KR100470878B1 - 나노 복합 허니컴 필터 - Google Patents

나노 복합 허니컴 필터 Download PDF

Info

Publication number
KR100470878B1
KR100470878B1 KR10-2003-0013039A KR20030013039A KR100470878B1 KR 100470878 B1 KR100470878 B1 KR 100470878B1 KR 20030013039 A KR20030013039 A KR 20030013039A KR 100470878 B1 KR100470878 B1 KR 100470878B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
honeycomb
filter
carbon
honeycomb filter
nanocomposite
Prior art date
Application number
KR10-2003-0013039A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20040078001A (ko
Inventor
이택수
김기동
허몽영
Original Assignee
(주) 나노텍
이택수
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주) 나노텍, 이택수 filed Critical (주) 나노텍
Priority to KR10-2003-0013039A priority Critical patent/KR100470878B1/ko
Publication of KR20040078001A publication Critical patent/KR20040078001A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100470878B1 publication Critical patent/KR100470878B1/ko

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D39/00Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/20Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
    • B01D39/2068Other inorganic materials, e.g. ceramics
    • B01D39/2072Other inorganic materials, e.g. ceramics the material being particulate or granular
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D39/00Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/20Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
    • B01D39/2055Carbonaceous material
    • B01D39/2065Carbonaceous material the material being fibrous
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D46/00Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/0002Casings; Housings; Frame constructions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D46/00Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418Honeycomb filters

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)

Abstract

본 발명은 공기 청정기, 건축물의 공조기, 자동차의 캐빈 필터 등에 적용될 수 있는 나노 복합 허니컴 필터로서, 표면에 분말상 탄소 나노물질, 바람직하게는, 전기화학적 표면처리를 행한 분말상의 탄소나노 물질이 표면에 고정되어있는 허니컴 구조체와, 그것의 외면에 밀착된 상태로 부착되어있는 홀 가공처리된 섬유상 활성탄소 부직포를 포함하고 있는 구조를 가지고 있어서, 제조가 용이할 뿐만 아니라, 기체상 유기 오염원에 대한 높은 흡착/제거능을 가지며, 필터의 차압성능이 우수한 나노 복합 허니컴 필터를 제공한다.

Description

나노 복합 허니컴 필터 {Nano Composite Honeycomb Filter}
본 발명은 탄소나노물질이 포함되어있는 공기정화용 나노 복합 허니컴 필터에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는, 공기 청정기, 건축물의 공조기, 자동차의 캐빈 필터 등에 적용될 수 있는 필터로서, 표면에 분말상 탄소 나노물질, 바람직하게는, 전기화학적 표면처리를 행한 분말상의 탄소나노물질이 표면에 고정되어있는 허니컴 구조체와, 그것의 외면에 밀착된 상태로 부착되어있는 홀 가공처리된 부직포를 포함하고 있는 구조를 가지고 있어서, 제조가 용이할 뿐만 아니라, 기체상 유기 오염원에 대한 높은 흡착/제거능을 가지며, 필터의 차압성능이 우수한 나노 복합 허니컴 필터를 제공한다.
기존의 공기 정화용 필터의 구성은 미세 먼지를 포집하기 위한 유리섬유 또는 폴리에스테르 부직포로 이루어진 프리-필터(Pre-filter)와 기체상 유기 오염원의 제거를 위한 활성탄소 섬유 및 필요에 따라 이온성 유해물질 제거를 위한 이온교환 섬유 등으로 이루어진 포스트-필터(Post-filter)를 조합하여 이루어진 트레이(Tray) 형태의 복합필터 또는 프레임 내부를 모자이크로 처리하여, 각각의 필터를 삽입 처리하여 이루어진 모자이크 케미컬 필터로 되어있다.
그러나, 이러한 복합필터 시스템은 그 구성이 복잡하고 제작 및 유지비용이 클 뿐만 아니라 필터의 차압성능을 저하시켜 교체주기가 짧아지는 문제점이 있다. 또한, 다양한 기체상 유기오염원에 대하여 효과적인 흡·탈착이 이루어지지 않고, 오히려 오염원과의 반응에 의한 필터 표면의 염 발생으로 인한 2 차 오염의 원인을 제공하는 문제점도 있다.
따라서, 본 발명은 이러한 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결할 수 있는 필터를 제공하는 것을 목적으로 한다. 즉, 지지체로서 허니컴 구조체를 사용하고, 허니컴 구조체의 표면에 분말상 탄소나노물질을 분산/고정시키며, 그러한 허니컴 구조체의 양면에 활성탄소 부직포가 밀착되게 부착되어있는 간단한 구조를 가진 나노 복합 허니컴 필터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 나노 복합 허니컴 필터는, 간단한 구조로 인해 제조 및 유지비용이 적게 들며, 탄소나노물질에 의한 높은 흡착성으로 인해 기체상의 각종 유기 오염원을 높은 효율로 제거할 수 있다. 바람직하게는, 상기 탄소나노물질을 다양한 산 또는 알칼리 전해액에서 전기화학적으로 표면처리할 경우, 더욱 높은 흡착/제거능을 가질 수 있다. 또한, 필터의 차압성능을 고려하여, 허니컴의 셀 사이즈를 다양하게 변화시킬 수 있으며, 허니컴 필터 양면에 부착되는 활성탄소 부직포도 다양한 형태의 셀 크기로 홀 가공하여 부착할 수 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 나노 복합 허니컴 필터는, 분말상 탄소나노물질이 표면에 고정되어있는 허니컴 구조체, 상기 허니컴의 양면에 설치되어있는 홀 가공 처리된 섬유상 활성탄소 부직포, 및 상기 허니컴 구조체와 활성탄소 부직포의 주변을 둘러싸고 있는 프레임을 포함하는 것으로 구성되어있다.
본 발명의 이러한 나노 복합 허니컴 필터는 구조가 간단하여 제작이 용이할 뿐만 아니라 제조비용이 적으며, 휘발성 유기화합물 등의 제거 효율이 높고 우수한 차압성능을 가진다.
본 발명에 사용되는 상기 허니컴 구조체는, 벌집 형상의 3차원 그물 형상을 가진 구조체로서, 비중 대비 구조적 강도가 높을 뿐만 아니라 높은 표면적을 가진다. 허니컴 구조체의 크기는 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 10 ㎠의 면적에 4 내지 50 개수의 벌집형 셀을 포함하도록 구성할 수 있지만, 셀의 개수는 필터의 차압성능과 구조적 강도 등을 고려하여 적절히 변경할 수 있다. 허니컴 구조체의 소재는 특별히 한정되지 않으나, 제조 비용 등을 고려할 때 종이 소재가 특히 바람직하다.
허니컴 구조체의 표면에는 분말상의 탄소나노물질이 고정되어 있는데, 본 발명에 사용될 수 있는 탄소나노물질의 예로는, 단층 또는 다층벽 탄소나노튜브, 탄소나노섬유, 탄소나노입자 등을 들 수 있다. 경우에 따라서는, 이들의 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수도 있다. 이들 탄소나노물질들의 제조방법은 공지되어있으므로, 이에 대한 설명은 본 명세서에서 생략한다.
상기 분말상 탄소나노물질은 제조된 그대로의 상태로 사용될 수도 있지만, 극성의 유기 오염원의 흡착/제거 효율을 높이기 위하여, 바람직하게는 산 또는 알칼리 전해액에서 전기화학적 표면처리를 행한 것을 사용한다. 산 전해액의 예로는 인산(H3PO4), 황산(H2SO4), 질산(HNO3), 염산(HCl) 등의 루이스 산 전해용액을 들 수 있고, 알칼리성 전해액의 예로는 수산화나트륨(NaCl), 염화나트륨(NaCl), 암모니아용액(NH3) 등의 루이스 염기 전해용액을 들 수 있다. 전기화학적 표면처리는 상기 전해액에 분말상 탄소나노물질을 넣고, 25 내지 250 V의 전압과 1.0 내지 5.0 A의 전류로 1 내지 10 분간 처리할 수 있다. 이러한 전기화학적 표면처리를 통해 탄소나노물질의 표면은 더욱 높은 표면적과 활성을 갖게 된다. 상기 전기화학적 표면처리를 위한 전압, 전류세기, 시간 등은 적정한 표면처리를 위한 임의의 조건으로 이해하여야 한다. 예를 들어, 처리시간이 너무 짧으면 전기화학적 표면처리에 따른 효과를 얻을 수 없고, 반대로 너무 길면 처리에 따른 물질 손실이 너무 크거나 처리공정의 효율성이 떨어지므로, 각각 바람직하지 않다.
이들 분말상 탄소나노물질을 허니컴 구조체의 표면에 고정된 상태로 도포하기 위한 방법은 다양할 수 있으며, 바람직한 예로는, 허니컴 구조체를 폴리비닐 아세테이트(PVAc) 또는 에틸렌-비닐아세테이트(EVAc) 등으로 표면처리하고, 이러한 표면에 상기 분말상 탄소나노물질을 도포한 뒤, 열 또는 자외선 경화 코팅 처리하는 방법을 들 수 있다.
상기 섬유상 활성탄소 부직포는 흡착 비표면적이 1,000 ㎡/g 이상이고 대부분 5 ㎚ 이하의 기공구조로 이루어진 공조용 탄소 필터에 사용되는 부직포로서, 예를 들어, 피치, 페놀 및 PAN 계통의 탄소섬유를 고온 활성화 처리하여 제조된 것을 사용할 수 있다. 활성탄소 부직포는 차압성능을 고려할때 얇을수록 좋으며, 예를 들어, 두께 0.5 내지 1.0 ㎜의 것을 사용할 수 있다. 경우에 따라서는, EVAc 및 PVAc 접착제를 사용하여 활성탄소 부직포를 허니컴 구조체에 접착하여, 작업공정을 용이하게 할 수도 있다.
활성탄소 부직포의 상기 홀 가공 처리란 상기 부직포 상에 육각, 사각, 원형 및 반원 등의 관통홀을 천공하는 것을 의미한다. 이러한 홀 가공 처리는 허니컴 구조체의 셀 형상 및 크기가 같거나 다를 수 있으며, 바람직하게는 허니컴 구조체의 셀 크기보다 작은 관통홀을 다수 천공하여, 다소 큰 이물질을 우선 제거하고, 활성탄소 부직포에 의한 흡착률을 높이며, 허니컴 구조체에서의 압력강하를 유도하여 탄소나노물질에 대한 접촉시간을 증가시킬 수도 있다.
이와 같이, 허니컴 구조체와 그것의 양면에 부직포를 밀착된 상태로 설치하여 필터를 전체적으로 안정된 형상으로 유지하기 위하여, 필터의 외곽에는 프레임이 설치되어있다. 프레임은 허니컴 구조체와 부직포가 상호 밀착된 상태로 결합되도록 이들의 외면 둘레를 따라 설치될 수도 있지만, 외면 둘레뿐만 아니라 부직포의 표면상에 덮인 망상 구조를 포함할 수도 있다. 이러한 프레임은 내구성이 있으며 가벼운 알루미늄이 특히 바람직하다.
경우에 따라서는, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위내에서, 상기 허니컴 구조체, 활성탄소 부직포 및 프레임 이외에 기타 구성요소들을 포함할 수 있으며, 이들은 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명에 따른 나노 복합 허니컴 필터로 기체상 유기 오염원을 제거하는 작용기전을 간단히 설명하면 다음과 같다. 유기 오염원을 포함하는 가스가 섬유상 활성탄소 부직포로 유입되면, 우선, 부직포 상의 홀보다 큰 오염원은 부직포를 통과하지 못하고 걸려지게 된다. 부직포 상의 홀을 통과한 가스 중에서 작은 오염원들은 일차적으로 부직포의 활성탄소에 흡착되어 부직포를 통과하지 못하게 된다. 활성탄소의 흡착능에도 불구하고 부직포를 통과한 가스 중의 유기 오염원들은 허니컴 구조체 상에 고정된 뛰어난 활성을 가진 탄소나노물질에 이차적으로 흡착되게 된다. 예를 들어, 톨루엔, 아세트알데히드, 암모니아 등과 같은 유기화합물은 탄소나노물질에 높은 흡착력을 가지므로 활성탄소 부직포를 통과하였더라도 허니컴 구조체에 의해 대부분 포획된다. 허니컴 구조체를 통과한 가스는 다시 활성탄소 부직포를 통과하면서 미처 걸려지지 않은 유기 오염원들이 활성탄소에 의해 흡착되게 된다.
이하, 도면과 실시예를 참조하여 본 발명의 내용을 설명하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 나노 복합 허니컴 필터(10)의 부분 구조도가 도시되어있다.
나노 복합 허니컴 필터(10)는, 벌집 형상의 허니컴 구조체(20), 허니컴 구조체(20)와 밀착된 상태로 그것의 양면을 덮고 있는 섬유상 활성탄소 부직포(30), 및 허니컴 구조체(20)와 활성탄소 부직포(30)의 주변둘레를 감싸고 있는 프레임(40)으로 구성되어있다.
허니컴 구조체(20)의 각 표면에는 분말상의 탄소나노물질(50)들이 다수 고정되어있다. 설명의 편의를 위하여, 도 1에는 탄소나노물질(50)이 평면상에 다수 분산된 형태로 도시되어있으나, 상기 설명과 같이, 이들 탄소나노물질(50)은 허니컴 구조체(20)를 구성하는 육각형의 각각의 셀(22)들의 표면들에 부착되어있다.
활성탄소 부직포(30)는 허니컴 구조체(20)의 양 표면을 덮고 있다. 설명의 편의를 위하여, 도 1에는 그것의 일부만이 도시되어있다. 활성탄소 부직포(30)는 가스의 통과를 어느 정도 보장하기 위하여 다수의 홀(32)들이 천공되어있다.
본 발명에 따른 나노 복합 허니컴 필터의 우수성을 확인하기 위하여 하기 실시예 1 내지 7에서 각각 나노 복합 허니컴 필터를 제조하여 실험을 행하였다.
[실시예 1]
고온 열분해방법에 의해 제조 및 고도정제 처리된 고 비표면적의 다중벽 탄소나노튜브((주)나노텍 제품)를 인산(H3PO4) 전해액중에서 전압 50 V 및 전류 1.0 A로 약 5 분 동안 전기화학적 표면처리 후 건조시켰다. 이를 폴리비닐아세테이트 (PVAc) 도포된 종이 허니컴(우성 P&G사의 허니코어 제품)에 분산하고 자외선 경화처리시킨 뒤, 340 ㎝ x 340 ㎝로 재단하여 허니컴 구조체를 만들었다. 천공 프레스을 사용하여 활성탄소 부직포(일본 Takuma사의 Puretex, 흡착 비표면적 1,700m2/g 제품)에 직경 5 ㎜ 크기의 홀을 상하 좌우 5 ㎜ 간격으로 다수 천공한 뒤, 340 ㎝ ×340 ㎝로 재단하여 2 장의 활성탄소 부직포를 만들었다. 상기 허니컴 구조체의 양면에 활성탄소 부직포를 밀착시킨 뒤, 알루미늄 프레임으로 주변 둘레를 고정하여, 도 1의 구조를 가진 340 ㎝ ×340 ㎝ ×10 ㎝(가로 ×세로 ×두께)의 나노 복합 허니컴 필터를 제조하였다.
이렇게 제조된 나노 복합 허니컴 필터에 대해, ASTM D-3687의 기상흡착법에 의한 암모니아, 아세트알데히드 및 톨루엔의 제거 및 흡착성능을 실험하여 그 결과를 도 2 내지 도 4에 나타내었다. 즉, 필터를 100℃에서 완전히 건조시킨 후, 5 ℓ의 밀폐된 유리관에 시료를 주입하고, 제거 대상기체를 약 300 ppm(톨루엔의 경우 100 ppm)의 초기농도로 한쪽 입구로 주입하고 시간의 경과에 따른 주입기체의 농도변화를 측정하였다. 도 2 내지 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 시간의 경과에 따라 유해 가스오염원의 농도가 현저히 감소하였음을 확인할 수 있다.
또한, 이렇게 제조된 나노 복합 허니컴 필터의 차압성능을 ASTM F-778 방법에 따라 측정하여, 그 결과를 도 5에 나타내었다. 도 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 시간의 경과에 따른 필터 표면의 유기 오염원 및 미세 먼지의 부착에 의한 압력변화가 거의 없음을 확인할 수 있다.
[실시예 2]
고온 열분해방법에 의해 제조 및 고도정제 처리된 고비표면적의 다중벽 탄소나노튜브를 질산(HNO3) 전해액중에서 전압 110 V 및 전류 5.0 A로 약 10 분 동안 전기화학적 표면처리 후 건조시킨 것을 사용하였다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 나노 복합 허니컴 필터를 제조하고, 제조된 필터에 대해 실시예 1에서와 동일한 방법으로 유기 오염원의 제거 및 흡착성능과 필터의 차압 성능을 확인하였다. 도 2 내지 4에서 보는 바와 같이 시간의 경과에 따라 유해 가스오염원의 농도가 현저히 감소하였음을 확인할 수 있고, 도 5에서 보는 바와 같이 시간의 경과에 따른 필터 표면의 유기 오염원 및 미세 먼지의 부착에 의한 압력변화가 거의 없음을 확인할 수 있다.
[실시예 3]
고온 열분해방법에 의해 제조 및 고도정제 처리된 고비표면적의 다중벽 탄소나노튜브를 수산화나트륨(NaOH) 전해액중에서 전압 25 V 및 전류 2.0 A로 약 1 분 동안 전기화학적 표면처리 후 건조시킨 것을 사용하였다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 나노 복합 허니컴 필터를 제조하고, 제조된 필터에 대해 실시예 1에서와 동일한 방법으로 유기 오염원의 제거 및 흡착성능과 필터의 차압 성능을 확인하였다. 도 2 내지 4에서 보는 바와 같이 시간의 경과에 따라 유해 가스오염원의 농도가 현저히 감소하였음을 확인할 수 있고, 도 5에서 보는 바와 같이 시간의 경과에 따른 필터 표면의 유기 오염원 및 미세 먼지의 부착에 의한 압력변화가 거의 없음을 확인할 수 있다.
[실시예 4]
고온 열분해방법에 의해 제조 및 고도정제 처리된 고비표면적의 다중벽 탄소나노튜브를 암모니아(NH3) 전해액중에서 전압 250 V 및 전류 3.0 A로 약 5 분 동안 전기화학적 표면처리 후 건조시킨 것을 사용하였다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 나노 복합 허니컴 필터를 제조하고, 제조된 필터에 대해 실시예 1에서와 동일한 방법으로 유기 오염원의 제거 및 흡착성능과 필터의 차압 성능을 확인하였다. 도 2 내지 4에서 보는 바와 같이 시간의 경과에 따라 유해 가스 오염원의 농도가 현저히 감소하였음을 확인할 수 있고, 도 5에서 보는 바와 같이 시간의 경과에 따른 필터 표면의 유기 오염원 및 미세 먼지의 부착에 의한 압력변화가 거의 없음을 확인할 수 있다.
[실시예 5]
고온 열분해방법에 의해 제조 및 고도정제 처리된 고비표면적의 탄소 나노섬유를 황산(H2SO4) 전해액중에서 전압 110 V 및 전류 4.0 A로 약 2 분 동안 전기화학적 표면처리 후 건조시킨 것을 사용하였다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 나노 복합 허니컴 필터를 제조하고, 제조된 필터에 대해 실시예 1에서와 동일한 방법으로 유기 오염원의 제거 및 흡착성능과 필터의 차압 성능을 확인하였다. 도 2 내지 4에서 보는 바와 같이 시간의 경과에 따라 유해 가스 오염원의 농도가 현저히 감소하였음을 확인할 수 있고, 도 5에서 보는 바와 같이 시간의 경과에 따른 필터 표면의 유기 오염원 및 미세 먼지의 부착에 의한 압력변화가 거의 없음을 확인할 수 있다.
[실시예 6]
고온 열분해방법에 의해 제조 및 고도정제 처리된 고비표면적의 탄소 나노섬유를 염산(HCl) 전해액중에서 전압 250 V 및 전류 2.0 A로 약 7 분 동안 전기화학적 표면처리 후 건조시킨 것을 사용하였다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 나노 복합 허니컴 필터를 제조하고, 제조된 필터에 대해 실시예 1에서와 동일한 방법으로 유기 오염원의 제거 및 흡착성능과 필터의 차압 성능을 확인하였다. 도 2 내지 4에서 보는 바와 같이 시간의 경과에 따라 유해 가스 오염원의 농도가 현저히 감소하였음을 확인할 수 있고, 도 5에서 보는 바와 같이 시간의 경과에 따른 필터 표면의 유기 오염원 및 미세 먼지의 부착에 의한 압력변화가 거의 없음을 확인할 수 있다.
[실시예 7]
고온 열분해방법에 의해 제조 및 고도정제 처리된 고비표면적의 탄소 나노섬유를 염화나트륨(NaCl) 전해액중에서 전압 110 V 및 전류 5.0 A로 약 10 분 동안 전기화학적 표면처리 후 건조시킨 것을 사용하였다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 나노 복합 허니컴 필터를 제조하고, 제조된 필터에 대해 실시예 1에서와 동일한 방법으로 유기 오염원의 제거 및 흡착성능과 필터의 차압 성능을 확인하였다. 도 2 내지 4에서 보는 바와 같이 시간의 경과에 따라 유해 가스 오염원의 농도가 현저히 감소하였음을 확인할 수 있고, 도 5에서 보는 바와 같이 시간의 경과에 따른 필터 표면의 유기 오염원 및 미세 먼지의 부착에 의한 압력변화가 거의 없음을 확인할 수 있다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
본 발명에 따른 나노 복합 허니컴 필터는 에어컨, 자동차 등의 일반 공기정화용 필터와, 반도체, 제약 등의 고청정 공기정화용 필터 시스템에 적용될 수 있는 기능성 필터로서, 다양한 기체상 유기 오염원인 암모니아, 각종 알데히드 화합물 및 톨루엔 등의 휘발성 유기 화합물 등의 효과적인 제거 및 우수한 차압성능을 가지며, 구조가 간단하고 제작 및 유지가 쉽고 경제적인 장점을 가진다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 나노 복합 허니컴 필터를 구성하는 요소들을 부분적으로 단면 표시한 개략적 구조도이고;
도 2는 각 실시예에서의 암모니아 제거성능을 나타낸 그래프이고;
도 3은 각 실시예에서의 아세트알데히드 제거성능을 나타낸 그래프이고;
도 4는 각 실시예에서의 톨루엔 제거성능을 나타낸 그래프이고;
도 5는 각 실시예에 따른 필터의 압력손실 특성을 나타낸 그래프이다.
도면의 주요 부호에 대한 설명
10: 종이 허니컴
20: 허니컴 구조체
30: 활성탄소 부직포
40: 프레임
50: 분말상 탄소나노물질

Claims (7)

  1. 분말상 탄소나노물질이 표면에 고정되어있는 허니컴 구조체, 상기 허니컴의 양면에 밀착된 상태로 설치되어있는 홀 가공 처리된 섬유상 활성탄소 부직포, 및 상기 구조체와 활성탄소 부직포의 주변을 둘러싸고 있는 프레임을 포함하는 것으로 구성되어있는 나노 복합 허니컴 필터.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 허니컴 구조체는 종이 허니컴 구조체인 것을 특징으로 하는 나노 복합 허니컴 필터.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 탄소나노물질은, 단층 또는 다층벽 탄소나노튜브, 탄소나노섬유, 또는 탄소나노입자인 것을 특징으로 하는 나노 복합 허니컴 필터.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 탄소나노물질은 산 또는 염기 전해액에서 전기화학적으로 표면처리한 탄소나노물질인 것을 특징으로 하는 나노 복합 허니컴 필터.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 산 전해액은 인산(H3PO4), 황산(H2SO4), 질산(HNO3), 염산(HCl) 등의 루이산 산 전해용액이고, 상기 알칼리성 전해액은 수산화나트륨(NaCl), 염화나트륨(NaCl), 암모니아용액(NH3) 등의 루이스 염기 전해용액인 것을 특징으로 하는 나노 복합 허니컴 필터.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 전기화학적 표면처리는 상기 전해액에 탄소나노물질을 넣고 25 내지 250 V의 전압과 1.0 내지 5.0 A의 전류로 1 내지 10 분간 처리하는 것을 특징으로 하는 나노 복합 허니컴 필터.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 허니컴 구조체를 폴리비닐 아세테이트(PVAc) 또는 에틸렌-비닐아세테이트(EVAc)로 표면처리하고, 이러한 표면에 상기 분말상 탄소나노물질을 도포한 뒤, 열 또는 자외선 경화 코팅 처리하여 고정하는 것을 특징으로 하는 나노 복합 허니컴 필터.
KR10-2003-0013039A 2003-03-03 2003-03-03 나노 복합 허니컴 필터 KR100470878B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2003-0013039A KR100470878B1 (ko) 2003-03-03 2003-03-03 나노 복합 허니컴 필터

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2003-0013039A KR100470878B1 (ko) 2003-03-03 2003-03-03 나노 복합 허니컴 필터

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040078001A KR20040078001A (ko) 2004-09-08
KR100470878B1 true KR100470878B1 (ko) 2005-03-10

Family

ID=37363454

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2003-0013039A KR100470878B1 (ko) 2003-03-03 2003-03-03 나노 복합 허니컴 필터

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100470878B1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100542911B1 (ko) * 2003-10-25 2006-01-11 한국과학기술연구원 연료전지 자동차에 이용되는 가솔린 개질용 저압차 촉매와 이의 제조방법
JP7323987B2 (ja) * 2018-03-27 2023-08-09 日本碍子株式会社 ハニカムフィルタ
JP7058536B2 (ja) * 2018-03-29 2022-04-22 日本碍子株式会社 ハニカム構造体

Also Published As

Publication number Publication date
KR20040078001A (ko) 2004-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1349638B2 (en) Filter assembly for fuel cell
KR100428259B1 (ko) 케미컬 필터 및 그 제조방법
JP4593224B2 (ja) ケミカルフィルター及びその製造方法
JPWO2003066193A1 (ja) 流体清浄フィルター及びフィルター装置
CN204816222U (zh) 一种空气净化滤网
US20050229562A1 (en) Chemical filtration unit incorporating air transportation device
RU2394627C1 (ru) Нетканый материал, включающий ультрамелкие или наноразмерные порошки
KR20100075456A (ko) 여과재 및 필터 유닛
KR102230448B1 (ko) 미세먼지 저감용 부직포 필터 및 이의 제조방법
JPH03238011A (ja) 空気浄化フィルター
CN111229015B (zh) 一种浸渍改性化纤材料、制备方法及化学过滤器
JP2014144421A (ja) 脱臭・ガス除去用フィルタ
Xu et al. One stone two birds: a sinter-resistant TiO 2 nanofiber-based unbroken mat enables PM capture and in situ elimination
KR100470878B1 (ko) 나노 복합 허니컴 필터
Sikka et al. A critical review on cleanroom filtration
KR100489471B1 (ko) 공기 정화용 탄소 나노소재 복합 허니컴 필터의 제조방법
JP2002204928A (ja) 光触媒担持脱臭シート及び空気浄化用フィルター
Samantara et al. Functionalized graphene nanocomposites in air filtration applications
JP2006341150A (ja) 酸性ガス除去用処理剤及び酸性ガス除去用フィルタ
JP2000117021A (ja) 空気清浄化フィルター
JP2006326537A (ja) エアフィルタ用ろ材およびエアフィルタ
CN206852090U (zh) 一种mofs材料口罩
KR100350361B1 (ko) 나노미터 크기의 섬유상 고분자로 이루어진 고분자막 및이로부터 얻어진 탄소막
KR102529173B1 (ko) 그래핀이 코팅된 셀룰로스 종이전극과 그 제조방법, 및 셀룰로스 종이전극을 이용한 미세먼지 제거장치
JP4233768B2 (ja) ケミカルフィルタ及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20100118

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee