| 초록 |
가시광 광촉매인 carbon nitride (C3N4)는 탄소와 질소로만 이루어져 있어 경제성이 뛰어날 뿐 아니라, 넓은 pH 조건에서 광분해 (photo-corrosion)에 대한 안정성이 다른 가시광 활성 광촉매에 비해 탁월하여 활발히 연구가 되고 있는 소재중 하나이다. 하지만 낮은 광효율은 실용화를 저해하는 걸림돌로 작용하였고, 이를 극복하기 위해 본 연구에서는 낮은 (C3N4)의 광효율을 개선하기 위해, 칼륨과 인산염을 C3N4의 구조내에 동시에 도입하고 proton coupled electron transfer (PCET) 반응을 유도하여 과산화수소 발생을 극대화시키고자 하였다. 순수한 C3N4와 비교하여 개질된 C3N4의 경우 과산화수소 발생에 대한 광활성이 자외선 조사 하에 약 13.2배, 가시광 조사 하에 약 8.2배가 향상되는 것을 관찰하였다. 하지만, 수소 발생의 경우 두 샘플 모두 12시간 자외선을 조사했음에도 불구하고 무시할 정도의 양 (0.1 μmol 이하)만 측정할 수 있었다. 이는 개질된 C3N4가 양성자 환원반응에 의해 생성되는 수소보다는 수소와 산소가 반응에 동시에 참여하는 과산화수소 생성에 선택성을 갖는다는 것을 나타낸다. C3N4 내에 존재하는 인산염과 칼륨은 다양한 분석방법을 통해 증명되었으며, 본 발표에서 자세히 언급할 예정이다. |
