인산기 공촉매 및 도핑/스핀 상태 제어를 통한 광촉매 물 산화·수처리 공정 연구

Phosphate-Enriched Co-catalysts and Doping/Spin-State Control for Photocatalytic Water Oxidation and Treatment

연구 내용

인산기 강화 금속-유기 공촉매와 도핑에 따른 전자 전달 및 산화 거동을 분석하여 광촉매 물 산화와 수처리 효율을 개선하는 연구

본 연구는 물 산화 반응을 중심으로 광촉매 성능을 좌우하는 전자 전달 경로와 활성점 형성을 제어합니다. 인산기 성분이 풍부한 금속-유기 공촉매를 통해 BiVO4의 산화 반응 동역학을 향상시키고, LMCT 메커니즘 및 DFT 기반 분석으로 반응 단계의 기여를 해석합니다. 더불어 Mn 도핑이 Co 자리에서 스핀 상태를 재프로그래밍하여 광촉매 수처리에서의 충전 운반 거동과 결함-산소 관련 변수를 조절하는 연구를 수행합니다. 환경·에너지 응용을 위해 N 및 S가 동시도핑된 Ti3C2Tx/금속도핑 티타늄 페로브스카이트 에어로겔 합성 과제를 연계하여 다공성 구조 기반 반응성 향상을 도모합니다.

관련 프로젝트

3건

연구 흐름

2025년에는 BiVO4에 인산기 함유 금속-유기 공촉매를 도입하여 물 산화 동역학을 개선하는 연구를 수행하고, LMCT 메커니즘과 DFT 해석으로 활성 변화의 근거를 정리했습니다. 동일 계열의 주제를 SSRN 프리프린트로도 확장하여 전자 전달 관점의 설명력을 보강했습니다. 같은 시기에 Mn 도핑 LaCoO3에서 스핀 상태 변화를 기반으로 지속가능 광촉매 수처리 거동을 검토했습니다. 병행하여 2023년부터 시작된 Ti3C2Tx·티타늄 페로브스카이트 에어로겔 합성 과제로 환경·에너지 응용 방향의 재료 설계와 공정 구현을 추진합니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

물 산화 반응 동역학 제어
인산기 기반 공촉매 설계
광촉매 수처리 공정 최적화
도핑-결함 제어 기반 활성점 조절
LMCT 메커니즘 기반 촉매 설계
DFT 해석 연계 반응 경로 모델링
다공성 에어로겔 반응기 성능 향상
환경 처리용 광반응 재료
충전 운반 거동 기반 성능 예측
지속가능 수처리용 에너지 효율 향상