KR100516526B1 - Photodegradation method of organic pollutants in water by a photocatalytic reaction using ferric ion - Google Patents

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KR100516526B1 KR10-2003-0014449A KR20030014449A KR100516526B1 KR 100516526 B1 KR100516526 B1 KR 100516526B1 KR 20030014449 A KR20030014449 A KR 20030014449A KR 100516526 B1 KR100516526 B1 KR 100516526B1
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Abstract

본 발명은 광화학 촉매반응 시스템을 이용한 수중 유기물 제거방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고정화된 광화학 촉매에 부가적으로 철3가 이온(Fe3+)을 첨가하여 수중 유기물을 효율적으로 제거하는 것을 특징으로 하는 수중 유기물 제거방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 다른 측면으로 유기물 분해능이 우수한 고정화된 광화학 촉매를 제공하기 위하여 내화학성과 결합안정성이 우수한 티타늄계 무기바인더를 합성하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이와 같이 제조한 본 발명의 티타늄계 무기 바인더를 사용하여 평균입자가 5 내지 50nm인 광화학촉매를 1 내지 20㎛의 두께로 고정시킨 것을 특징으로 하는 고정화된 광화학촉매에 관한 것이다.The present invention relates to a method for removing organic matter in water using a photochemical catalysis system, and more particularly, to remove organic matter in water efficiently by adding iron trivalent ions (Fe 3+ ) to the immobilized photochemical catalyst. It relates to a method for removing organic matter in water. In another aspect, the present invention relates to a method for synthesizing a titanium-based inorganic binder having excellent chemical resistance and binding stability in order to provide an immobilized photochemical catalyst having excellent organic resolution. In addition, the present invention relates to an immobilized photochemical catalyst, wherein the photocatalyst having an average particle size of 5 to 50 nm is fixed to a thickness of 1 to 20 μm using the titanium-based inorganic binder of the present invention.

이와 같은 본 발명의 무기바인더를 사용하여 고정화시킨 광화학 촉매를 가지고 수중 유기물을 분해시키면 초기 수중 유기물의 90 내지 100%의 분해 효율을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 광화학촉매의 내화학성 및 안정성도 매우 우수한 것으로 나타났다. 따라서, 본 발명은 효율적으로 수중 유기물을 분해할 수 있는 광분해 시스템과 공정조건을 제시한다.Decomposition of the organic matter in water with the photochemical catalyst immobilized using the inorganic binder of the present invention showed that the decomposition efficiency of the initial organic matter in the water was not only 90 to 100%, but also the chemical resistance and stability of the photochemical catalyst were excellent. . Accordingly, the present invention proposes a photolysis system and process conditions capable of efficiently decomposing organic matter in water.

Description

광화학 촉매반응 시스템 내 철3가 이온을 이용한 수중 유기물 제거방법{PHOTODEGRADATION METHOD OF ORGANIC POLLUTANTS IN WATER BY A PHOTOCATALYTIC REACTION USING FERRIC ION}Method for removing organic matter from water using iron trivalent ions in photochemical catalysis system {PHOTODEGRADATION METHOD OF ORGANIC POLLUTANTS IN WATER BY A PHOTOCATALYTIC REACTION USING FERRIC ION}

본 발명은 광화학 촉매반응 시스템을 이용한 수중 유기물 제거방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고정화된 광화학 촉매에 부가적으로 철3가 이온(Fe3+)을 첨가하여 수중 유기물을 효율적으로 제거하는 것을 특징으로 하는 수중 유기물 제거방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for removing organic matter in water using a photochemical catalysis system, and more particularly, to remove organic matter in water efficiently by adding iron trivalent ions (Fe 3+ ) to the immobilized photochemical catalyst. It relates to a method for removing organic matter in water.

산업화에 따라 최근 급증하는 산업폐수는 생태계 순환과정에서 장기간 잔류하거나 생물체내 농축되어 인간과 주변 환경 및 생물체에 막대한 피해를 주고 있다. 더욱 증가하는 국내 화학물질의 생산량과 사용량의 추세를 고려해 볼 때, 그 유해성은 더욱 커질 전망이다. 특히 염료나 농약, 기타 플라스틱 제품의 소각이나 매립, 배출에서 발생하는 내분비장애물질(환경호르몬)의 유해성에 대한 사회적인 관심을 고려해 볼 때 수중 유기물 제거에 대한 경제적이고 효율적인 새로운 방법 개발이 필요하게 되었다. Industrial wastewater, which has recently increased rapidly due to industrialization, remains in the ecosystem for a long time or is concentrated in living organisms, causing enormous damage to humans, the surrounding environment and living organisms. Considering the increasing trend of domestic chemical production and consumption, the hazard is expected to be even greater. In particular, considering the social concern about the endocrine disruptors (environmental hormones) from incineration, landfilling and discharge of dyes, pesticides and other plastic products, it is necessary to develop new economic and efficient methods for removing organic matter from water.

대한민국 특허번호 0205443에서는 폐수처리 단계 중 전처리 단계에서 광촉매를 이용하여 폐수의 색도, 냄새, 살균 또는 화학적 오염물질을 제거하고, 일정하게 유량을 조절하면서 정밀 여과막과 한외막을 이용하여 크로스 플로우(cross-flow) 방식으로 흐름을 유지하면서 촉매의 분리공정이 용이하도록 한 분말 입자상의 광촉매를 이용한 폐수처리 장치를 제시하고 있다. 즉, 이 문헌에 제시된 광촉매를 이용한 폐수처리 기술은 광촉매의 안정성과 유기물 분해 효율성에 관한 문제점을 해결하기 위한 본 발명과는 그 목적과 이에 따른 기술구성이 전혀 상이한 것이다. Korean Patent No. 0205443 uses cross-flow using microfiltration membrane and ultrafiltration membrane to remove chromaticity, odor, sterilization or chemical contaminants of wastewater by using photocatalyst in pretreatment stage of wastewater treatment step An apparatus for treating wastewater using powdered photocatalysts, which facilitates a catalyst separation process while maintaining a flow in a) method, has been proposed. That is, the wastewater treatment technology using the photocatalyst presented in this document is completely different from the present invention for solving the problems related to the stability of the photocatalyst and the efficiency of organic matter decomposition and its technical configuration.

또한, 촉매 고정화 기술로서 대한민국 특허 공개번호 2000-058790에서는 내열성 또는 비내열성 박막 기판에 광촉매를 고정하는 방법으로, 다공성 무기질로 된 접착제와 광촉매를 차례로 도포 및 분사시키고 이의 상면에 이산화티타늄 분말을 압착시켜 접착제에 의한 박막기판의 산화를 방지하고 외표면에 고루 압착된 이산화티타늄으로 광촉매 효율을 높이고자 하는 방법을 제시하고 있다. 즉, 이 문헌에서는 무기질 접착제를 이용한 광촉매 고정화 방법이 제시되기는 하지만, 구체적인 무기질 접착제, 광물질 및 광촉매의 도포 조건이나 이에 따른 광촉매 안정성 및 분해 효율에 대해서는 어떠한 언급이나 시사하는 바가 전혀 없다. In addition, the Korean Patent Publication No. 2000-058790 as a catalyst immobilization technology is a method of fixing a photocatalyst on a heat-resistant or non-heat-resistant thin film substrate, by applying and spraying a porous inorganic adhesive and a photocatalyst in turn and pressing the titanium dioxide powder on the upper surface thereof A method for preventing oxidation of a thin film substrate by an adhesive and improving photocatalyst efficiency with titanium dioxide evenly compressed on an outer surface is proposed. That is, in this document, a method of immobilizing a photocatalyst using an inorganic adhesive is proposed, but there is no mention or suggestion regarding the application conditions of the specific inorganic adhesive, minerals and photocatalysts, and thus the photocatalyst stability and decomposition efficiency.

이와 같이 공지된 기술은 광분해 효율 및 촉매 안정성의 개선보다는 운전성 개선과 현탁 상태의 광촉매 분리조건 개선에 주안점을 두었고 외부에서 들어오는 광 에너지를 이용한 기술로서 실험실이나 파일로트(pilot) 수준의 규모에서는 적용이 가능하나 대규모 폐수처리장에 적용하는데 한계가 있었다. This well-known technique focuses on improving operability and improving photocatalyst separation conditions in suspended state, rather than improving photolysis efficiency and catalyst stability, and is applied at the scale of a laboratory or pilot level as a technology using external light energy. This is possible, but has been limited to large-scale wastewater treatment plants.

따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 개선하고 대규모 폐수처리 현장에서 적용할 수 있으며, 광촉매의 안정성과 유기물 분해 효율을 향상시킬 수 있는 광촉매 고정화 방법 및 이 방법에 의해 고정화된 광촉매, 이와 같은 고정화된 광촉매를 이용한 수중 유기물 제거 방법 및 상기 광촉매를 이용한 폐수처리 장치를 제공하기 위한 것이다. Therefore, the present invention can be applied to a large-scale wastewater treatment site to improve this problem, and to improve the photocatalyst immobilization efficiency and organic photocatalytic efficiency and the photocatalyst immobilized by the method, such an immobilized photocatalyst An object of the present invention is to provide a method for removing an organic substance in water and a wastewater treatment apparatus using the photocatalyst.

본 발명은 제1 측면으로, 광화학 촉매를 무기 바인더(또한, 결합제라고도 불림)를 이용하여 고정시키되, 이 무기 바인더가 광화학 촉매의 내화학성과 결합안정성을 향상시키는 방식으로 졸 상태로 합성된 것을 특징으로 하는 광촉매의 고정화 방법을 제공한다. According to a first aspect of the present invention, a photochemical catalyst is fixed by using an inorganic binder (also called a binder), and the inorganic binder is synthesized in a sol state in such a manner as to improve chemical resistance and bonding stability of the photochemical catalyst. A method of immobilizing a photocatalyst is provided.

이와 같은 고정화 방법의 바람직한 양태로서, 광촉매 고정화에 사용되는 바인더로는 무기 계열이 바람직하며, 유기 바인더는 UV 광에 의해 분해되기 때문에 사용할 수 없다. 본 발명에 유용한 무기 바인더로는 당해 기술분야에 공지된 모든 무기 바인더의 사용이 가능하나, 바람직하게는 내화학성과 결합 안정성이 우수한 티타늄계 무기 바인더가 좋다. 특히 바람직하게는, 이 티타늄계 무기 바인더는 알코올/TTIP(티타늄 테트라이소프로폭사이드)의 조성 부피비를 4.5 내지 10.5의 범위로 사용하여 합성을 시작해서 0.2 내지 1시간 동안 반응시킨 후에 물/염산의 조성 부피비를 0.5 내지 1.5의 범위로 사용하여 첨가반응시킨 다음 교반시켜 얻어지는 졸 상태의 무기 바인더인 것이 좋다. As a preferable embodiment of such an immobilization method, the binder used for the photocatalyst immobilization is preferably an inorganic series, and the organic binder cannot be used because it is decomposed by UV light. As the inorganic binder useful in the present invention, any inorganic binder known in the art may be used, but preferably, a titanium-based inorganic binder having excellent chemical resistance and bonding stability is preferable. Particularly preferably, this titanium-based inorganic binder starts the synthesis using a composition volume ratio of alcohol / TTIP (titanium tetraisopropoxide) in the range of 4.5 to 10.5 and then reacts for 0.2 to 1 hour before It is preferable that it is an inorganic binder in the sol state obtained by making it react by addition reaction using the composition volume ratio in the range of 0.5-1.5.

상기 고정화 방법의 구체예로서, 전술한 바와 같이 제조된 졸 상태의 무기 바인더에 고정화를 위해 첨가되는 광촉매의 함량은 무기 바인더 100 중량부에 대해 광촉매 분체를 5 내지 20중량부 범위의 함량으로 첨가하는 것이 적당하다. As a specific example of the immobilization method, the content of the photocatalyst added for immobilization to the inorganic binder in the sol state prepared as described above may be added in an amount ranging from 5 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the inorganic binder. It is suitable.

고정화 방식으로는 당해 기술분야에 공지된 다양한 방법을 사용할 수 있으며, 특히 딥 코팅(dip coating) 방식이 바람직하다. 이와 같이 코팅된 광촉매는 건조 및 소결시켜 결정화한다. 건조 및 소결의 반응조건은 당해 기술분야에 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 설정할 수 있는 것이며, 예를 들어 100℃에서 30분간 실시하고, 소결은 예를 들어 500℃에서 12시간 동안 실시하여 이산화티타늄(TiO2)의 결정 특성을 갖는 광촉매를 얻을 수 있다.As the immobilization method, various methods known in the art may be used, and a dip coating method is particularly preferable. The photocatalyst thus coated is dried and sintered to crystallize. The reaction conditions of drying and sintering can be easily set by those skilled in the art, for example, at 100 ° C. for 30 minutes, and sintering is carried out at 500 ° C. for 12 hours, for example. A photocatalyst having a crystal characteristic of titanium (TiO 2 ) can be obtained.

고정된 광촉매 필름의 두께는 1 내지 20㎛가 좋으며 5 내지 10㎛가 가장 좋다. 필름의 두께가 1㎛보다 작으면 광분해능이 저하되며, 20㎛ 이상이 되면 UV 광의 흡수량이 증가하여 유기물 분해능이 저하된다. The thickness of the fixed photocatalyst film is preferably 1 to 20 μm, and 5 to 10 μm is most preferred. When the thickness of the film is less than 1 μm, the light resolution is lowered. When the thickness is 20 μm or more, the absorption amount of UV light is increased and the organic material resolution is decreased.

또한, 제2 측면으로 본 발명은 알코올/TTIP(티타늄 테트라이소프로폭사이드)의 조성 부피비를 4.5 내지 10.5의 범위로 사용하여 합성을 시작해서 0.2 내지 1시간 동안 반응시킨 후에 물/염산의 조성 부피비를 0.5 내지 1.5의 범위로 사용하여 첨가반응시킨 다음 교반시켜 졸 상태의 무기 바인더를 형성시키는 것을 포함하는 졸 상태의 티타늄계 무기 바인더의 제조방법을 제공한다. In addition, in a second aspect, the present invention uses the composition volume ratio of alcohol / TTIP (titanium tetraisopropoxide) in the range of 4.5 to 10.5 to start the synthesis and react for 0.2 to 1 hour, followed by the composition volume ratio of water / hydrochloric acid. It provides a method for producing a titanium-based inorganic binder in a sol state comprising the addition of using in the range of 0.5 to 1.5 and then stirred to form an inorganic binder in the sol state.

이와 같은 제조방법의 구체예에 있어서, 알코올은 메탄올, 에탄올, 프로판올, 옥탄올 등이 사용되며, 특히 에탄올과 프로판올이 바람직하다. 상기 TTIP에 대한 알코올 조성부피비는 4.5 내지 10.5 인 것이 적당하고, 특히 5.0 내지 9.0 인 것이 바람직하다. 이 조성부피비가 4.5 보다 작으면 엉킴현상이 발생하여 합성할 수 없으며 10.5보다 높으면 고정한 다음 안정성이 떨어진다. 또 0.2 내지 1 시간 반응후 물/염산의 조성부피 비가 0.5∼1.5의 조건으로 첨가 반응시키는데, 0.5보다 작으면 지나치게 결정이 빠르게 진행되어 입경이 커지며 1.5보다 크면 결정속도가 지나치게 늦어져 결정이 형성되지 않는다.In the specific example of such a manufacturing method, alcohol, methanol, ethanol, propanol, octanol, etc. are used, Especially ethanol and propanol are preferable. It is preferable that the alcohol composition volume ratio with respect to TTIP is 4.5-10.5, and especially 5.0-9.0. If the composition volume ratio is less than 4.5, entanglement occurs and cannot be synthesized. After the reaction for 0.2 to 1 hour, the composition volume ratio of water / hydrochloric acid is added and reacted under the condition of 0.5 to 1.5. If it is smaller than 0.5, the crystal proceeds too fast, and the particle size increases. Do not.

제3 측면으로, 본 발명은 이와 같이 제조한 본 발명의 티타늄계 무기 바인더를 사용하여 평균입자가 5 내지 50nm인 광화학촉매를 1 내지 20㎛의 두께로 고정시킨 것을 특징으로 하는 향상된 내화학성과 결합안정성을 나타내는 고정화된 광화학촉매를 제공한다.In a third aspect, the present invention combines the improved chemical resistance, characterized in that the photochemical catalyst having an average particle size of 5 to 50 nm is fixed to a thickness of 1 to 20 μm using the titanium-based inorganic binder of the present invention. An immobilized photochemical catalyst exhibiting stability is provided.

바람직한 구체예로서, 본 발명에서 사용한 광촉매는 대간격 에너지가 2.0∼3.0 eV인 CdS, TiO2, ZnO, Fe2O3 등이 있으나 이에 한정하지 않으며 일반적으로 TiO2를 가장 널리 사용하고 있다. 광촉매의 평균 입경은 5 내지 50 nm 범위에 한정하며, 특히 10 내지 20 nm의 범위가 더욱 좋은데, 5 nm 이하이면 응집현상이 발생하여 UV광의 흡수로 인하여 광분해능이 저하되며, 반대로 50 nm 이상의 입경을 사용하면 비표면적이 떨어져서 광분해능이 저하된다.As a preferred embodiment, the photocatalyst used in the present invention includes, but is not limited to, CdS, TiO 2 , ZnO, Fe 2 O 3 having a large interval energy of 2.0 to 3.0 eV, and generally uses TiO 2 . The average particle diameter of the photocatalyst is limited to the range of 5 to 50 nm, especially the range of 10 to 20 nm is more preferable. If it is 5 nm or less, agglomeration may occur, resulting in a decrease in photo resolution due to absorption of UV light. If the specific surface area is used, the optical resolution is lowered.

광화학 촉매반응에 사용되는 광촉매는 가전자대(valence band)와 전도대(conduction band)로 구성된 분자 궤도 함수로 이루어져 있는데, 광촉매에 자신의 고유한 대간격 에너지(band gap energy)와 같거나 큰 에너지를 가지는 파장의 빛을 받으면, 가전자대의 전자가 그 빛을 흡수하여, 전도대로 여기되고, 정공(hole, hvb +)과 전자(electron, ecb -)가 발생하게 된다. 정공은 가전자대에서, 전자는 전도대에서 형성되어 정공-전자 쌍(charge pair)을 이루게 된다. 이와 같은 작용에 의해 전도대에서 생성된 전자는 강력한 환원력을, 그리고 가전자대의 정공은 강력한 산화력을 가지게 된다. 여기된 전도대의 전자와 가전자대의 정공은 다른 전자 수용체 또는 정공 스캐빈저 (hole scavenger)가 없는 경우 재결합(recombination)하여 열에너지를 생성하거나 각각 다른 산화-환원 반응을 일으킬 수도 있다. 한편 대부분의 반도체형 광촉매의 환경분야에 대한 적용에서 1차 전자 수용체로 O2, H2O2, O3 와 같은 활성 산소 화학 종 (activated oxygen species)을 같이 사용할 수 있다. 이들 물질들은 광촉매의 산화력을 높이는데 이용된다.The photocatalyst used in photochemical catalysis is composed of molecular orbital functions consisting of valence band and conduction band, which have energy equal to or greater than their inherent band gap energy. Upon receiving light having a wavelength, electrons in the valence band absorb the light, are excited by the conduction band, and generate holes (hole, h vb + ) and electrons (electron, e cb ). Holes are formed in the valence band, and electrons are formed in the conduction band, forming a hole-electron pair. By this action, the electrons generated in the conduction band have strong reducing power and the holes in the valence band have strong oxidizing power. Electrons in the excited conduction band and holes in the valence band may be recombined in the absence of other electron acceptors or hole scavengers to generate thermal energy or to cause different redox reactions. Meanwhile, activated oxygen species such as O 2 , H 2 O 2 , and O 3 may be used as primary electron acceptors in the environmental applications of most semiconductor photocatalysts. These materials are used to increase the oxidation power of the photocatalyst.

hvhv

TiO2 ---------- e- + h+ (1)TiO 2 ---------- e- + h + (1)

h+ + OH- ---------- OH (2)h + + OH- ---------- OH (2)

e- + O2 ---------- O2 - (3)e- + O 2 ---------- O 2- (3)

O2 - + H+ ---------- O2 H (4)O 2- + H + ---------- O 2 H (4)

H+ + O2 - + O2 H ---------- H2 O2 + O2 (5)H + + O 2- + O 2 H ---------- H 2 O 2 + O 2 (5)

H2 O2 + hv ---------- 2 OH (6)H 2 O 2 + hv ---------- 2 OH (6)

(1) 식에서부터 (6) 식까지의 반응과정을 거쳐 생성된 OH 라디칼의 산화 작용으로 수중의 유기물을 CO2와 H2O로 완전 분해시키게 된다. 이러한 특성을 갖는 광촉매중 이산화티타늄(TiO2)이 광산화 반응에 대한 활성이 가장 크며, 독성이 적고 비 수용성이며, 자체 광분해 반응이 일어나지 않을 뿐 아니라 다른 물질들에 비해 가격이 저렴한 장점을 가지고 있다.Oxidation of OH radicals generated through the reactions from (1) to (6) gives complete decomposition of organic matter in water into CO 2 and H 2 O. Among the photocatalysts having such characteristics, titanium dioxide (TiO 2 ) has the greatest activity for the photooxidation reaction, is less toxic, insoluble in water, does not occur in its own photolysis reaction, and has a lower cost than other materials.

제4 측면으로, 본 발명은 고정화된 광화학 촉매에 부가적으로 철3가 이온(Fe3+)을 첨가하여 수중 유기물을 효율적으로 분해시키는 것을 특징으로 하는 수중 유기물 분해 방법을 제공한다.In a fourth aspect, the present invention provides a method for decomposing organic matter in water, wherein iron trivalent ions (Fe 3+ ) are added to the immobilized photochemical catalyst to efficiently decompose organic matter in water.

바람직한 구체예로서, 고정화된 광화학 촉매는 전술한 바와 같이 본 발명의 제조방법에 따라 졸상태로 합성된 무기 바인더를 이용하여 전술한 바와 같이 평균 입자 5∼50 nm의 촉매 분말을 1∼20 ㎛의 두께로 고정시킨 것이다. As a preferred embodiment, the immobilized photochemical catalyst is prepared by using an inorganic binder synthesized in a sol state according to the preparation method of the present invention as described above, and the catalyst powder having an average particle of 5 to 50 nm of 1 to 20 μm as described above. It is fixed in thickness.

또한, 부가적으로 첨가되는 철3가 이온은 광분해 효과를 높이는 역할을 하며, 그 함유 농도는 10∼200 mg/L의 범위가 적당하고, 바람직하게는 50 내지 100 ㎎/L 범위인 것이 좋다. Fe3+ 이온을 공급할 수 있는 철화합물은 특정 물질에 한정되지 않으나, 용해도가 클수록 좋으며 pH 2 내지 3 범위를 유지할 수 있는 것이어야 한다. 그 예로는, 페릭설페이트(ferric sulfate), 페릭크로라이드(ferric chroride), 페릭아세틸아세톤에이트(ferric acetylacetonate), 페릭프르오라이드(ferric fluoride) 등이 있으나, 이것에 국한되는 것은 아니다. 염기성 범위보다 산성 범위에서 광분해능을 높았으나, pH 2 보다 강산의 경우에는 오히려 광분해능이 떨어진다. Fe3+ 이온의 농도가 10 ㎎/L 보다 작으면 첨가효과를 얻을 수 없으며, 200㎎/L 이상이 되면 철화합물로 응집되어 광분해능을 오히려 저하시킨다.In addition, the iron trivalent ions added additionally play a role of enhancing the photolysis effect, and the concentration thereof is appropriately in the range of 10 to 200 mg / L, preferably in the range of 50 to 100 mg / L. The iron compound capable of supplying Fe 3+ ions is not limited to a specific material, but the higher the solubility, the better and it should be able to maintain a pH range of 2-3. Examples include, but are not limited to, ferric sulfate, ferric chroride, ferric acetylacetonate, ferric fluoride, and the like. The photodegradation was higher in the acid range than in the basic range, but in the case of a stronger acid than pH 2, the photodegradation was lower. When the concentration of Fe 3+ ions is less than 10 mg / L, the effect of addition cannot be obtained. When the concentration of Fe 3+ ions is more than 200 mg / L, the concentration of Fe 3+ ions aggregates to the iron compound, thereby degrading the photodegradation.

이와 같이 Fe3+ 이온을 분산시킨 다음 pH 2∼3의 조건에서, 4∼6 시간 반응시키면 90∼100 %의 유기물 분해능을 얻을 수 있다. 이와 같은 수중 유기물 분해방법은 내분비장애물질(환경호르몬)이나 염료와 같은 수중 유기물을 효율적으로 제거하는데 유용하게 사용할 수 있다.As such, after dispersing the Fe 3+ ions and reacting at a pH of 2 to 3 for 4 to 6 hours, an organic matter resolution of 90 to 100% can be obtained. Such a method of decomposing organic matter in water can be usefully used to efficiently remove organic matter in the water, such as endocrine disruptors (environmental hormone) or dyes.

수중에 첨가하는 Fe3+ 이온은 다음과 같은 반응기구 (7, 8식)에 의해 OH 라디칼 농도가 높아지기 때문에 유기물 분해 효과가 높은 것으로 사료되나, 이와 같은 이론이 절대적인 것은 아니다.Fe 3+ ions added to the water are considered to have high organic decomposition effects due to the increased OH radical concentration by the following reactors (7, 8), but this theory is not absolute.

제5 측면으로, 본 발명은 전술한 바와 제조한 광화학 촉매를 UV 광이 방사되는 관에 무기 바인더를 이용하여 고정시킨 광화학 촉매 부재와, 수중에 철3가 이온(Fe3+)을 분산시킨 용액을 보유하는 반응기를 구비하는 것을 특징으로 하는 환경호르몬이나 염료와 같은 유기물 처리 장치를 제공한다.In a fifth aspect, the present invention is a photochemical catalyst member in which the photochemical catalyst prepared as described above is fixed to a tube in which UV light is emitted using an inorganic binder, and a solution in which iron trivalent ions (Fe 3+ ) are dispersed in water. It provides an organic material processing apparatus, such as environmental hormones or dyes, characterized in that it comprises a reactor for holding.

보다 상세하게는, 반응기는 공지된 모든 반응기 형태 및 재질도 가능하나 본 발명과 같이 PMMA(poly-methyl-metha-acrylate) 또는 파이렉스(pyrex)를 사용하고 1.5 L의 부피와 부피/면적의 비가 0.941 1/m인 원기둥형의 반응기를 사용하면 더욱 효과적이다. 반응기내의 UV광 방사관은 도 1에 도시된 바와 같이 (13)과 같은 유리관을 사용했으나 반드시 이에 한정되지는 않는다. More specifically, the reactor can be any known reactor type and material but using polymethyl-metha-acrylate (PMMA) or pyrex (PMMA) as described in the present invention, and the volume and volume / area ratio of 1.5 L is 0.941. It is more effective to use a cylindrical reactor of 1 / m. UV light emitting tube in the reactor used a glass tube such as (13) as shown in Figure 1, but is not necessarily limited thereto.

본 발명의 처리 장치는 예를 들어 도 1에 도시한 바와 같이 구성될 수 있으나, 이와 같은 형태에만 한정되는 것은 아니며, 이의 가능한 다양한 변형이 이루어질 수 있으며, 이와 같은 변형 역시 본 발명의 영역에 포함되는 것이다. 도 1을 참고로 하여 보다 상세하게 설명하면, (2)는 전원공급기, (3)은 지지틀이며 BLB(black light blue) 램프(6 W, 주파장 365 nm) (5)에서 방사된 UV 광은 집광기(4)에 의해 집광되는데 이 때 발생하는 고열은 팬(1)을 통해 외부로 방열되고, 집광된 UV광은 석영으로 된 관(6)으로부터 PMMA로 만들어진 광섬유(14)를 통해 반응기내로 전광된다. 석영 연결관(6)을 사용하지 않은 경우 고열로 인하여 광섬유가 변형되기 때문에 장기간 사용이 어렵다. 광섬유는 다양한 재질이 공지되어 있으나 본 발명에서는 작업성을 고려하여 PMMA를 사용하는 것이 좋다. 광섬유를 통해 전달된 UV 광은 유리관(13)을 거쳐 반응기 내부에 공급된다. 유리관은 1 mm의 외경으로 되어 있으며 외부 표면은 무기 바인더를 이용하여 고정화된 광촉매가 위치하게 된다. 반응기는 냉각수(7)를 이용하여 일정한 온도를 유지하며 공기(9)의 유입도 가능하도록 설계하였다. 이밖에 교반기(10), pH 측정기(11), 송풍기(12)가 반응기에 부착되어 있으며 시료는 출구(8)를 통하여 일정한 간격으로 채취해서 분석할 수 있다. The processing apparatus of the present invention may be configured, for example, as shown in FIG. 1, but is not limited thereto. Various possible modifications thereof may be made, and such modifications are also included in the scope of the present invention. will be. In more detail with reference to Figure 1, (2) is a power supply, (3) a support frame and UV light emitted from a black light blue (LBB) lamp (6 W, dominant wavelength 365 nm) (5) Is condensed by the condenser 4, and the high heat generated at this time is radiated to the outside through the fan 1, and the condensed UV light is in the reactor through the optical fiber 14 made of PMMA from the tube 6 made of quartz. Is illuminated by. If the quartz connector 6 is not used, it is difficult to use for a long time because the optical fiber is deformed due to high heat. Various materials are known for the optical fiber, but in the present invention, it is preferable to use PMMA in consideration of workability. UV light transmitted through the optical fiber is supplied into the reactor via the glass tube (13). The glass tube has an outer diameter of 1 mm, and the outer surface is a photocatalyst immobilized using an inorganic binder. The reactor was designed to maintain a constant temperature using the coolant (7) and to allow the inflow of air (9). In addition, the stirrer 10, the pH measuring instrument 11, and the blower 12 are attached to the reactor, and samples can be collected and analyzed at regular intervals through the outlet 8.

이하 본 발명을 아래와 같은 실시예에 의거하여 좀더 상세하게 설명하고자 하며 단 아래의 예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 이에 한정하지 않으며 본 발명의 실시예 및 비교예에서 제조한 시료의 분석은 다음과 같은 방법으로 실시했다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the following examples are merely to illustrate the present invention, and the present invention is not limited thereto. The analysis of the samples prepared in Examples and Comparative Examples of the present invention It carried out by the following method.

(1) 광분해능(1) photo resolution

광분해능은 기체 크로마토그래피-질량 분광분석기와 UV/VIS 분광분석기를 이용하여 수중에 존재하고 있는 유기물의 농도를 측정하여 시험하였다. GC-질량 분광분석기는 미국 휴렛 팩카드(Hewlett-Packard)사의 HP-6890을 사용했으며 UV/VIS 분광분석기는 일본 시마즈(Shimadzu)사의 UV-160A를 사용했다. 분해능은 (9)식에 의해 구했다.Photodegradation was tested by measuring the concentration of organics in water using a gas chromatography-mass spectrometer and a UV / VIS spectrometer. The GC-mass spectrometer used HP-6890 from Hewlett-Packard, USA and the UV-VIS spectrometer used UV-160A from Shimadzu, Japan. The resolution was calculated by the formula (9).

(9) (9)

(2) 광촉매 필름 두께(2) photocatalyst film thickness

유리관 표면에 고정된 광촉매 필름의 두께는 SEM(scanning electron microscopy, XL30 ESEM-FEG, FEI Co., N.Y., U.S.A.)을 이용하여 측정했다.The thickness of the photocatalyst film fixed to the glass tube surface was measured using SEM (scanning electron microscopy, XL30 ESEM-FEG, FEI Co., N.Y., U.S.A.).

(3) 안정성 및 내화학성(3) stability and chemical resistance

고정된 광촉매 필름은 초음파분쇄기(sonicator)를 이용하여 10 분간 처리한 후 광촉매의 초기 고정량에 비해 이탈된 양이 적을수록 무기바인더의 안정성이 높은 것으로 평가했다. 초음파분쇄기는 미국 브랜슨(Branson)사의 Sonifier 450을 사용했다. 또 pH에 따른 안정성은 내화학성(내산성)이 우수한 것으로 평가했다. 초기 고정된 광촉매 무게에 비해 90% 이상 남아있는 경우 안정성이 양호, 그 미만의 경우에는 불량으로 평가했다.The fixed photocatalyst film was treated with a sonicator for 10 minutes and evaluated as having a higher stability than the initial fixed amount of the photocatalyst. The ultrasonic grinder used Sonifier 450 from Branson, USA. In addition, the stability according to pH was evaluated as having excellent chemical resistance (acid resistance). When 90% or more of the weight of the initial fixed photocatalyst remained, the stability was good.

실시예 1Example 1

부피가 1.5 L이고 부피/면적의 비가 0.941 1/m인 원기둥형의 반응기를 이용하여 수중에 용존해 있는 비스페놀 A의 광분해 실험을 실시했다. 광원은 BLB 램프(6 W, 주파장 365 nm)를 사용했으며 반응기 내 10 개의 유리관을 사용했다. 광촉매는 아나타제(anatase) 형의 이산화티타늄을 사용했으며 평균입경은 25 nm이었다. 티타늄 무기바인더는 다음과 같이 합성했다. 에탄올 92.1 mL에 TTIP 9.5 mL을 넣고 반응을 시작했으며 교반 30 분 후 물 7.5 mL과 염산 8.1 mL을 다시 넣고 90 분간 교반했다. 이 때 빠른 결정속도를 제어하기 위해 질소를 넣어 주면 더욱 좋다. 졸 상태의 무기 바인더 100 중량부에 광촉매로 사용되는 이산화티타늄 분체를 15 중량부로 넣고 교반해서 딥코팅 방식으로 고정시켰다. 3 회 반복 코팅을 한 경우 고정된 필름의 두께는 SEM으로 관찰한 결과 도 2와 같이 5.3 ㎛이었다. 이것을 100℃에서 30 분간 건조시킨 후 500℃에서 12 시간 소결시켰다. 이렇게 만들어진 광촉매 고정층은 안정성이 매우 우수했다. Photolysis of bisphenol A dissolved in water was carried out using a cylindrical reactor having a volume of 1.5 L and a volume / area ratio of 0.941 1 / m. The light source was a BLB lamp (6 W, 365 nm wavelength) and 10 glass tubes in the reactor. The photocatalyst used anatase type titanium dioxide and the average particle diameter was 25 nm. Titanium inorganic binder was synthesized as follows. 9.5 mL of TTIP was added to 92.1 mL of ethanol and the reaction was started. After 30 minutes of stirring, 7.5 mL of water and 8.1 mL of hydrochloric acid were added thereto, followed by stirring for 90 minutes. At this time, it is better to add nitrogen to control the fast crystallization rate. 15 parts by weight of titanium dioxide powder used as a photocatalyst was added to 100 parts by weight of the inorganic binder in a sol state, and the mixture was stirred and fixed by a dip coating method. When the coating was repeated three times, the thickness of the fixed film was 5.3 μm as observed in SEM. This was dried for 30 minutes at 100 ° C and then sintered at 500 ° C for 12 hours. The photocatalyst fixed layer thus produced was very excellent in stability.

이 광촉매가 고정된 유리관을 반응기에 설치하고 여기에 Fe3+ 이온 75 mg/L을 넣고 분해를 시켰는데 초기 10 mg/L인 비스페놀 A가 4 시간 경과 후에 1 mg/L, 5 시간 경과 후 0.6 mg/L, 그리고 6 시간 경과 후에 0.3 mg/L로 농도가 떨어져, 각각 90 %, 94 %, 97 %의 광분해능을 나타냈다. 또 초음파분쇄기를 이용하여 10 분간 처리한 결과 초기 고정시킨 광촉매의 중량이 100 % 유지하고 있어 광촉매 필름의 안정성과 내화학성이 양호한 것으로 평가되었다This photocatalyst-fixed glass tube was installed in the reactor, and 75 mg / L of Fe 3+ ions were added thereto to decompose. The initial 10 mg / L of bisphenol A was 1 mg / L after 4 hours and 0.6 hours after 5 hours. After 6 hours, the concentration dropped to 0.3 mg / L, indicating photoreactivity of 90%, 94% and 97%, respectively. In addition, as a result of treatment for 10 minutes using an ultrasonic crusher, the weight of the initially fixed photocatalyst was maintained at 100%, indicating that the stability and chemical resistance of the photocatalyst film were good.

실시예 6Example 6

부피가 1.5 L이고 부피/면적의 비가 0.941 1/m인 원기둥형의 반응기를 이용하여 수중에 용존해 있는 반응성 블랙(reactive black) 5(염료)의 광분해 실험을 실시했다. 광원은 BLB 램프 (6 W, 주파장 365 nm)를 사용했으며 반응기 내의 유리관은 10 개를 사용했다. 광촉매는 아나타제형의 이산화티타늄을 사용했으며 평균입경은 25 nm이었다. 티타늄 무기바인더는 다음과 같이 합성했다. 프로판올 89.8 mL에 TTIP 11.2 mL을 넣고 반응을 시작했으며 교반 30 분 후 물 8.9 mL과 염산 8.9 mL을 다시 넣고 90 분간 교반했다. 이 때 빠른 결정속도를 제어하기 위해 질소를 넣어 주면 더욱 좋다. 졸 상태의 무기 바인더 100 중량부에 광촉매로 사용되는 이산화티타늄 분체를 10 중량부로 넣고 교반해서 딥코팅(dip coating) 방식으로 고정시켰다. 5 회 반복 코팅을 한 경우 고정된 필름의 두께는 SEM으로 관찰한 결과 대표도 3과 같이 8.5 ㎛이었다. 이것을 100 ℃에서 30 분간 건조시킨 후 500℃에서 12 시간 소결시켰다. 이렇게 만들어진 광촉매 고정층은 안정성이 매우 우수했다. 이 광촉매가 고정된 유리관을 반응기에 설치하고 여기에 Fe3+ 이온 60 mg/L을 넣고 분해를 시켰는데 초기 100 mg/L인 염료, 반응성 블랙(reactive black) 5가 4 시간 경과 후에 9 mg/L, 5 시간 경과 후 4 mg/L, 그리고 6 시간 경과 후에 1 mg/L로 농도가 떨어져 각각 91 %, 96 %, 99 %의 광분해능을 나타냈다. 또 초음파분쇄기를 이용하여 10 분간 처리한 결과 초기 고정시킨 광촉매의 중량이 99 % 유지하고 있어 광촉매 필름의 안정성과 내화학성이 양호한 것으로 평가되었다Photolysis of reactive black 5 (dye) dissolved in water was carried out using a cylindrical reactor having a volume of 1.5 L and a volume / area ratio of 0.941 1 / m. The light source used a BLB lamp (6 W, dominant wavelength 365 nm) and used 10 glass tubes in the reactor. The photocatalyst used anatase type titanium dioxide and the average particle diameter was 25 nm. Titanium inorganic binder was synthesized as follows. 11.2 mL of TTIP was added to 89.8 mL of propanol, and the reaction was started. After 30 minutes of stirring, 8.9 mL of water and 8.9 mL of hydrochloric acid were added thereto, followed by stirring for 90 minutes. At this time, it is better to add nitrogen to control the fast crystallization rate. 10 parts by weight of titanium dioxide powder used as a photocatalyst was added to 100 parts by weight of the inorganic binder in a sol state, and the mixture was stirred and fixed by a dip coating method. In the case of five repeated coatings, the thickness of the fixed film was 8.5 μm as observed in the SEM. This was dried for 30 minutes at 100 ° C and then sintered at 500 ° C for 12 hours. The photocatalyst fixed layer thus produced was very excellent in stability. This photocatalyst-fixed glass tube was installed in the reactor and decomposed with 60 mg / L of Fe 3+ ions. The initial 100 mg / L dye, reactive black 5, was 9 mg / L after 4 hours. The concentration dropped to L, 4 mg / L after 5 hours, and 1 mg / L after 6 hours, respectively, resulting in photodegradations of 91%, 96%, and 99%, respectively. In addition, as a result of treatment for 10 minutes by using an ultrasonic mill, the weight of the initially fixed photocatalyst was maintained at 99%, indicating that the stability and chemical resistance of the photocatalyst film were good.

실시 예 2∼5, 7∼10 및 비교 예 1∼10Examples 2-5, 7-10 and Comparative Examples 1-10

실시 예 1, 실시 예 6과 같은 방법으로 수중 유기물 광분해 실험을 실시했으며 실험조건을 하기 표 1과 같이 각각 변화시키면서 그 결과를 비교했다. The experiments were carried out in the same manner as in Example 1 and Example 6, and the organic matter photolysis was carried out, and the results were compared while changing the experimental conditions as shown in Table 1 below.

상기 표 1의 결과로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 광촉매를 무기 바인더를 이용하여 고정화시키지 않고 사용한 경우 (비교예 1) 광촉매의 분해능과 안정성 및 내화학성 모두 매우 불량하였다. 비교예 1에서 사용한 광촉매 보다 더 소량을 사용하지만 본 발명의 무기 바인더를 이용하여 고정화시킨 광촉매는 만족할만한 수준은 아니지만 비교예 1 보다 월등히 높은 분해능과 안정성 및 내화학성을 보여주어 본 발명에 제시된 고정화 방법의 효율성을 확인할 수 있었다. 그 외, 비교예 3 내지 10에서는 전술한 본 발명의 다양한 반응조건, 예를 들어 광촉매 종류, 함량, 입경이나, 무기바인더 제조시의 조성비, 광 촉매 필름의 두께, Fe3+ 농도, pH 가 모두 각각 광촉매의 유기물 분해능과 안정성 및 내화학성에 중요한 영향을 미치는 인자임을 입증하고 있다. 이에 반해, 본 발명에 따라 제조하여 처리한 광촉매를 이용한 실시예 1 내지 10은 분해능과 안정성 및 내화학성 모든 면에서 우수한 효율을 신속하게 나타내었다.As can be seen from the results of Table 1, when the photocatalyst of the present invention was used without immobilization using an inorganic binder (Comparative Example 1), the resolution, stability, and chemical resistance of the photocatalyst were very poor. Although a smaller amount than the photocatalyst used in Comparative Example 1 is used, the photocatalyst immobilized using the inorganic binder of the present invention is not satisfactory, but shows a much higher resolution, stability, and chemical resistance than Comparative Example 1, and thus the immobilization method presented in the present invention. The efficiency of the In addition, in Comparative Examples 3 to 10, various reaction conditions of the present invention described above, for example, photocatalyst type, content, particle size, composition ratio in preparing inorganic binder, photocatalyst film thickness, Fe 3+ concentration, and pH are all Each has proved to be an important factor in the resolution, stability and chemical resistance of organic materials of photocatalysts. In contrast, Examples 1 to 10 using the photocatalyst prepared and treated according to the present invention quickly exhibited excellent efficiency in terms of resolution, stability and chemical resistance.

이상, 전술한 바와 같이 고정화된 광촉매는 유기물 분해능 및 안정성과 내화학성 모든 면에서 우수한 것으로 확인되는 바, 이 광촉매와 함께 Fe3+ 철촉매를 이용하여 내분비장애물질(환경호르몬)이나 염료와 같은 유기물을 함유하는 폐수 및 정수 처리 시설에 유용하게 사용될 수 있다.As described above, the immobilized photocatalyst has been found to be excellent in terms of both organic substance resolution, stability, and chemical resistance. Using the Fe 3+ iron catalyst together with the photocatalyst, an organic substance such as an endocrine disruptor (environmental hormone) or a dye It can be usefully used for wastewater and water treatment facilities containing.

도 1은 광화학 촉매반응이 일어나는 반응기를 개략적으로 도시한 것이다.1 schematically illustrates a reactor in which photochemical catalysis occurs.

도 2는 본 발명에 따른 실시예 1에 제시된 조건으로 고정시킨 광촉매 필름의 두께를 나타내는 SEM(주사전자현미경) 사진(X5000)이다.FIG. 2 is a SEM (scanning electron microscope) photograph (X5000) showing the thickness of the photocatalyst film fixed under the conditions set forth in Example 1 according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 실시예 6에 제시된 조건으로 고정시킨 광촉매 필름의 두께를 나타내는 SEM(주사전자현미경) 사진(X5000)이다. 3 is a SEM (scanning electron microscope) photograph (X5000) showing the thickness of the photocatalyst film fixed under the conditions shown in Example 6 according to the present invention.

<도면의 주요 부호에 대한 설명><Description of Major Symbols in Drawing>

(2) : 전원공급기 (3) : 지지틀 (2): Power supply (3): Support frame

(4) : 집광기 (5) : BLB(black light blue) 램프(4): condenser (5): BLB (black light blue) lamp

(6) : 광섬유 전환관 (7) : 냉각수(6): optical fiber conversion tube (7): coolant

(13) : TiO2가 고정화된 유리관 (14) : 광섬유(13): Glass tube fixed with TiO 2 14: Optical fiber

Claims (12)

삭제delete 삭제delete 수중 유기물을 제거하기 위해 사용되는 광화학 촉매를 티타늄계 무기 바인더를 이용하여 고정화시키는 광촉매의 고정화방법으로서, 상기 티타늄계 무기 바인더가 알코올/TTIP(티타늄 테트라이소프로폭사이드)의 조성 부피비를 4.5 내지 10.5의 범위로 사용하여 합성을 시작해서 0.2 내지 1시간 동안 반응시킨 후에 물/염산의 조성 부피비를 0.5 내지 1.5의 범위로 사용하여 첨가반응시킨 다음 교반시켜 얻어지는 졸 상태의 무기 바인더이고,A method of immobilizing a photocatalyst for immobilizing a photochemical catalyst used to remove organic matter in water using a titanium-based inorganic binder, wherein the titanium-based inorganic binder has a composition volume ratio of alcohol / TTIP (titanium tetraisopropoxide) of 4.5 to 10.5. It is an inorganic binder in a sol state obtained by starting the synthesis and reacting for 0.2 to 1 hour using the range of and then adding and using the composition volume ratio of water / hydrochloric acid in the range of 0.5 to 1.5, followed by stirring. 상기 무기 바인더에 고정화를 위해 첨가되는 광촉매의 함량은 무기 바인더 100 중량부에 대해 광촉매 분체를 5 내지 20중량부 범위의 함량이며,The amount of the photocatalyst added to the inorganic binder for immobilization is in the range of 5 to 20 parts by weight of the photocatalyst powder with respect to 100 parts by weight of the inorganic binder, 고정된 광촉매 필름의 두께는 1 내지 20㎛ 범위인 것을 특징으로 하는 광촉매의 고정화 방법. The thickness of the fixed photocatalyst film is in the range of 1 to 20 μm. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 수중 유기물을 제거하기 위해 사용되는 광화학 촉매를 고정화시키는데 사용되는 티타늄계 무기 바인더를 사용한 수중 유기물 분해 방법으로서, 알코올/TTIP(티타늄 테트라이소프로폭사이드)의 조성 부피비를 4.5 내지 10.5의 범위로 사용하여 합성을 시작해서 0.2 내지 1시간 동안 반응시킨 후에 물/염산의 조성 부피비를 0.5 내지 1.5의 범위로 사용하여 첨가반응시킨 다음 교반시켜 졸 상태의 무기 바인더를 사용하여 평균입자가 5 내지 50nm인 광화학촉매를 1 내지 20㎛의 두께로 고정시킨 광화학 촉매에 부가적으로 철3가 이온(Fe3+)을 첨가하여 수중 유기물을 효율적으로 분해시키는 것을 특징으로 하는 수중 유기물 분해 방법.A method for decomposing organic matter in water using a titanium-based inorganic binder used to immobilize a photochemical catalyst used to remove organic matter in water, wherein the composition volume ratio of alcohol / TTIP (titanium tetraisopropoxide) is used in the range of 4.5 to 10.5. After starting the synthesis and reacting for 0.2 to 1 hour, using the composition volume ratio of water / hydrochloric acid in the range of 0.5 to 1.5, the reaction is added, followed by stirring, using a photosolvent having an average particle of 5 to 50 nm using an inorganic binder in a sol state. A method for decomposing organic matter in water, wherein iron trivalent ions (Fe 3+ ) are additionally added to the photochemical catalyst having a thickness of 1 to 20 μm fixed thereto. 제9항에 있어서, 철3가 이온의 첨가 농도는 10∼200 mg/L의 범위인 것을 특징으로 하는 수중 유기물 분해 방법.10. The method of claim 9, wherein the concentration of the iron trivalent ion is in the range of 10 to 200 mg / L. 제9항에 있어서, 철3가 이온은 용해도가 클수록 좋으며 pH 2 내지 3 범위를 유지할 수 있는 것임을 특징으로 하는 수중 유기물 분해 방법.10. The method of claim 9, wherein the higher the solubility of the iron trivalent ions, the higher the solubility of iron can be maintained. 수중 유기물을 제거하기 위해 사용되는 광화학 촉매를 고정화시키는데 사용되는 티타늄계 무기 바인더를 사용한 유기물 처리 장치로서, 알코올/TTIP(티타늄 테트라이소프로폭사이드)의 조성 부피비를 4.5 내지 10.5의 범위로 사용하여 합성을 시작해서 0.2 내지 1시간 동안 반응시킨 후에 물/염산의 조성 부피비를 0.5 내지 1.5의 범위로 사용하여 첨가반응시킨 다음 교반시켜 졸 상태의 무기 바인더를 사용하여 평균입자가 5 내지 50nm인 광화학촉매를 1 내지 20㎛의 두께로 고정시킨 광화학 촉매를 UV 광이 방사되는 관에 무기 바인더를 이용하여 고정시킨 광화학 촉매 부재와, 수중에 철3가 이온(Fe3+)을 분산시킨 용액을 보유하는 반응기를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기물 처리 장치.An organic matter treatment apparatus using a titanium-based inorganic binder used to immobilize a photochemical catalyst used to remove organic matter in water, and synthesized using a composition volume ratio of alcohol / TTIP (titanium tetraisopropoxide) in the range of 4.5 to 10.5. After reacting for 0.2 to 1 hour and then adding and using the composition volume ratio of water / hydrochloric acid in the range of 0.5 to 1.5, the mixture was stirred to prepare a photochemical catalyst having an average particle of 5 to 50 nm using an inorganic binder in a sol state. A reactor having a photochemical catalyst member in which a photochemical catalyst fixed to a thickness of 1 to 20 μm is fixed to a tube in which UV light is emitted using an inorganic binder, and a solution in which iron trivalent ions (Fe 3+ ) are dispersed in water. Organic material processing apparatus comprising a.
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