KR100356900B1 - 석탄회를 담체로 이용한 이산화티탄 광촉매의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 TiO2광촉매의 활용성 확대를 위한 저가형 광촉매 제조에 관한 것이다.
TiO2광촉매의 활성은 TiO2미분체의 입경이 작을수록 큰 것으로 나타났기 때문에 10∼20nm 이하의 미세한 분체가 제조되고 있다.
그러나, 이러한 미분체는 응집이 일어나기 쉬어 광촉매의 효율을 저하시키거나 용도를 제한하는 등의 문제를 야기시킨다.
따라서, 광촉매의 활용성을 고려하여 미립의 TiO2분말을 담체에 담지시켜 사용되고 있으며, 담체로서는 제올라이트 등과 같은 다공성 물질을 주로 사용하고 있다.
그러나, TiO2의 광촉매 반응은 빛(자외선)이 닿는 곳에서만 일어나므로, 다공성 산화물을 담체로 사용하는 것은 그다지 바람직하지 못하며, 또한 합성 제올라이트와 같은 다공성 물질은 가격이 비싸 광촉매의 가격을 상승시키는 요인이 되고 있다.
본 발명은 상기한 바와 같이 동작되는 종래 기술의 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 주 목적은 광촉매의 담체를 발전소 폐기물인 석탄회를 담체로 활용하고, 담체에 TiO2의 피복조건 및 열처리 조건을 정밀 제어하여 고활성이고 저가형인 TiO2광촉매의 제조 방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 TiO2광촉매의 특성 개선에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 발전소에서 발생하는 석탄회를 담체로 활용하여 담체의 표면에 결정입 크기가 미세한 아나타제형 TiO2를 피복한 광촉매의 제조에 관한 것이다.
광촉매 작용은 여러 가지의 반도체 물질에서 확인되고 있지만, 현재 가장 널리 사용되고 있는 것은 TiO2이다.
이것은 첫째, 태양광 또는 적당한 인공광에 함유되어 있는 자외선에 의해서 충분히 촉매활성을 나타내고, 둘째 화학적으로 안정하며, 셋째 환경 및 인체에 무해하며, 넷째 가격이 저렴하여 경제적이라는 이유 때문이다.
이러한 TiO2에는 아나타제(anatase)형, 루틸(rutile)형,부루카이트(brookite)형의 3가지 종류의 결정구조가 있으며, 루틸형 TiO2는 공업용 도료 및 화장품 등에 널리 사용되고 있지만, 광촉매로서 적합한 것은 아나타제형 TiO2이다.
아나타제형 TiO2의 밴드 갭(band gap)은 3.2eV이며, 루틸형 TiO2의 밴드 갭은 3.0eV로, 아나타제형 쪽이 전도대의 위쪽에 있어 환원력이 강하고 산소를 더 쉽게 환원할 수 있기 때문이다.
아나타제형 TiO2은 찌든 때의 분해성, 방취, 항균, 수중 또는 공기중의 오염물질의 분해 및 제거 등의 기능을 가지고 있어 주로 환경정화분야에 응용할 수 있다.
광촉매로서 TiO2미분체를 이용할 경우, 미분체의 입경이 작을수록 광촉매 활성이 크기 때문에 10∼20nm 이하의 미세한 분체가 사용된다.
그러나, 이러한 미분체는 응집이 일어나기 쉬어 광촉매의 효율을 저하시키거나 용도를 제한하는 등의 문제를 야기시킨다.
따라서, 미립의 TiO2분말을 담체에 담지시켜 사용하는 것이 일반적이다.
담체로서는 제올라이트 등의 다공성 물질이 주로 사용되고 있다.
그러나, TiO2의 광촉매 반응은 빛이 닿는 곳에서만 일어나므로, 다공성 산화물을 담체로 사용하는 것은 그다지 바람직하지 못하며, 합성 제올라이트와 같은 다공성 물질은 가격이 비싸 광촉매의 가격을 상승시키는 요인이 되고 있다.
본 발명은 상기한 바와 같이 동작되는 종래의 기술에 있어서, 광촉매의 담체를 다공성 물질이 아닌 석탄회로 하고, 담체의 표면에 피복되는 TiO2의 광촉매 활성을 향상시키기 위해 TiO2의 피복 조건 및 열처리 조건의 정밀 제어하여 고활성인 동시에 저가형인 이산화티탄 광촉매의 제조 방법을 제공하는데 있다.
도 1은 석탄회를 담체로 활용한 TiO2피복 광촉매의 제조 공정도.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명을 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
석탄회의 화학적 조정은 표1에 나타낸 것처럼, 주성분은 SiO2(약60%)와 Al2O3(약 25%)이고, 불순물로 Fe2O3, CaO, MgO, K2O, Na2O3및 미연탄소가 함유되어 있다.
또한, 석탄회는 비교적 비표면적이 작고 입자가 구형인 특징을 가지고 있다.
(표 1) 석탄회의 화학조성
한편, 광촉매의 담체가 가져야할 조건은 다음과 같이 생각될 수 있다.
광촉매 반응은 자외선이 도달하는 곳에서만 진행되므로 광촉매의 담체는 비다공성이고 형태가 구형일 때 가장 효과적이라고 할 수 있으며, TiO2의 피복을 가장경제적으로 수행 할 수 있다.
또한, 광촉매를 광범위한 분야에 활용하기 위해서는 담체의 형태가 구형이고 가격이 저렴해야만 한다.
이와 같이 광촉매 담체가 가져할 특징을 고려해 볼 때, 석탄회는 광촉매의 담체로서 적합한 물질임을 알 수 있다.
따라서 본 발명에서는 석탄회를 광촉매의 담체로 할용하여 다음과 같이 고활성 광촉매를 제조하였다.
도 1은 본 발명에 따른 TiO2광촉매의 제조 공정도를 도시한 것으로서, 광촉매의 담체로는 공기분급기에 의해 1차 분급된 석탄회를 사용하였다.
석탄회의 평균입경은 18㎛이었으며, 입도분포는 1∼100㎛를 나타내었다. TiO2의 피복을 위한 티탄의 공급원으로는 사염화티탄(TiCl4) 수용액, 황산티타늄(Ti(SO4)2) 수용액, TNBT((C4H9O)4Ti) 용액을 사용하였으며, 담체의 표면에 티타늄 수산화물을 형성시키기 위한 침전제로는 히드라진, 아황산나트륨, 포르말린, 수산화나트륨, 탄산수소암모늄 등을 사용하였다.
피복처리는 원료분말을 상기 희석액에 상온에서 분산하고 교반하면서, 침전제를 적하하였다.
상기 티타늄 화합물의 희석액 농도는 0.01M에서 1M로 하였고, 0.1M에서 0.5M이 바람직하였다.
상기 침전제의 희석액 농도는 0.1M에서 10M로 하였고, 0.5M에서 5.0M이 바람직하였다.
피복처리 후 탈액, 세정하여 110℃에서 24시간 건조하였다.
이상에서와 같이 석탄회를 담체로 하여 티타늄의 수산화물의 피복 처리를 수행하였다.
티타늄 수산화물 피복 담체는 표면의 수산화물을 산화시키기 위해 200℃∼600℃의 온도범위에서 1∼10시간 동안 열처리하였고, 열처리 온도까지의 승온율은 5∼50℃/min.으로 조절하였다.
1차 분급 정제된 석탄회 중에는 불순물로 3∼5wt%의 Fe2O3, 2∼3wt%의 CaO, 1∼2wt%의 MgO, K2O, Na2O3와 3∼7wt%의 미연탄소가 함유되어 있어, 활성이 우수한 광촉매를 제조하기 위해서는 석탄회 표면에 피복되는 티타늄 수산화물이 열처리 과정에서 이들 불순물과 반응하지 않도록 열처리 조건을 정밀 제어할 필요가 있다.
만일 일부의 티타늄 수산화물이 불순물과 반응하여 티타늄 복합산화물을 형성하게 되면 아나타제형 TiO2의 형성이 어렵게 되고 그 결과 광촉매의 활성은 저하하게 된다.
따라서, 티타늄 수산화물이 가능한 한 많은 양이 아나타제형 TiO2가 될 수 있도록 열처리 조건을 정밀 제어해야 한다.
또한, 석탄회 중에는 3∼7wt%의 미연탄소가 존재하므로 열처리시 미연탄소의 연소열을 반드시 고려하여 열처리 온도를 결정할 필요가 있다.
이상과 같이 합성된 광촉매의 활성은 질소산화물의 제거율로 평가하였다.
질소산화물의 제거율 측정을 위하여 광원으로는 254nm의 자외선을 사용하였고, 질소산화물의 공급원으로는 NO 표준가스를 사용하였으며, 표준가스의 NO 농도는 200ppm (balance gas N2)이었다.
측정에 사용된 TiO2피복 석탄회 분말의 중량은 0.1g으로하였고, 이 시료를 측정기 내의 시료대 위에 고르게 펼쳐 설치하였다.
제거율 측정전 측정기 내의 질소산화물의 농도는 3∼4ppm이 되도록 조정하였으며, 질소산화물을 측정기에 투입한 후 7분과 15분 경과 후의 질소산화물 농도 변화를 관찰하였다.
질소산화물의 측정은 GASTEC(주)의 검시관을 사용하여 수행하였다.
또한, 담체의 표면에 생성된 TiO2의 결정입 크기는 X선 회절피크의 반값폭으로부터 Sherrer 식을 이용하여 구하였다.
이상과 같은 방법으로 얻어지는 TiO2의 결정입 크기는 약 10∼20nm를 나타내었고, 질소산화물의 제거율은 53.8∼93.5%를 보였다.
다음은 실시예를 통하여 본 발명을 설명한다.
(실시예 1)
국내에서 발생되는 석탄회를 공기분급법에 의해 1차 분급하여 시료를 광촉매의 담체로 사용하였고, 석탄회의 평균입경은 약 8㎛이었다.
석탄회 30g을 사염화티탄 0.2M과 염산 0.1M의 혼합 수용액에 현탁하고, 약 300rpm의 속도로 교반하면서 침전제를 적하하였다.
침전제로는 3M의 탄산수소암모늄 수용액을 이용하였다.
티타늄 수산화물이 피복된 석탄회는 탈액 세정한 후 110℃에서 24시간 동안 건조하였다.
TiO2의 피복량은 석탄회 중량의 10wt%를 나타내었다.
티타늄 수산화물을 피복한 석탄회는 표면의 수산화물을 산화시키기 위해 승온율 10℃/min.로 가열하여 300℃에서 2시간 동안 열처리하였다.
석탄회의 표면에 피복된 TiO2의 결정입 크기는 11.0nm이었고, 질소산화물(NO) 제거율 측정은 TiO2피복 석탄회 0.1g을 취하여 실시하였다.
질소산화물의 제거율은 측정장치에 질소산화물을 투입한 후 15분 경과했을 때 58.5%를 나타내었고, 30분 경과하게 되면 82.5%로 상승하였다.
(실시예 2)
석탄회 30g을 실시예 1에 표기한 동일한 방법으로 티타늄 수화물의 피복처리을 실시하였다.
티타늄 수산화물을 피복한 석탄회는 실시예 1과 같이 탈액, 세정 후 승온율 10℃/min.로 가열하여 400℃에서 2시간 열처리하였다.
석탄회의 표면에 피복된 TiO2의 결정입 크기는 12.6nm이었고, 질소산화물의 제거율은 측정기에 질소산화물을 투입한 후 15분 경과했을 때 48.6%를 나타내었고,30분 경과하게 되면 75.1%를 보였다.
(실시예 3)
석탄회 30g을 실시예 1에 표기한 동일한 방법으로 티타늄 수화물의 피복처리을 실시하였다.
티타늄 수산화물을 피복한 석탄회는 실시예 1과 같이 탈액, 세정 후 승온율 10℃/min.로 가열하여 500℃에서 2시간 열처리하였다.
석탄회의 표면에 피복된 TiO2의 결정입 크기는 13.2nm이었고, 질소산화물의 제거율은 측정기에 질소산화물을 투입한 후 5분 경과했을 때 42.5%를 나타내었으며, 15분 경과하게 되면 57.5%를 보였다.
(실시예 4)
석탄회 30g을 실시예 1에 표기한 동일한 방법으로 티타늄 수화물의 피복처리을 실시하였다.
티타늄 수산화물을 피복한 석탄회는 실시예 1과 같이 탈액, 세정 후 승온율 20℃/min.로 가열하여 600℃에서 2시간 열처리하였다.
석탄회의 표면에 피복된 TiO2의 결정입 크기는 14.1nm이었고, 질소산화물의 제거율은 측정기에 질소산화물을 투입한 후 15분 경과했을 때 40.4%를 나타내었고, 30분 경과하게 되면 53.8%를 보였다.
(실시예 5)
석탄회 30g을 사염화티탄 0.4M과 염산 0.2M의 혼합 수용액에 현탁하고, 약300rpm의 속도로 교반하면서 침전제를 적하하였다.
침전제로는 3M의 탄산수소암모늄 수용액을 이용하였다.
티타늄 수산화물을 피복한 석탄회는 실시예 1과 같이 탈액, 세정 후 승온율 10℃/min.로 가열하여 300℃에서 2시간 열처리하였다.
TiO2의 피복량은 석탄회 중량의 20wt%를 나타내었다.
석탄회의 표면에 피복된 TiO2의 결정입 크기는 9.5nm이었고, 질소산화물의 제거율은 측정기에 질소산화물을 투입한 후 15분 경과했을 때 63.4%를 나타내었고, 30분 경과하게 되면 92.5%를 보였다.
이와같은 본 발명에 의하면 석탄회를 담체로 활용하여 고활성 광촉매를 제조할 수 있다.
석탄회에 피복된 티타늄 수산화물의 피복조건 및 열처리 조건을 정밀 제어하여 피복 TiO2의 결정입 크기를 10 ~ 20nm까지 조절할 수 있었고, 질소산화물의 제거율은 최대 92.5%를 나타내어 활성이 높은 광촉매의 제조가 가능하였다.
본 발명에서는 발전소 폐기물인 석탄회를 담체로 하기 때문에 저가형 광촉매의 제조를 가능하게 하였고, 따라서 광촉매의 활용 및 적용범위를 한층 넓게 하는 효과를 얻을 수 있다.
Claims (2)
- 석탄회를 담체로 하고, 상기 분말인 담체를 티타늄 화합물 희석액에 상온에서 분산하고 교반하면서 침전제를 적하하여 담체의 표면에 티타늄 수산화물을 형성시킨 후 탈액, 세정하여 110℃에서 24시간 건조하고, 상기 티타늄 수산화물을 아나타제형 TiO2로 산화시키기 위하여, 열처리 온도까지의 승온율을 5∼50℃/min.으로 조절하고, 200℃∼ 600℃의 온도범위에서 1∼10시간 동안 열처리하는 것을 특징으로 하는 석탄회를 담체로 이용한 이산화티탄 광촉매의 제조 방법.
- 제1항에 있어서,상기 티타늄 화합물은 사염화티탄(TiCl4) 수용액, 황산티타늄(Ti(SO4)2) 수용액 또는 TNBT((C4H9O)4Ti)용액으로 하되 희석액의 농도는 0.01M ~ 1.0M로 하며, 침전제는 히드라진, 아황산나트륨, 포르말린, 수산화나트륨 또는 탄산수소암모늄을 사용하되, 희석액의 농도는 0.1M ~ 10.0M로 하는 석탄회를 담체로 이용한 이산화티탄 광촉매의 제조방법.
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|---|---|---|---|---|
| KR100435080B1 (ko) * | 2001-02-20 | 2004-06-09 | 한상목 | 이산화티탄 광촉매의 제조방법 |
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| KR100465923B1 (ko) * | 2002-04-24 | 2005-01-13 | 한국지질자원연구원 | 이산화티타늄(ＴｉＯ2)광촉매 피복 비다공성 담체를이용한 환경정화 장치 및 그 정화방법 |
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| CN102872846B (zh) * | 2012-10-12 | 2014-08-06 | 合肥工业大学 | 一种粉煤灰微珠负载一维纳米二氧化钛复合光催化剂及其制备方法 |
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01270942A (ja) * | 1988-04-25 | 1989-10-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 脱硝触媒用担体 |
| JPH08196902A (ja) * | 1995-01-25 | 1996-08-06 | Sekisui Chem Co Ltd | 大気浄化用無機質硬化体 |
| JPH09248466A (ja) * | 1996-03-14 | 1997-09-22 | Teijin Ltd | ＮＯｘ酸化分解能を有するセラミックス成形物及びその製造方法 |
-
2000
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01270942A (ja) * | 1988-04-25 | 1989-10-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 脱硝触媒用担体 |
| JPH08196902A (ja) * | 1995-01-25 | 1996-08-06 | Sekisui Chem Co Ltd | 大気浄化用無機質硬化体 |
| JPH09248466A (ja) * | 1996-03-14 | 1997-09-22 | Teijin Ltd | ＮＯｘ酸化分解能を有するセラミックス成形物及びその製造方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100435080B1 (ko) * | 2001-02-20 | 2004-06-09 | 한상목 | 이산화티탄 광촉매의 제조방법 |
| KR100981910B1 (ko) | 2010-06-15 | 2010-09-13 | 대명콘텍 주식회사 | 수질정화카본콘크리트 구조물 |
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