코발트가 도핑된 ZnTiO3/MXene 복합체에 의한 테트라사이클린 흡착-광촉매 제거 연구 :Adsorptive and photocatalytic performance of cobalt-doped ZnTiO3/Ti3C2Tx Mxene nanohybrids for tetracycline: Kinetics and mechanism insight

박소영

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자료유형: 학위논문

저자정보: 박소영 (경북대학교, 경북대학교 대학원)

지도교수: 박창민

발행연도: 2023

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이용수7

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2023

코발트가 도핑된 ZnTiO3/MXene 복합체에 의한 테트라사이클린 흡착-광촉매 제거 연구

박소영 건설환경에너지공학부 2023.01 학위논문

2021

Co가 도핑된 ZnTiO₃/Ti₃C₂T_xMXene 복합체가 tetracycline의 흡착-분해에 미치는 영향에 관한 연구

박소영 , 박창민 대한환경공학회 학술발표논문집 2021.11 학술대회자료

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Tetracycline (TC), one kind of antibiotics widely used in animal husbandry, can cause environmental contamination owing to its high ecological toxicity and environmental persistence when it is overused and discharged. In this study, cobalt doped/ZnTiO3 (ZTO)/MXene (ZCxTM, x indicates wt.% of Co loading) was synthesized to investigate its feasible use for the adsorptive removal and photocatalytic degradation of TC from water. The physical and chemical characterizations for the as-prepared ZC5TM were analyzed, and various operating parameters were systematically investigated to optimize the adsorption-enhanced photocatalytic degradation of TC by ZC5TM. The abundant surface function groups, higher specific surface area, thermal stability lower bandgap, and reduced charge recombination rate of ZC5TM were confirmed to use for the adsorption followed by visible light induced degradation of TC. The result showed the highest adsorption capacity (15.3 mg/g), excellent cyclic stability, and highest TC photocatalytic performance (89.9%) by ZC5TM among the tested materials including activated carbon, ZTO, ZC3T, ZC5T, MXene, ZTOM, ZC3TM, and ZC5TM. The mechanism and transformation pathways for the photocatalytic degradation of TC were proposed through the electron spin resonance and UPLC-MS/MS analysis. The excellent adsorptive and photocatalytic performance confirm that the ZC5TM is promising for the use of TC-contaminated water treatment.

1. 서론 (Introduction) 1
1.1. 연구배경 1
1.2. 연구목적 4
2. 문헌 연구 5
2.1. 테트라사이클린의 특성 및 수계 위해성 5
2.2. MXene의 정의 및 특성 10
2.3. Zinc titanate의 정의 및 특성 13
2.4. 코발트가 도핑된 ZnTiO3/MXene 복합체 설계 17
3. 실험 재료 및 방법 19
3.1. 실험 재료 19
3.2. 코발트가 도핑된 ZTO의 합성 20
3.3. ZCxTM의 합성 21
3.4. ZCxTM의 특성분석 23
3.5. 테트라사이클린의 제거실험 방법 25
3.6. 테트라사이클린 분석방법 26
4. 연구결과 및 토의 27
4.1. 특성분석 결과 27
4.1.1. 결정 구조, 구성 및 형태 분석 27
4.1.2. 밴드갭 구조 및 전하 분리능 분석 41
4.2. 테트라사이클린 흡착 실험결과 47
4.2.1. 흡착 성능 평가 47
4.2.2. 흡착 모델링 결과 50
4.2.3. 공정인자 영향성 및 재사용성 실험결과 55
4.3. 테트라사이클린 광촉매 실험결과 63
4.3.1. 광촉매 성능 평가 63
4.3.2. 광촉매 시스템 내 분해 중간체 확인 68
4.4. 테트라사이클린의 제거기작 연구 73
5. 결론 82
References 84
Abstract 90

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