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기재;1차 층(primary layer)으로서 결정 구조 및 격자 공간을 갖는 성분을 함유하는 중간 층; 및상기 1차 층 상에 접촉하며 배치되고, 상기 1차 층 내의 결정 구조 및 격자 공간을 갖는 성분에 대응하는 결정 구조 및 격자 공간을 갖는 성분을 함유하는 2차 층으로서 광 촉매 복합체 층;을 포함하며,상기 1차 층과 상기 2차 층 내의 대응하는 결정 구조 및 격자 공간에 의하여 격자 정합이 형성되고,여기서, 상기 1차 층의 두께는 1 내지 100 nm이고, 상기 1차 층 및 2차 층의 결정 구조 및 격자 공간을 갖는 성분은 ZrO2이며, 그리고 상기 광 촉매 복합체 층이 바인더 및 희생제를 사용함이 없이 기재 상에 고정된 광 촉매 구조물
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제1항에 있어서, 상기 기재는 불소-도핑된 주석산화물(FTO) 글라스, 실리케이트계 글라스, 알칼리실리케이트 글라스, 소다라임계 글라스, 보로실리케이트 글라스, 및 바륨계 글라스로 이루어진 군으로부터 적어도 하나가 선택된 글라스 기재인 것을 특징으로 하는 광 촉매 구조물
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제2항에 있어서, 상기 기재는 불소-도핑된 주석산화물(FTO) 글라스인 것을 특징으로 하는 광 촉매 구조물
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제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광 촉매 복합체는 rGO/ZrO2/Ag3PO4을 함유하는 것을 특징으로 하는 광 촉매 구조물
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제5항에 있어서, 상기 광 촉매 복합체는 1 내지 15 중량%의 rGO, 35 내지 70 중량%의 Ag3PO4, 및 25 내지 55 중량%의 ZrO2를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 촉매 구조물
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제5항에 있어서, 상기 2차 층의 두께는 0
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제5항에 있어서, 상기 광 촉매 구조물은 하기의 물성 중 적어도 하나를 충족하는 것을 특징으로 하는 광 촉매 구조물:(i) 표면적: 50 내지 120 ㎡/g(ii) 포어 사이즈: 7 내지 15 nm(iii) 포어 체적: 0
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기재 상에 촉매 성분이 고정된 광 촉매 구조물을 제조하는 방법으로서,상기 기재 상에 1차 층으로서 결정 구조 및 격자 공간을 갖는 성분을 함유하는 중간층(intermediate layer)을 형성하는 단계; 및상기 1차 층 상에 2차 층으로서 1차 층의 결정 구조 및 격자 공간을 갖는 성분과 격자 정합을 형성하도록 대응되는 결정 구조 및 격자 공간을 갖는 성분을 함유하는 광 촉매 복합체 층을 형성하는 단계;를 포함하며,여기서, 상기 격자 정합을 위하여 열 처리 단계를 수행하고, 상기 1차 층의 두께는 1 내지 100 nm이고,상기 1차 층 및 2차 층의 결정 구조 및 격자 공간을 갖는 성분은 ZrO2이며, 그리고상기 광 촉매 복합체 층이 바인더 및 희생제를 사용함이 없이 기재 상에 고정되는 방법
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제9항에 있어서, 상기 2차 층의 광 촉매 복합체 층은 rGO/ZrO2/Ag3PO4을 함유하는 것을 특징으로 하는 방법
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제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 중간층은 용액성장법(CBD), 화학기상증착(CVD), 플라즈마 화학 증착법(PECVD), 열 증착, 스퍼터링, E-beam 증착, 전착법, 스프레이 열분해(spray pyrolysis), 및 layer-by-layer 방법 중 적어도 하나에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 방법
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제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 광 촉매 복합체 층은 스핀 코팅, 딥 코팅, 드롭-캐스팅, 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이 코팅, 및 나이프 또는 블레이드 코팅 중 적어도 하나에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 방법
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제10항에 있어서, 상기 광 촉매 복합체는,ZrO2 및 rGO를 함유하는 제1 복합체를 형성하는 단계;상기 제1 복합체와 은 전구체의 수 분산물을 제조하는 단계; 및상기 수 분산물에 인 화합물을 첨가하여 반응시켜 제1 복합체에 Ag3PO4가 혼입된 복합체를 형성하는 단계;를 포함하는 방법에 의하여 제조되는 것을 특징으로 하는 방법
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제14항에 있어서, 상기 은 전구체는 질산 은, 황산 은, 초산 은, 포름산 은, 염화 은, 및 요오드화 은으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나이고, 그리고상기 인 화합물은 제2 인산나트륨, 마그네슘 수소 인산염, 인산칼륨, 인산칼슘 및 이의 수화물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 방법
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제10항에 있어서, 상기 열 처리 단계는 산소-함유 분위기 하에서 수행되고, 열 처리 온도는 150 내지 450 ℃ 범위인 것을 특징으로 하는 방법
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제10항에 있어서, Ag3PO4 및 ZrO2는 각각 광 촉매 복합체 내에서 입자 형태로 존재하며, ZrO2 입자가 Ag3PO4 입자를 둘러싸도록 배열되고, 여기서, Ag3PO4의 입자 사이즈는 0
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제10항에 있어서, 상기 기재는 FTO(fluorine doped tin oxide) 글라스 기재인 것을 특징으로 하는 방법
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제1항에 따른 광 촉매 구조물의 존재 하에서 오염물을 함유하는 액상 또는 기상 매질을 광 조사 하에 접촉시키는 단계;를 포함하며,상기 오염물은 유기 오염물, 무기 오염물 및 생물학적 오염물로 이루어지는 군으로부터 적어도 하나가 선택되는 정화 방법
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제19항에 있어서, 상기 광 조사는 자외선 조사를 포함하고, 상기 자외선의 조사 강도는 0
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