KR100256245B1 - 벌집형 코디어라이트 담체 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 코디어라이트 결정화 유리를 튜브 및 모세관 형태로 인발하여 벌집형으로 성형한 다음 결정화시킨 담체에 관한 것이다. 압력손실이 낮은 소각로용 세라믹 백 필터(bag filter)와 자동차 배기가스정화용 촉매 담체, 압력손실이 높은 역삼투용 분리막 혹은 기체 분리막으로도 사용 가능하다. 기존의 성형법으로는 대형의 담체가 제조 불가능하나 본 발명의 제조방법은 기공의 크기조절이 0.01μ 이하에서부터 수Cm까지 용이하므로 주문자의 요구에 충족시킬 수 있는 촉매 담체의 제조와 시스템구축이 쉽다.
Description
제1도는 실시예 1의 온도변화에 따른 X-선 회절분석도로서,
1은 900℃에서의 α, μ상 코디어라이트 결정상,
2는 950℃에서의 α, μ상 코디어라이트 결정상,
3은 1000℃에서의 α상 코디어라이트 결정상,
4는 1100℃에서의 α상 코디어라이트 결정상,
5는 α상 코디어라이트의 표준시료 결정상이다.
[발명의 목적]
[발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술]
본 발명은 벌집형 코디어라이트 담체에 관한 것으로, 특히 대기나 수질오염을 정화시키는 분리막으로 이용되는 코디어라이트 담체 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
고온 고압손실용, 고온 저압손실용과 저온 고압손실용 촉매 담체들은 주로 세라믹 담체가 사용되고 저온 저압손실용으로는 유기물 담체가 사용된다. 자동차 배기가스 정화용 삼원촉매 담체, 휘발성 유기가스 산화용 촉매 담체, NOX제거용 SCR/NSCR 촉매 담체, 중질유 분해용 촉매 담체, 수첨 탈황용 촉매 담체 등으로 고온에서 안정하고 내화학성 및 내열충격성이 우수한 벌집형 코디어라이트 다결정 세라믹 담체가 주로 고온 저압손실용으로 사용되고 있다. 코디어라이트 담체의 제조방법으로는 압출성형법과 테이프 캐스팅법이 이용되고있다. 그러나, 이 방법으로는 비교적 소형 담체 만이 성형 가능하고 벌집의 기공크기가 수mm이므로 고온 저압손실용으로만 사용가능하고 또한 배출중인 배기가스중의 먼지의 농도를 1mg/㎥ 이하로 제거하기도 불가능하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 특정 조성의 결정화 유리조성물을 이용하여 대형 담체로 성형 가능한 코디어라이트 담체를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 목적은 기공의 크기조절이 0.01μ 이하에서부터 수Cm까지 용이하고 주문자의 요구를 충족시킬 수 있는 코디어라이트 담체를 제공하는 것이다.
상기, 본 발명의 목적은 SiO240~65wt%, Al2O320~37wt%, MgO 9~19wt%, B2O31~5wt%, P2O5, ZrO2, TiO2, Pt, Rh, Pd, Ru, 및 Ir로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 화합물 0.0001-18wt%인 유리 조성물을 튜브나 모세관 형태로 인발하여 벌집형태로 성형한 후 결정화시킨 코디어라이트 담체에 의해 달성된다. 상기 유리 조성물은 MgO-Al2O3-SiO2계의 유리에 통상 필수 불가결한 불순물로 함유되는 NiO, Cr2O3를등의 화합물을 7중량% 이하의 양으로 포함할 수 있다. 또한, Li2O, Na2O, K2O 등의 용융 온도를 낮추고 결정화도를 낮게하며 열팽창을 크게하는 화합물을 5중량% 이하의 양으로 포함할 수 있다.
본 발명은 코디어라이트계 결정화유리를 튜브 혹은 모세관 형태로 수평 혹은 수직 인발법으로 인발하여 소용되는 담체 모먕으로 성형 후 결정화시킨 담체에 관한 것이다.
즉, MgO-Al2O3-SiO2계의 유리에 용융촉진제인 B2O3와 알칼리, 핵형성제인 P2O5, ZrO2, TiO2또는 귀금속계 핵 형성제인 Pt, Rh, Pd, Ru, Ir 금속이온을 단독으로 또는 복수 첨가하여 함께 용융한 후 수평 혹은 수직 인발법으로 튜브 혹은 모세관으로 성형한 후 소용되는 크기, 예를 들면 5mm이하, 로 절단 한 다음 무기 바인더 혹은 유기 바인더와 혼합한 후 틀에 넣어 원하는 모양, 예를 들면 벌집 형상,으로 제작한 다음 결정화시켜 고온 저압손실용 필터로 사용한다.
결정화는 실온에서 900 - 1400℃까지 승온하여 열처리함으로써 행해지는데, 주결정상으로 α-코디얼이트(2MgO·2Al2O3·5SiO2)를, 부결정상으로 MgSiO3, 훠스테라이트, 실리카, 물라이트, 니켈 스핀넬, 지르코니아가 조성 변화에 따라 석출된 벌집형 결정화 유리 제품이 얻어진다.
다음의 실시예에서 본 발명을 좀더 구체적으로 설명한다.
[실시예 1]
SiO243~65wt%, Al2O315~37wt, MgO 9~23wt%, B2O31~5wt%, P2O53~15wt%인 조성으로 된 혼합물을 용융 후 튜브나 모세관 형태로 인발하여 벌집형태로 성형 후 소성로에 넣고 실온으로부터 850℃~950℃까지 분당 20℃로 승온하여 1~2 시간 유지하여 핵 형성을 하고 1000~1300℃ 까지 분당 3℃로 승온하여 1~2 시간 유지하여 결정화를 한 후 서서히 냉각시켜 소결 공정을 완료시켰다. 이상과 같이 제조된 결정화유리의 완성품을 X-선 회절에 의해 분석한 결과 900℃, 950℃에서 μ상과 α상 코디어라이트 핵이 형성되고 1000℃부터는 μ상이 전부 α상으로 전이된 것을 제 1 도에서 알 수 있었고 결정화도를 측정한 결과 결정화도는 53~100% 사이였다.
[실시예 2]
SiO243~65wt%, Al2O315~37wt%, MgO 9~23wt%, B2O31~5wt%, ZrO21~15wt%, TiO20~15wt%이고, ZrO2와 TiO2의 전체 함량이 18wt% 미만인 조성으로 된 혼합물을 용융하여 튜브형태로 인발하고 실시예 1과 동일한 방법으로 열처리하여 결정화를 시킨 완제품의 열팽창 계수는 15 ~ 40 × 10-7/℃ 사이였다.
[실시예 3]
SiO243~65wt%, Al2O315~37wt%, MgO 9~23wt%, B2O31~5wt%, Pt 이온 0.0001~0.1wt%인 조성으로 된 혼합물을 용융 후 모세관 형태로 인발하고 실시예 1과 동일한 방법으로 열처리하여 결정화를 시킨 완제품의 열팽창 계수는 15 ~ 40 × 10-7/℃ 사이였다.
상기와 같이, 본 발명의 담체는 저열 팽창성으로 내열충격성이 우수한 코디어라이트 결정화 유리를 튜브 및 모세관 형태로 인발하여 벌집형으로 성형한 다음 결정화시켜 제조하였다. 본 발명의 담체는 고온 저압손실용인 소각로용 세라믹 백휠타와 자동차 배기가스정화용 촉매 담체, 저온 고압손실용인 역삼투용 분리막 모체로 혹은 고온 고압손실용인 기체 분리막으로도 사용 가능하다. 기존의 성형법으로는 대형의 담체가 제조 불가능하였으나 본 발명의 제조방법은 기공의 크기조절이 0.01μ 이하에서부터 수Cm까지 용이하고 주문자의 요구에 충족시킬 수 있는 이형과 대형의 촉매 담체가 제조 가능하므로 휘발성 유기 화합물 및 용제에 의한 악취 등을 낮은 온도에서 산화 반응으로 제거해주고 또한 소각로의 축열식 열교환기로 사용 가능하여 연소효율과 연소온도를 높여 난소성 오염원을 제거하기 쉽다. 이처럼 본 발명은 환경오염 방지에 특히 효과적이다.
Claims (2)
- SiO240~65wt%, Al2O320~37wt%, MgO 9~19wt%, B2O31~5wt%, 및 P2O5, ZrO2, TiO2, Pt, Rh, Pd, Ru, 및 Ir로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 화합물 0.0001-18wt%로 구성된 유리 조성물을 튜브나 모세관 형태로 인발하여 벌집형태로 성형한 후 결정화시킨 코디어라이트 담체.
- 제1항에 있어서, 상기 담체의 열팽창 계수는 15 ~ 40 × 10-7/℃인 것을 특징으로 하는 코디어라이트 담체.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101760330B1 (ko) * | 2015-08-03 | 2017-07-31 | (주) 세라컴 | 잠수함 내의 수소를 제어하기 위한 잠수함 수소 제거장치 및 이를 이용한 잠수함 내의 수소 제어방법 |
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1997
- 1997-07-24 KR KR1019970034737A patent/KR100256245B1/ko not_active IP Right Cessation
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| KR101760330B1 (ko) * | 2015-08-03 | 2017-07-31 | (주) 세라컴 | 잠수함 내의 수소를 제어하기 위한 잠수함 수소 제거장치 및 이를 이용한 잠수함 내의 수소 제어방법 |
Also Published As
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