[중국] 수중 오염물질 제거  '제트 스킴(Z-scheme)'  광촉매 개발

중국은 최근 몇 년 동안, 급속한 산업화는 점점 더 심각한 환경오염을 발생하고 있다. 수중의 항생제와 미생물 오염은 인간의 건강에 큰 위협이 되었고 전 세계 생태계 보안에 중대한 위험이 되었다.

따라서 현재 물이 많은 환경에서 박테리아 및 항생제 오염을 제거하기 위한 효과적인 치료 방법이 시급한 과제가 되었다.

최근, 허페이 물리과학연구소(Hefei Institutes of Physical Science) 산하 지능형 기계연구소(the Institute of Intelligent Machines)의 우쩡옌(WU Zhengyan) 교수가 이끄는 팀은 물 속의 오염물질을 처리하기 위해 새로운  '제트 스킴(Z-scheme)' 광촉매를 개발했다.

 『애플라이드 카탈리시스 B: 환경, 전문가(Applied Catalysis B: Environmental, Professional)』 저널에 게재된 연구논문에서 우쩡옌(WUZhengyan) 교수와 그의 박사과정 학생인 양 펭퀴(Yang Pengqi)는  '제트 스킴(Z-scheme)'  광촉매인 CdTe 양자점/Bi2WO6(CTQD/BWO)를 만들기 위해 어떻게 열수법(hydrothermal method)을 사용했는지 설명했다.

양자 효과로 BWO와 CTQD의 인터페이스에서 전하 전달이 극적으로 촉진됨에 따라, 이 광촉매는 가시광선 아래 순수 BWO에 비해 대장균의 광 비활성화 효율성과 TC의 광분해 효율이 훨씬 높았다.

이 연구는 고효율  '제트 스킴(Z-scheme)'  광촉매를 설계할 수 있는 새로운 경로를 열고 실용적인 응용을 위한 유망한 전망을 보여준다.

이 연구는 중국의 국가 핵심 R&D 프로그램, 중국과학원(The Chinese Academy of Sciences)의 과학 및 기술 서비스 프로그램, 닝샤성(Ningxia Province)의 핵심 R&D 프로그램의 지원을 받았다.

[원문보기]

Scientists Develop Z-scheme Catalyst For Contaminants In Water

In recent years, rapid industrialization has caused increasingly severe environmental pollution. Antibiotics and microbiological contamination in water have become major threats to human health and critical risks to ecosystem security worldwide.

Therefore, an effective treatment approach has become an urgent task for elimination of bacterial and antibiotic contamination from the watery environment at present.

Recently, a team led by Prof. WU Zhengyan from the Institute of Intelligent Machines of the Hefei Institutes of Physical Science developed a novel Z-scheme photocatalyst to deal with contaminants in water.

In a study published in the journal Applied Catalysis B: Environmental, Prof. WU and his doctoral student YANG Pengqi described how they used hydrothermal method to fabricate the Z-scheme photocatalyst, CdTe quantum dots/Bi2WO6 (CTQDs/BWO), which was designed to enhance photocatalytic efficiency.

As quantum effect dramatically promoted the transfer of charge-carriers in the interface of BWO and CTQDs, this photocatalyst exhibited much higher photoinactivation efficiency of E. coli and photodegradation efficiency of TC compared to the pure BWO under the visible light.

This study opens up a new route to design high-efficiency Z-scheme photocatalysts and exhibits a promising prospect for practical application.

This research was supported by the National Key R&D Program of China, the Science and Technology Service Program of the Chinese Academy of Sciences, and the Key R&D Program of Ningxia Province.

[출처=워터온라인(https://www.wateronline.com/doc/scientists-develop-z-scheme-catalyst-for-contaminants-in-water-0001) 2021년 1월 14일]