIS) 측정은 퍼텐쇼스텟(Gamry, Reference 600)에 연결된 세 개의 전극계에 의해 측정되었다. 광촉매 복합체가 코팅된 전극, 코일형 Pt와이어 및 Ag/AgCl을 각각 작업전극, 상대전극, 및 표준전극으로 사용하였다. 가시광선 광조사(λ>420㎚)하에서 LiClO₄ 전해질 용액을 측정하는 동안 Ar가스로 퍼징하고, Pt 전극은 +0.5 V (vs. Ag/AgCl) 인가전위로 바이어스 된다. TiO2/FTO(fluorine-doped SnO2, Pilkington) 전극은 공지된 닥터 블레이드법(doctor-blade method)으로 제조하였다. 카테콜계 고분자의 표면 복합은 상기 용액에 전극을 침지시켜 제조하였다.Specifically, photocurrent and electrochemical impedance (EIS) measurements were measured by three electrode systems connected to a potentiostat (Gamry, Reference 600). Photocatalytic complex coated electrode, coiled Pt wire and Ag / AgCl were used as working electrode, counter electrode, and standard electrode, respectively. The LiClO4 electrolyte solution was purged with Ar gas under visible light irradiation (?> 420 nm), and the Pt electrode was biased at a potential of +0.5 V (vs. Ag / AgCl). The TiO 2 / FTO (fluorine-doped SnO 2 , Pilkington) electrode was prepared by a known doctor-blade method. The surface complex of the catechol polymer was prepared by immersing the electrode in the solution.

IPCE 측정은 조사되는 빛의 파장을 제외하고는 광전류 및 전기화학적 임피던스 측정과 동일한 방법으로 수행하였다.IPCE measurements were carried out in the same manner as photocurrent and electrochemical impedance measurements except for the wavelength of the light being irradiated.

도 10을 참조하면, 실시예 1 및 실시예 2에 따른 광촉매 복합체의 스턴-볼머 선도는 양의 편차를 보이는데 이는 광촉매 복합체가 화학적으로 TiO2와 결합하여 전하 이동 복합체를 형성하였음을 나타낸다.Referring to FIG. 10, the Stern-Bolmer diagram of the photocatalytic composite according to Example 1 and Example 2 shows a positive deviation, indicating that the photocatalytic composite chemically bonds with TiO 2 to form a charge-transporting complex.

도 14를 참조하면, 폴리카페익산의 경우 TiO2의 존재로 광발광 강도가 크게 증가하는데 이는 가시광을 흡수할 수 있는 LMCT복합체를 형성하였음을 나타낸다. 한편 폴리나이트로도파민은 TiO2의 존재로 광발광 강도가 조금 증가하는데 이는 정전기적 상호작용을 통한 폴리나이트로도파민과 TiO2의 결합이 폴리나이트로도파민의 자기 소광(quenching)을 지연시키는 것을 나타낸다.Referring to FIG. 14, in the case of polycapneic acid, the presence of TiO 2 greatly increases the photoluminescence intensity, which indicates that the LMCT complex capable of absorbing visible light is formed. On the other hand, the presence of polyditrodopamine in the presence of TiO 2 slightly increases the photoluminescence intensity, indicating that the association of dopamine with TiO 2 by polynucleotides through electrostatic interactions delays the quenching of dopamine in polynitrides .

도 11을 참조하면, 실시예 1 또는 실시예 2에 따른 광촉매 복합체의 광전류량이 더 많은 것을 알 수 있으며, 이는 고분자 염료 감응제가 가시광 감응제로서 높은 효율을 보임을 나타낸다.Referring to FIG. 11, it can be seen that the photocurrent amount of the photocatalytic composite according to Example 1 or 2 is higher, indicating that the polymer dye-sensitizer shows high efficiency as a visible light sensitizer.

도 12를 참조하면, 실시예 1 내지 실시예 4에 따른 광촉매 복합체의 전하 이동이 TiO2만 사용하는 경우보다 더 용이하며 이는 EIS 나이키스트 선도의 아크(arc)가 작을수록 전하 이동의 저항이 더 작은 것을 나타내는 것으로부터 확인 할 수 있으며, 특히 실시예 1에 따른 광촉매 복합체가 가장 작은 아크를 보임을 알 수 있다.Referring to FIG. 12, the charge transfer of the photocatalytic composite according to Examples 1 to 4 is easier than using only TiO 2 , and as the arc of the EIS Nyquist line becomes smaller, It can be confirmed from the fact that the photocatalytic composite according to Example 1 exhibits the smallest arc.

도 13을 참조하면, 광촉매 복합체의 흡수 범위가 800nm에 이르더라도 IPCE스펙트럼은 450-500nm에 한정되는데 이는 장파장 영역의 가시광은 충분한 전류를 생산하기에는 약하기 때문이다. 그러나 실시예 1 및 실시예 2에 따른 광촉매 복합체의 경우 가시광 영역에서 더 큰 IPCE값을 보이며 이는 고분자 염료 감응제가 가시광 감응제로서 더 효율적임을 나타낸다.Referring to FIG. 13, even if the absorption range of the photocatalytic composite reaches 800 nm, the IPCE spectrum is limited to 450-500 nm because the visible light in the long wavelength region is weak enough to produce a sufficient current. However, the photocatalytic composite according to Examples 1 and 2 exhibits a larger IPCE value in the visible light region, indicating that the polymer dye sensitizer is more effective as a visible light sensitizer.

시험예 4: 고분자 염료 감응제와 단분자 LMCT 복합체의 광활성 비교Test Example 4: Comparison of optical activity between a polymer dye-sensitizer and a monomolecular LMCT complex

도 15는 실시예 1 및 비교예 1에 따른 광촉매 복합체의 광환원 반응 실시예 1 내지 4에 따른 광환원 반응 결과를 비교한 것이다.15 compares the results of the photoreducation reactions according to Examples 1 to 4 of the photoreducation reaction of the photocatalytic composite according to Example 1 and Comparative Example 1. Fig.

도 15를 참조하면 모든 시험 결과에서 실시예 1에 따른 광촉매 복합체의 활성이 높은 것을 알 수 있고 이는 본 발명의 카테콜계 고분자의 우수한 활성을 나타낸다.Referring to FIG. 15, it can be seen from all the test results that the activity of the photocatalytic composite according to Example 1 is high, indicating excellent activity of the catechol-based polymer of the present invention.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

Claims (18)

반도체 광촉매; 및
상기 반도체 광촉매 상에 가시광 감응제층;을 포함하고,
상기 가시광 감응제층은 폴리노르에피네프린인 것인 광촉매 복합체.
Semiconductor photocatalyst; And
And a visible light-sensitive layer on the semiconductor photocatalyst,
Wherein the visible light-sensitive agent layer is polyneophenephrine.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 반도체 광촉매가 이산화티타늄, 삼산화텅스텐, 산화아연 및 산화철 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 광촉매 복합체.
The method according to claim 1,
Wherein the semiconductor photocatalyst comprises at least one selected from titanium dioxide, tungsten trioxide, zinc oxide and iron oxide.
제1항에 있어서,
상기 가시광 감응제층은 두께가 0.1 내지 10nm인 것을 특징으로 하는 광촉매 복합체.
The method according to claim 1,
Wherein the visible light-sensitive layer has a thickness of 0.1 to 10 nm.
수중에서 광조사를 하고, 제1항에 따른 광촉매 복합체를 사용하여 오염물질을 제거하는, 오염물질 제거방법.A photocatalytic composite according to claim 1, wherein the photocatalytic composite is irradiated with light in water to remove the contaminant. 제7항에 있어서,
상기 광조사가 가시광선에 의해 수행됨을 특징으로 하는 오염물질 제거방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the light irradiation is performed by visible light.
제7항에 있어서,
상기 오염물질이 중금속 이온인 것을 특징으로 하는 오염물질 제거방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the contaminant is a heavy metal ion.
제9항에 있어서,
중금속 이온이 6가 크롬, 3가 비소, 1가 은 및 6가 셀레늄 중에서 선택된 어느 하나를 환원시키거나 산화시키는 것을 특징으로 하는 오염물질 제거방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the heavy metal ion is reduced or oxidized in any one of hexavalent chromium, trivalent arsenic, monovalent silver, and hexavalent selenium.
제7항에 있어서,
상기 오염물질이 유기화합물인 것을 특징으로 하는 오염물질 제거방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the pollutant is an organic compound.
제11항에 있어서,
상기 유기화합물이 사염화탄소, 디클로로아세트산, 4-클로로페놀 및 2,4-디클로로페녹시아세트산 중에서 선택된 어느 하나를 분해시키는 것을 특징으로 하는 오염물질 제거방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the organic compound decomposes any one selected from carbon tetrachloride, dichloroacetic acid, 4-chlorophenol, and 2,4-dichlorophenoxyacetic acid.
수중에서 광조사를 하고, 제1항에 따른 광촉매 복합체를 광촉매로 사용하여 과산화수소를 생성하는 과산화수소의 제조방법.A method for producing hydrogen peroxide, wherein light irradiation is performed in water, and hydrogen peroxide is produced by using the photocatalytic composite according to claim 1 as a photocatalyst. 제13항에 있어서,
상기 광조사가 가시광선에 의해 수행됨을 특징으로 하는 과산화수소의 제조방법.
14. The method of claim 13,
Wherein the light irradiation is performed by visible light.
(a) 카테콜계 단분자 및 그의 염 중에서 선택된 어느 하나와 반도체 광촉매를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 및
(b) 상기 혼합물을 교반하여 상기 카테콜계 단분자가 상기 반도체 광촉매 상에서 자가 중합하여 카테콜계 고분자가 상기 반도체 광촉매 상에 코팅된 광촉매 복합체를 제조하는 단계;를 포함하고,
상기 카테콜계 단분자는 노르에피네프린인 것인 광촉매 복합체의 제조방법.
(a) preparing a mixture by mixing a semiconductor photocatalyst with any one selected from a catechol monomolecular material and a salt thereof; And
and (b) stirring the mixture to prepare a photocatalytic composite in which the catechol monomers self-polymerize on the semiconductor photocatalyst and the catechol polymer is coated on the semiconductor photocatalyst,
Wherein the catechol monomolecule is norepinephrine.
제15항에 있어서,
상기 반도체 광촉매의 함량이 상기 카테콜계 단분자 100중량부에 대하여 100 내지 20,000인 것을 특징으로 하는 광촉매 복합체의 제조방법.
16. The method of claim 15,
Wherein the content of the semiconductor photocatalyst is 100 to 20,000 with respect to 100 parts by weight of the catechol monomers.
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