KR100306694B1 - 이끼가 생기지 않는 광촉매 활용 수족관 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이끼가 생기지 않는 광촉매 활용 수족관에 관한 것으로서, 더 상세하게는 가정, 산업장, 양식장, 어류 박물관, 전시장 등에 설치 사용하는 수족관의 각종 바닥재와 유리 등에 광촉매들을 적절한 코팅방법을 통하여 수족관의 재질인 유리판과 바닥재 외부에 박막을 형성시켜 이끼가 수족관 내에서 발생하지 않도록 하는 이끼가 발생되지 않는 수족관에 관한 것이다.
상부에는 이미 일반적으로 사용하고 있는 광원이 설치되고, 측벽은 내부를 들여다 볼 수 있는 유리로, 바닥은 통상 돌맹이나 작은 자갈 등을 바닥재로 활용하고 있는 유리 수족관에 있어서;
물과 접하는 유리 측벽 내부와 수족관 내의 바닥재로 적용할 수 있는 물질에 광촉매를 코팅하여 박막을 형성함으로 광촉매가 전자-정공쌍이나 강력한 산화제인 하이드록실 라디칼을 형성시킨다. 이렇게 생성된 하이드록실 라디칼의 도움으로 수소, 탄소, 질소로 구성된 유기물질의 하나인 이끼를 이산화탄소(CO2)와 물(H2O), 그리고 질소화합물들로 분해시켜 이끼의 생성을 억제시키도록 한다. 이산화티탄 등의 광촉매와 이미 기존의 수족관에서 사용하고 있는 램프를 이용하여 광촉매화학반응을 유발시켜, 이끼류의 발생/성장을 억제하는 것으로 구성되어진 것을 특징으로 하는 이끼가 생기지 않는 광촉매 활용 수족관이 핵심기술이다.
Description
본 발명은 이끼가 생기지 않는 광촉매 활용 수족관에 관한 것으로서, 더 상세하게는 가정, 산업장, 양식장, 어류 박물관, 전시장 등에 설치 사용하는 수족관의 각종 바닥재와 유리 등에 광촉매들을 적절한 코팅방법을 통하여 수족관의 재질인 유리판과 바닥재 외부에 박막을 형성시켜 이끼가 수족관 내에서 발생하지 않도록 하는 이끼가 발생되지 않는 수족관에 관한 것이다.
광촉매는 적절한 파장의 빛을 받아 흡수하면 활성화되어 전자-정공쌍을 생성하여 유기물 등을 분해하는 기능을 촉진하는 반도체성질의 금속산화물류가 주종을 이루고 있다. 상기 이러한 전자-정공쌍들은 다시 하이드록실 라디칼이나 산소음이온을 생성하여 이들이 각종 유기물, 이끼류들과 반응하여 도 1에 도시한 바와 같이 산화/분해시킨다.
1972년에 일본의 혼다에 의하여 광촉매가 물분해 수소제조에 처음 적용된 후, 10여년간 주목을 크게 받지 못하다가 환경개선분야에 적용하겠다는 발상의 전환을 통하여 급속한 진전을 이루고 있는 것이 현재 실정이다.
현재 많은 반도체 성질의 금속산화물 중에서 널리 사용되는 광촉매는 이산화티탄 (띠에너지 ; 3.0 ~ 3.2 eV)인데 안정성, 경제성, 공급 용이성 그리고 효율면에서 우수하기 때문이다.
일반적으로 광촉매들의 활성화에는 400 나노메터 이하의 파장에 해당하는 자외선(UV)이 흡수되어야 한다. 그러나 일반적인 램프를 사용할 경우 자외선 영역보다 낮은 에너지가 조사되므로 이에 따라 수정된 광촉매의 사용이 필요할 수도 있는데, 이런 이유로 혼합광촉매가 사용되어지며, 이들은 활성화에 필요한 띠에너지를 낮추어 주는 역할을 하므로 자외선 영역 파장대가 적은 광원을 이용할 때에 효과를 볼 수가 있다. 광촉매는 모든 유기물을 급속하게 분해시키지는 않으나 (일부 유기물의 분해속도는 매우 높고, 일부 유기물의 분해속도는 매우 느림) 적재적소에 적용함으로서 그 효과를 극대화시킬 수 있으며, 이에 대상 분야로는 가정, 산업현장,건물외벽, 그리고 터널 등 저농도의 오염물질이 끊임없이 발생하며, 빛이 항상 존재하는 곳이 가장 적합하다 하겠다. 실제로 광촉매 시스템의 여러 폐수, 대기오염, 그리고 실내공기정화 분야에 적용연구가 진행되어 오고 있다.
종래 가정, 산업장, 전시장 등에 설치 사용하는 수족관의 각종 바닥재와 유리등에는 시간이 지남에 따라 많은 이끼류가 도 3의 우측에 도시한바와 같이 발생하여, 수족관의 탁도를 증가시키고 미관을 해치며 이것들(이끼)이 죽어서 물의 오염속도가 극도로 빠르게 이루어지는 문제점들이 발생한다. 지금까지는 이 이끼류의 제거를 위하여서는 이끼가 발생된 후 주기적으로 물을 갈아주고, 바닥재를 교체하거나 세척하는 방법 이외에는 없었다.
이끼조류는 수족관에서 발생한 후 광합성과 호흡을 하며, 일반적으로 C5H8O2N으로 표시되어 탄소(C), 수소(H), 산소(O) 그리고 질소(N) 분자들로 구성된 일종의 유기합성물질과 같다. 이들은 광합성과 호흡으로 끊임없이 CO2를 섭취하고 O2를 발생시켜 수족관의 알칼리도에 영향을 주며 산소의 공급원이기도 하다. 그러나 이들은 빛이 존재하지 않을 때는 광합성 작용없이 용존산소를 섭취하므로 물고기의 생존에 위협이 될 수도 있다. 또 이끼류의 수명이 끝나면 이들의 사체로부터 많은 질소화합물이 생성되고 이들의 성장이 극치에 달할 경우에는 녹조현상이 두드러지게 된다.
한편, 이끼조류도 유기물이고 산화제를 투입하면 분해될 수 있으나, 이를 제거하기 위한 화학약품의 투입은 물고기의 생명과도 직결되어 문제점이 발생하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 가정, 산업장, 양식장, 어류 박물관, 전시장 등에 설치 사용하는 수족관의 각종 바닥재와 유리 등에 광촉매들을 적절한 코팅방법을 통하여 수족관의 재질인 유리판과 바닥재 외부에 박막을 형성시켜 이끼가 수족관 내에서 발생하지 않도록 하는 이끼가 발생되지 않는 깨끗한 수족관을 소비자에게 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해 상부에는 이미 일반적으로 사용하고 있는 광원이 설치되고, 측벽은 내부를 들여다 볼 수 있는 유리로, 바닥은 통상 돌맹이나 작은 자갈 등을 바닥재로 활용하고 있는 유리 수족관에 있어서;
물과 접하는 유리 측벽 내부와 바닥재 내부에 광촉매를 코팅하여 박막을 형성함으로 광촉매가 전자-정공쌍이나 강력한 산화제인 하이드록실 라디칼의 도움으로 이산화탄소(CO2)와 물(H2O), 그리고 질소화합물들로 분해시켜 발생하는 이끼류를 이산화티탄 등의 광촉매와 이미 기존의 수족관에서 사용하고 있는 램프를 이용하여 광촉매화학반응을 유발시켜, 이끼류의 발생/성장을 억제하여 물의 오염에 따른 수족관 내의 물의 교체나 수족관의 세척 작업이 필요하지 않게 하는 것을 제공함에 있는 것이다.
도 1 은 본 발명 광촉매의 유기물분해 원리 구성도
도 2 는 본 발명 광촉매가 유리와 바닥재에 활용된 수족관의 구성도
도 3 은 본 발명과 종래의 수족관의 비교 실험 사진
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과같다.
도 1 은 본 발명 광촉매의 유기물분해 원리 구성도,
도 2 는 본 발명 광촉매가 유리와 바닥재에 활용된 수족관의 구성도,
도 3 은 본 발명과 종래의 수족관의 비교 실험 사진구성를 도시한 것이다.
상부에는 이미 일반적으로 사용하고 있는 광원이 설치되고, 측벽은 내부를 들여다 볼 수 있는 유리로, 바닥은 통상 돌맹이나 작은 자갈 등을 바닥재로 활용하고 있는 유리 수족관에 있어서;
물과 접하는 유리 측벽 내부와 바닥재 내부에 광촉매를 코팅하여 박막을 형성함으로 광촉매가 전자-정공쌍이나 강력한 산화제인 하이드록실 라디칼의 도움으로 이산화탄소(CO2)와 물(H2O), 그리고 질소화합물들로 분해시켜 발생하는 이끼류를 이산화티탄 등의 광촉매와 이미 기존의 수족관에서 사용하고 있는 램프를 이용하여 광촉매화학반응을 유발시켜, 이끼류의 발생/성장을 억제하는 것으로 구성되어진 것이다.
본 발명의 작용은 다음과 같다.
먼저 수족관 유리판에 광촉매 코팅을 한다.
광촉매 종류는 순수 광촉매 TiO2, Fe2O3, ZnO 등과 TiO2/SiO2, Fe/Ti, Ni/Ti, Mo/Ti, Ni/Ti, Nb/Ti 등 혼합광촉매를 사용한다.
또한 광촉매가 담지된 수족관 바닥용 담지체는 다음과 같다.
광촉매 종류는 순수 광촉매 TiO2, Fe2O3, ZnO 등과 TiO2/SiO2, Fe/Ti,Ni/Ti, Mo/Ti, Ni/Ti, Nb/Ti 등 혼합광촉매를 사용한다.
또한 수족관 내에 위치되는 담지체 종류로는 제올라이트, 유리구슬, 세라믹, 실리카, 알루미나 등을 사용한다.
상기와 같은 광촉매와 담지체를 유리벽과 바닥재에 코팅의 방법으로 결합하여 물이 전혀 새지 않게 접착제로 결합하여 수족관을 만든다.
상기와 같이 제작된 수족관 안에 외부로부터 유입되는 공기 유입기를 수족관 내에 설치하고 물을 적절하게 채우고 기르고자 하는 관상용 어류인(금붕어,열대어)등을 수족관 안에서 관상한다.
상기와 같이 구성되면 광촉매를 사용하여 정공이나 강력한 산화제인 하이드록실 라디칼의 도움으로 이산화탄소(CO2)와 물(H2O), 그리고 질소화합물들로 분해시키게 되는 것이다. 발생하는 이끼류를 이산화티탄 등의 광촉매와 이미 기존의 수족관에서 사용하고 있는 램프를 이용하여 광촉매화학 반응을 유발시켜, 이끼류의 발생/성장을 도 3의 좌측과 같이 억제하여 물의 오염에 따른 수족관 내의 물의 교체나 수족관의 세척 작업이 필요하지 않게 되는 것이다.
그러므로 본 발명은 수족관 내에 이끼류의 발생을 억제하여 항상 쾌적한 수족관을 사람들에게 보여줄 수 있는 것은 물론 수족관에 이끼가 끼어 청소를 하는 불편함을 등을 한꺼번에 해소할 수 있는 발명인 것이다.
Claims (3)
- 상부에는 이미 일반적으로 사용하고 있는 광원이 설치되고, 측벽은 내부를 들여다 볼 수 있는 유리로, 바닥은 통상 돌맹이나 작은 자갈 등을 바닥재로 활용하고 있는 유리 수족관에 있어서;물과 접하는 유리 측벽 내부와 바닥재 내부에 광촉매를 코팅하여 박막을 형성함으로 광촉매가 전자-정공쌍이나 강력한 산화제인 하이드록실 라디칼의 도움으로 이산화탄소(CO2)와 물(H2O), 그리고 질소화합물들로 분해시켜 발생하는 이끼류를 이산화티탄 등의 광촉매와 이미 기존의 수족관에서 사용하고 있는 램프를 이용하여 광촉매화학반응을 유발시켜, 이끼류의 발생/성장을 억제하는 것으로 구성되어진 것을 특징으로 하는 이끼가 생기지 않는 광촉매 활용 수족관.
- 제 1항에 있어서;유리벽과 바닥재에 코팅되는 광촉매의 종류로는 순수 광촉매 TiO2, Fe2O3, ZnO 등과 TiO2/SiO2, Fe/Ti, Ni/Ti, Mo/Ti, Ni/Ti, Nb/Ti 등을 사용하는 것을 특징으로 하는 혼합광촉매를 이끼가 생기지 않는 광촉매 활용 수족관.
- 수족관 내 위치되고 바닥재에 코팅되는 담지체 종류로는 제올라이트, 유리구슬, 세라믹, 실리카, 알루미나 등을 사용하는 것을 특징으로 하는 이끼가 생기지 않는 광촉매 활용 수족관.
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| G15R | Request for early publication | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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