KR100560831B1 - Nanostructural ferric catalyst for wastewater fenton oxidation treatment and the Producing method hereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폐수 처리 방법의 하나인 펜톤산화법의 단점을 개선할 수 있는 철촉매를 제조하는 방법에 관한 것이다. 펜톤산화처리법의 단점으로 지적되고 있는 철슬러리의 발생, 인위적인 pH 조건 설정의 필요, 반응 후 과산화수소수의 잔존 등이 본 발명에 의하여 해결될 수 있다.The present invention relates to a method for producing an iron catalyst that can improve the disadvantages of the fenton oxidation method, which is one of wastewater treatment methods. The generation of iron slurry, which is pointed out as a disadvantage of the fenton oxidation treatment, the need for artificial pH condition setting, the residual hydrogen peroxide solution after the reaction, etc. can be solved by the present invention.

본 발명에서는 물에 불용성인 철촉매를 사용하므로 철슬러리의 문제가 발생되지 않아 재사용이 가능하고, 촉매를 고정상에 코팅함으로써 그 회수를 용이하게 한다. 촉매코팅법에는 전기화학적인 방법과 화학증착법(CVD)을 이용하여 코팅하는 방법 등이 있으나 기존의 코팅법으로 제조한 촉매의 효율은 촉매를 슬러리 상태로 이용하는 방법에 비하여 효율이 상당히 낮은 것으로 알려져 있다. 그러나 본 발명에 의하면 촉매의 표면적의 증가로 그 효율이 증대된다.In the present invention, since the iron catalyst insoluble in water is used, the problem of iron slurry does not occur, so that it can be reused, and the recovery is facilitated by coating the catalyst on the fixed phase. Catalytic coating methods include electrochemical methods and chemical vapor deposition (CVD) coating methods, but the efficiency of the catalyst prepared by the conventional coating method is known to be considerably lower than that of the slurry using the catalyst. . However, according to the present invention, the efficiency is increased by increasing the surface area of the catalyst.

본 발명은 아세테이트철, 황산철, 암모늄철, 염산철, 탄산철, 브롬화철, 플루오르철, 요오드화철, 옥살산철, 인산철 등의 철이온을 출발물질로 하여 히드라진 이나 보로하이드라이드와 같은 환원제 이용하여 환원철을 만들고 이를 맴브레인을 이용하여 주형합성한 후 100 ~ 1000℃ 사이에서 소성시키는 과정을 통하여 펜톤산화처리용 철촉매 나노구조체를 제조하는 방법 및 그의 생산물과 그를 폐수처리 등에 이용하는 방법을 제공한다.The present invention uses a reducing agent such as hydrazine or borohydride with iron ions such as acetate iron, iron sulfate, ammonium iron, iron hydrochloride, iron carbonate, iron bromide, iron fluoride, iron iodide, iron oxalate, and iron phosphate as starting materials. The present invention provides a method for producing an iron catalyst nanostructure for fenton oxidation treatment, and a method of using the product and waste water treatment by making reduced iron and then molding the mold using a membrane and firing it at 100 to 1000 ° C.

철촉매, 펜톤산화처리법, 철슬러리, 아세테이트철, 황산철, 암모늄철, 염산철, 탄산철, 브롬화철, 플루오르철, 요오드화철, 질산철, 옥살산철, 인산철, 히드라진, 보로하이드라이드, 폴리카보네이트 맴브레인, 고정상, 무기바인더. Iron catalyst, Fenton oxidation method, iron slurry, iron acetate, iron sulfate, iron ammonium, iron hydrochloride, iron carbonate, iron bromide, iron fluoride, iron iodide, iron nitrate, iron oxalate, iron phosphate, hydrazine, borohydride, poly Carbonate membrane, stationary phase, inorganic binder.

Description

폐수의 펜톤산화처리용 철촉매 나노구조체 및 이를 제조하는 방법{Nanostructural ferric catalyst for wastewater fenton oxidation treatment and the Producing method hereof} Nanostructured ferric catalyst for wastewater fenton oxidation treatment and the Producing method hereof}

도 1은 촉매의 페놀분해능 비교에 관한 도면(A는 본 발명에 의하여 제조된 철촉매 나노구조체의 경우, B는 기존의 코팅법에 의해서 제조된 씬 필름(thin film) 철 촉매의 경우, C는 철촉매 없이 과산화수소수만 첨가된 경우).1 is a diagram of a comparison of the phenol degradability of the catalyst (A is an iron catalyst nanostructure prepared by the present invention, B is a thin film (cat) thin film (thin film) iron catalyst prepared by the conventional coating method, C is Only hydrogen peroxide solution added without iron catalyst).

도 2는 본 발명에 의하여 제조된 섬유상 타입의 철촉매 나노구조체의 전자현미경(40000X) 사진에 관한 도면.Figure 2 is a view of the electron microscope (40000X) photograph of the fibrous type iron catalyst nanostructure produced by the present invention.

도 3은 본 발명에 의하여 제조된 섬유상 타입의 철촉매 나노구조체의 전자현미경(20000X) 사진에 관한 도면.Figure 3 is a view of the electron microscope (20000X) photograph of the fibrous type iron catalyst nanostructures produced by the present invention.

도 4는 본 발명에 의하여 제조된 섬유상 타입의 철촉매 나노구조체의 전자현미경(100000X) 사진에 관한 도면. Figure 4 is a view of the electron microscope (100000X) photograph of the fibrous type iron catalyst nanostructure produced by the present invention.

지금까지 알려진 폐수처리방법으로는 활성오니법이라 불리는 생물학적 방법과 화학적 방법이 있는데, 활성오니법은 유기화합물을 분해시키는 데 긴 시간이 걸 리며 폐수를 조류 및 박테리아의 성장에 적합한 농도로 희석시켜야 하므로 처리시설을 갖추는데 넓은 공간이 요구되며 난분해성 물질인 방향족 유기물이 함유된 폐수의 경우 활성오니가 쇼크를 받거나 잘 처리되지 않아서 분해되지 않은 채 방류되는 단점을 가지고 있어 잘 활용되지 않는다.The wastewater treatment methods known to date include biological and chemical methods called activated sludge methods, which take a long time to decompose organic compounds and dilute wastewater to concentrations suitable for algae and bacteria growth. A large space is required to set up a treatment facility, and wastewater containing aromatic organic matter, which is a hardly decomposable substance, has a disadvantage in that the activated sludge is discharged without being decomposed due to shock or poor treatment.

현재 가장 일반적으로 사용되는 화학적 처리법은 철산화법, 펜톤(Fenton)산화법, 오존산화법 등이 있다. 철산화법은 제일철과 제이철을 이용하여 단순한 산화와 응집을 이용하는 방법으로 가격이 저렴하고 처리방식이 용이하며 응집이 우수한 반면 처리효율이 저조하다. 오존산화법은 음용수처리에는 유용하지만 처리비용이 높고 오존에 대한 이차오염이 우려되며 오존 처리 후 발생되는 가스를 활성탄으로 흡착 처리해야 한다는 점, 오존 발생기의 장치가 복잡하다는 점 등 때문에 여러 가지 유기물질이 함유된 폐수의 처리효율에는 적합하지 못하다. 펜톤산화방법은 제일철 또는 제이철을 이용하여 산 조건하에서 산화력이 큰 과산화수소를 이용하는 방법인데 비교적 처리효율이 우수한 것으로 나타나고 있으나 난분해성 유기물을 포함하는 폐수의 처리는 거의 불가능하다. Currently, the most commonly used chemical treatment methods are iron oxidation, Fenton oxidation, ozone oxidation, and the like. The iron oxidation method uses simple oxidation and agglomeration using ferrous iron and ferric iron, which is inexpensive, easy to process, excellent in coagulation, and low in processing efficiency. The ozone oxidation method is useful for treating drinking water, but due to the high cost of treatment, the concern of secondary pollution to ozone, adsorption treatment of gas generated after ozone treatment with activated carbon, and the complexity of the ozone generator, It is not suitable for the treatment efficiency of contained wastewater. Fenton oxidation method uses hydrogen peroxide with high oxidizing power under acidic conditions using ferrous iron or ferric iron, which shows relatively high treatment efficiency, but it is almost impossible to treat wastewater containing hardly decomposable organic matter.

펜톤산화법은 다음과 같은 메카니즘에 의해서 유기물을 산화시킨다.Fenton oxidation method oxidizes organic matter by the following mechanism.

Fe2+ + H2O2 →Fe3+ + HO- + OH· Fe 2+ + H 2 O 2 → Fe 3+ + HO - + OH ·

Fe3+ + H2O2 →Fe2+ + HO2·+ H+ Fe 3+ + H 2 O 2 → Fe 2+ + HO 2 + H +

Fe3+ + HO2·→Fe2+ + O2 + H+ Fe 3+ + HO 2- > Fe 2+ + O 2 + H +

OH·+ H2O2 →HO2·+ H2OOH + H 2 O 2 → HO 2 + H 2 O

기존의 펜톤산화법의 경우 pH가 중요하다. pH를 3 ∼ 4 사이로 유지를 시켜주어야 반응이 진행되므로, 반응탱크의 부식의 문제가 발생하고, 반응 후 다시 pH를 중성으로 맞추어주어야 하므로 수산화나트륨과 같은 알칼리제를 사용하여야 한다. 펜톤산화법은 과산화수소수에 의하여 Fe2+ →Fe3+로 산화시키면서 OH·라디칼을 발생시키고 이 OH·라디칼에 의하여 산화반응이 진행된다. 이러한 반응에서 Fe3+가 과산화수소에 의하여 Fe2+로 다시 환원이 되어야 계속 펜톤산화반응이 일어나는데 철이 산화되는 속도가 환원되는 속도보다 빠르므로 3가 철이 축적되는 현상이 발생하고 이에 의하여 반응효율이 떨어지게 된다. 최종적으로는 반응이 더 이상 진행되지 않게 된다. 이러한 효용성이 떨어진 촉매를 가성소다와 같은 것을 사용하여 pH를 증가시켜 불용성인 수산화철을 만든 후 이를 제거하게 된다. 이러한 과정에서 폐기대상인 대량의 철슬러리가 발생하게 된다. In the conventional fenton oxidation method, pH is important. Since the reaction proceeds only when the pH is maintained between 3 and 4, the problem of corrosion of the reaction tank occurs, and an alkaline agent such as sodium hydroxide should be used since the pH must be adjusted to neutral again after the reaction. The fenton oxidation method generates OH radicals by oxidizing Fe 2+ to Fe 3+ by hydrogen peroxide solution, and the oxidation reaction proceeds by the OH radicals. In this reaction, Fe 3+ must be reduced back to Fe 2+ by hydrogen peroxide to continue the phentone oxidation reaction. Since the rate of iron oxidation is faster than the rate of reduction, trivalent iron accumulates, thereby reducing the reaction efficiency. do. Finally, the reaction no longer proceeds. This ineffective catalyst is used to increase the pH using a caustic soda to make insoluble iron hydroxide and then remove it. In this process, a large amount of iron sludge to be generated is generated.

촉매의 재활용을 하기 위해서는 촉매의 회수가 쉬워야 하는데 이러한 촉매의 회수는 기존의 방법으로는 필터를 이용하여 회수를 하는 경우가 많다. 하지만 이러한 필터를 이용한 회수방법에는 많은 문제점을 내포하고 있다. 필터의 효율이 사용시간에 따라 저감되는 경향이 있으므로 필터를 자주 교환해야 하는 문제점이 발생한다. 이러한 촉매회수의 문제는 촉매를 고정상에 코팅하여 해결할 수 있다. 이러한 촉매코팅법에는 전기화학적인 방법과 화학증착법(CVD)을 이용하여 코팅하는 방 법 등이다.In order to recycle the catalyst, the catalyst must be easily recovered. However, the catalyst is often recovered by using a filter by a conventional method. However, there are many problems in the recovery method using such a filter. Since the efficiency of the filter tends to decrease with use time, the filter needs to be replaced frequently. This problem of catalyst recovery can be solved by coating the catalyst on a fixed bed. Such catalytic coating methods include electrochemical methods and coating methods using chemical vapor deposition (CVD).

전기화학적인 방법은 코팅이 균일하며 코팅시 매우 단단하게 부착되는 장점이 있지만 전기가 통하는 도체에만 코팅이 가능하다는 단점이 존재하며, 비표면적 또한 작게 된다. 화학증착법(CVD)으로 코팅하는 경우는 코팅이 견고하게 부착되는 장점이 있지만 전기화학법과 마찬가지로 코팅을 할 수 있는 고정상이 제한되어 있고, 코팅비용이 많이 드는 단점이 있다. 또한, 일반적으로 코팅을 하여 제조한 촉매의 효율은 촉매를 슬러리 상태로 이용하는 방법에 비하여 효율이 상당히 낮은 것으로 알려져 있다. 이러한 촉매의 고착시 발생되는 촉매 효율의 저하는 코팅된 촉매의 비표면적의 증대로 극복할 수가 있다. 고정상에 촉매를 코팅할 때 표면적을 증대시키면 표면적에 비례하여 촉매의 효율이 증대된다.주형 합성법을 이용한 나노구조체는 일반적인 코팅법에 비하여 비표면적이 약 300배 이상이 크므로 촉매의 효율도 이에 비례해서 커진다.The electrochemical method has the advantage that the coating is uniform and adheres very firmly upon coating, but there is a disadvantage that the coating is only possible for the conductive conductor, and the specific surface area is also small. In the case of coating by chemical vapor deposition (CVD), there is an advantage that the coating is firmly attached, but like the electrochemical method, the stationary phase to which the coating can be applied is limited and the coating cost is high. In addition, it is generally known that the efficiency of a catalyst prepared by coating is considerably lower than that of a slurry. The decrease in catalyst efficiency generated when the catalyst is fixed can be overcome by increasing the specific surface area of the coated catalyst. When coating the catalyst on the fixed bed, the surface area is increased to increase the efficiency of the catalyst in proportion to the surface area. Since the nanostructure using the template synthesis method has a specific surface area of about 300 times or more as compared to the general coating method, the efficiency of the catalyst is also proportional to this. It grows bigger.

본 발명에서는 이러한 주형합성법을 이용하여 촉매의 활성을 최대로 한 철촉매를 제조하는 방법을 제공하고자 한다. In the present invention, to provide a method for producing an iron catalyst with the maximum activity of the catalyst using the template synthesis method.

본 발명은 기존의 펜톤산화처리법의 단점을 해결하기 위한 것이다. 펜톤산화처리법의 단점으로 지적되고 있는 것은 크게 세가지로 첫째, 펜톤처리가 끝난 후 촉매로 사용된 철에서 철슬러리가 발생한다는 점. 둘째, 펜톤처리는 산조건에서만 반응이 진행되므로, 인위적인 pH의 조절이 필요하다는 점, 셋째, 펜톤처리에서는 과량의 과산화수소수를 넣어주므로 처리 후 반응하지 않고 남는 과산화수소수가 있 다는 점이다.The present invention is to solve the disadvantages of the conventional Fenton oxidation process. There are three major disadvantages of the Fenton oxidation treatment. First, iron slurries are generated from the iron used as a catalyst after the Fenton treatment. Second, because the Fenton treatment proceeds only under acidic conditions, it is necessary to artificially adjust the pH. Third, the Fenton treatment puts an excess of hydrogen peroxide solution, so that there is hydrogen peroxide solution that does not react after treatment.

철슬러리가 발생되는 원인은 철촉매가 이온성으로 물에 용해가 되므로 이를 제거하기 위해서는 알칼리용액을 첨가하여 철이온을 불용성인 철수산화물로 만들어서 제거를 하기 때문에 발생된다. 이러한 단점을 개선한 물에 불용성인 촉매는 촉매의 회수와 물에 불용성이므로 발생되는 촉매효율의 저하가 일어난다. 이러한 단점을 극복하기 위해서는 촉매를 고정상에 부착하여 회수의 문제는 해결할 수가 있지만 이러한 방법으로 제조된 촉매는 비표면적이 작으므로 슬러리타입보다 효율성면에서 낮은 결과를 보여준다.  Iron slurries are generated because iron catalysts are ionic and are soluble in water. Therefore, alkaline iron is added to remove iron ions by making them insoluble iron hydroxide. The catalyst which is insoluble in water, which improves these disadvantages, is insoluble in the recovery of the catalyst and is insoluble in water, resulting in a decrease in the catalyst efficiency. In order to overcome this disadvantage, the problem of recovery can be solved by attaching the catalyst to the stationary phase, but the catalyst prepared in this way has a lower specific surface area, which results in lower efficiency than the slurry type.

본 발명에서는 물에 불용성인 철촉매를 주형합성법을 이용하여 나노구조체를 제조하여 철슬러리의 발생을 근본적으로 제거하고, 촉매회수문제 및 효율성 저하를 근본적으로 개선하는 것을 목적으로 한다. The present invention aims to fundamentally eliminate the generation of iron slurries and fundamentally improve the catalyst recovery problem and the efficiency reduction by producing nanostructures using the iron-insoluble iron catalyst using a template synthesis method.

본 발명에서는 아세테이트철, 황산철, 암모늄철, 염산철, 탄산철, 브롬화철, 플루오르철, 요오드화철, 질산철, 옥살산철, 인산철 등의 철이온을 출발물질로 하였다. 아세테이트철, 황산철, 암모늄철, 염산철, 탄산철, 브롬화철, 플루오르철, 요오드화철, 질산철, 옥살산철, 인산철 등을 물에 용해한 다음, 히드라진, 보로하이드라이드와 같은 환원제를 첨가하여 철이온을 적당히 환원시킨 다음, 이 환원된 철을 폴리카보네이트 맴브레인에 담구어서 폴라카보네이트 맴브레인 안에 환원된 철이 충분히 들어가게 하였다. 이를 물유리와 같은 무기바인더를 이용하여 고정상에 고정시킨 다음 적당한 온도(100 ∼ 1000℃ ) 사이에서 소성하여 철촉매 나노구 조체를 제조하였다.In the present invention, iron ions such as iron acetate, iron sulfate, iron ammonium, iron hydrochloride, iron carbonate, iron bromide, iron fluoride, iron iodide, iron nitrate, iron oxalate, and iron phosphate are used as starting materials. Iron acetate, iron sulfate, iron ammonium, iron hydrochloride, iron carbonate, iron bromide, iron fluoride, iron iodide, iron nitrate, iron oxalate, iron phosphate, etc. are dissolved in water, and then reducing agents such as hydrazine and borohydride are added. After the iron ions were appropriately reduced, the reduced iron was immersed in a polycarbonate membrane to allow sufficient reduced iron to enter the polar carbonate membrane. This was fixed to a stationary phase using an inorganic binder such as water glass, and then fired at an appropriate temperature (100 to 1000 ° C.) to prepare an iron catalyst nanostructure.

이렇게 제조한 철촉매는 상기조건에 따라 0가, 2가, 3가가 혼재된 산화수를 가지게 되며, 섬유상 또는 튜브타입의 나노구조체가 생성된다. 이러한 0가, 2가, 3가가 혼재된 철촉매는 과산화수소수와 잘 반응하여 산화반응을 일으키므로 좋은 효율을 갖는 펜톤반응의 촉매로 사용할 수 있으며, 기존의 코팅법에 비하여 비표면적이 크므로 반응효율이 좋은 촉매를 제조할 수 있다.The iron catalyst thus prepared has an oxidized water in which 0, di, and trivalents are mixed according to the above conditions, and a fibrous or tubular nanostructure is produced. The iron catalyst mixed with 0, di, and trivalents reacts well with hydrogen peroxide to produce an oxidation reaction, and thus can be used as a catalyst for Fenton reaction with good efficiency. Highly efficient catalysts can be produced.

이하, 실시례를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

[실시예 1]Example 1

아세테이트철을 물에 용해한 다음, 히드라진을 용액에 첨가하여 철을 환원시기고 이를 폴리카보네이트 맴브레인에 담구어서 환원된 철이 충분히 맴브레인의 동공 안으로 스며들도록 하였다. 이렇게 환원된 철이 충분히 들어간 맴브레인을 물유리와 같은 무기바인더를 사용하여 고정상에 부착시킨 후 전기로를 사용하여 100 ∼ 1000℃ 사이의 온도로 2 ∼ 8시간 소결하여 철촉매 나노구조체를 제조하였다.Acetate iron was dissolved in water, and then hydrazine was added to the solution to reduce the iron and soak it in a polycarbonate membrane so that the reduced iron was sufficiently penetrated into the pupil of the membrane. The reduced iron-containing membrane was attached to a stationary phase by using an inorganic binder such as water glass, and then sintered at a temperature between 100 and 1000 ° C. for 2 to 8 hours using an electric furnace to prepare an iron catalyst nanostructure.

[실시예 2]Example 2

황산철을 물에 용해한 다음, 히드라진을 용액에 첨가하여 철을 환원시키고 이를 폴리카보네이트 맴브레인에 담구어서 환원된 철이 충분히 맴브레인의 동공 안으로 스며들도록 하였다. 이렇게 환원된 철이 충분히 들어간 맴브레인을 물유리와 같은 무기바인더를 사용하여 고정상에 부착시킨 후 전기로를 사용하여 100 ∼ 1000℃ 사이의 온도로 2 ∼ 8시간 소결하여 철촉매 나노구조체를 제조하였다.Iron sulfate was dissolved in water, and then hydrazine was added to the solution to reduce iron, which was then immersed in a polycarbonate membrane to allow the reduced iron to sufficiently permeate into the pupil of the membrane. The reduced iron-containing membrane was attached to a stationary phase by using an inorganic binder such as water glass, and then sintered at a temperature between 100 and 1000 ° C. for 2 to 8 hours using an electric furnace to prepare an iron catalyst nanostructure.

[실시예EXAMPLE 3]3]

암모늄철을 물에 용해한 다음, 히드라진을 용액에 첨가하여 철을 환원시키고 이를 폴리카보네이트 맴브레인에 담구어서 환원된 철이 충분히 맴브레인의 동공 안으로 스며들도록 하였다. 이렇게 환원된 철이 충분히 들어간 맴브레인을 물유리와 같은 무기바인더를 사용하여 고정상에 부착시킨 후 전기로를 사용하여 100 ∼ 1000℃ 사이의 온도로 2 ∼ 8시간 소결하여 철촉매 나노구조체를 제조하였다.Iron ammonium was dissolved in water and then hydrazine was added to the solution to reduce iron and soak it in a polycarbonate membrane so that the reduced iron was sufficiently penetrated into the pupil of the membrane. The reduced iron-containing membrane was attached to a stationary phase by using an inorganic binder such as water glass, and then sintered at a temperature between 100 and 1000 ° C. for 2 to 8 hours using an electric furnace to prepare an iron catalyst nanostructure.

[실시예EXAMPLE 4]4]

염산철을 물에 용해한 다음, 히드라진을 용액에 첨가하여 철을 환원시키고 이를 폴리카보네이트 맴브레인에 담구어서 환원된 철이 충분히 맴브레인의 동공 안으로 스며들도록 하였다. 이렇게 환원된 철이 충분히 들어간 맴브레인을 물유리와 같은 무기바인더를 사용하여 고정상에 부착시킨 후 전기로를 사용하여 100 ∼ 1000℃ 사이의 온도로 2 ∼ 8시간 소결하여 철촉매 나노구조체를 제조하였다.Iron hydrochloride was dissolved in water, and then hydrazine was added to the solution to reduce iron and immerse it in a polycarbonate membrane so that the reduced iron was sufficiently penetrated into the pupil of the membrane. The reduced iron-containing membrane was attached to a stationary phase by using an inorganic binder such as water glass, and then sintered at a temperature between 100 and 1000 ° C. for 2 to 8 hours using an electric furnace to prepare an iron catalyst nanostructure.

[실시예 5]Example 5

탄산철을 물에 용해한 다음, 히드라진을 용액에 첨가하여 철을 환원시키고 이를 폴리카보네이트 맴브레인에 담구어서 환원된 철이 충분히 맴브레인의 동공 안으로 스며들도록 하였다. 이렇게 환원된 철이 충분히 들어간 맴브레인을 물유리와 같은 무기바인더를 사용하여 고정상에 부착시킨 후 전기로를 사용하여 100 ∼ 1000℃ 사이의 온도로 2 ∼ 8시간 소결하여 철촉매 나노구조체를 제조하였다.Iron carbonate was dissolved in water, and then hydrazine was added to the solution to reduce iron, which was then immersed in a polycarbonate membrane to allow the reduced iron to sufficiently permeate into the pupil of the membrane. The reduced iron-containing membrane was attached to a stationary phase by using an inorganic binder such as water glass, and then sintered at a temperature between 100 and 1000 ° C. for 2 to 8 hours using an electric furnace to prepare an iron catalyst nanostructure.

[실시예 6]Example 6

브롬화철을 물에 용해한 다음, 히드라진을 용액에 첨가하여 철을 환원시키고 이를 폴리카보네이트 맴브레인에 담구어서 환원된 철이 충분히 맴브레인의 동공 안 으로 스며들도록 하였다. 이렇게 환원된 철이 충분히 들어간 맴브레인을 물유리와 같은 무기바인더를 사용하여 고정상에 부착시킨 후 전기로를 사용하여 100 ∼ 1000℃ 사이의 온도로 2 ∼ 8시간 소결하여 철촉매 나노구조체를 제조하였다.Iron bromide was dissolved in water, and then hydrazine was added to the solution to reduce the iron and soak it in a polycarbonate membrane so that the reduced iron was sufficiently penetrated into the pupil of the membrane. The reduced iron-containing membrane was attached to a stationary phase by using an inorganic binder such as water glass, and then sintered at a temperature between 100 and 1000 ° C. for 2 to 8 hours using an electric furnace to prepare an iron catalyst nanostructure.

[실시예 7]Example 7

플루오르철을 물에 용해한 다음, 히드라진을 용액에 첨가하여 철을 환원시키고 폴리카보네이트 맴브레인에 담구어서 환원된 철이 충분히 맴브레인의 동공 안으로 스며들도록 하였다. 이렇게 환원된 철이 충분히 들어간 맴브레인을 물유리와 같은 무기바인더를 사용하여 고정상에 부착시킨 후 전기로를 사용하여 100 ∼ 1000 ℃사이의 온도로 2 ∼ 8시간 소결하여 철촉매 나노구조체를 제조하였다.Fluorine iron was dissolved in water, and then hydrazine was added to the solution to reduce iron and soak in polycarbonate membrane to allow the reduced iron to sufficiently permeate into the pupil of the membrane. The reduced iron-containing membrane was attached to the stationary phase using an inorganic binder such as water glass, and then sintered at a temperature between 100 and 1000 ° C. for 2 to 8 hours using an electric furnace to prepare an iron catalyst nanostructure.

[실시예 8]Example 8

요오드화철을 물에 용해한 다음, 히드라진을 용액에 첨가하여 철을 환원시키고 이를 폴리카보네이트 맴브레인에 담구어서 환원된 철이 충분히 맴브레인의 동공 안으로 스며들도록 하였다. 이렇게 환원된 철이 충분히 들어간 맴브레인을 물유리와 같은 무기바인더를 사용하여 고정상에 부착시킨 후 전기로를 사용하여 100 ∼ 1000℃ 사이의 온도로 2 ∼ 8시간 소결하여 철촉매 나노구조체를 제조하였다.Iron iodide was dissolved in water, and then hydrazine was added to the solution to reduce iron and soak it in a polycarbonate membrane to allow the reduced iron to sufficiently permeate into the pupil of the membrane. The reduced iron-containing membrane was attached to a stationary phase by using an inorganic binder such as water glass, and then sintered at a temperature between 100 and 1000 ° C. for 2 to 8 hours using an electric furnace to prepare an iron catalyst nanostructure.

[실시예 9]Example 9

질산철을 물에 용해한 다음, 히드라진을 용액에 첨가하여 철을 환원시키고 이를 폴리카보네이트 맴브레인에 담구어서 환원된 철이 충분히 맴브레인의 동공 안으로 스며들도록 하였다. 이렇게 환원된 철이 충분히 들어간 맴브레인을 물유리와 같은 무기바인더를 사용하여 고정상에 부착시킨 후 전기로를 사용하여 100 ∼ 1000 ℃ 사이의 온도로 2 ∼ 8시간 소결하여 철촉매 나노구조체를 제조하였다.Iron nitrate was dissolved in water and then hydrazine was added to the solution to reduce iron and soak it in a polycarbonate membrane to allow the reduced iron to soak into the pupil of the membrane sufficiently. The reduced iron-containing membrane was attached to a stationary phase using an inorganic binder such as water glass, and then sintered at a temperature between 100 and 1000 ° C. for 2 to 8 hours using an electric furnace to prepare an iron catalyst nanostructure.

[실시예 10]Example 10

옥살산철을 물에 용해한 다음, 히드라진을 용액에 첨가하여 철을 환원시키고 이를 폴리카보네이트 맴브레인에 담구어서 환원된 철이 충분히 맴브레인의 동공 안으로 스며들도록 하였다. 이렇게 환원된 철이 충분히 들어간 맴브레인을 물유리와 같은 무기바인더를 사용하여 고정상에 부착시킨 후 전기로를 사용하여 100 ∼ 1000℃ 사이의 온도로 2 ∼ 8시간 소결하여 철촉매 나노구조체를 제조하였다.Iron oxalate was dissolved in water, and then hydrazine was added to the solution to reduce iron and immerse it in a polycarbonate membrane to allow the reduced iron to sufficiently permeate into the pupil of the membrane. The reduced iron-containing membrane was attached to a stationary phase by using an inorganic binder such as water glass, and then sintered at a temperature between 100 and 1000 ° C. for 2 to 8 hours using an electric furnace to prepare an iron catalyst nanostructure.

[실시예 11]Example 11

인산철을 물에 용해한 다음, 히드라진을 용액에 첨가하여 철을 환원시키고 이를 폴리카보네이트 맴브레인에 담구어서 환원된 철이 충분히 맴브레인의 동공 안으로 스며들도록 하였다. 이렇게 환원된 철이 충분히 들어간 맴브레인을 물유리와 같은 무기바인더를 사용하여 고정상에 부착시킨 후 전기로를 사용하여 100 ∼ 1000℃ 사이의 온도로 2 ∼ 8시간 소결하여 철촉매 나노구조체를 제조하였다.Iron phosphate was dissolved in water, and then hydrazine was added to the solution to reduce iron and soak it in a polycarbonate membrane to allow the reduced iron to sufficiently permeate into the pupil of the membrane. The reduced iron-containing membrane was attached to a stationary phase by using an inorganic binder such as water glass, and then sintered at a temperature between 100 and 1000 ° C. for 2 to 8 hours using an electric furnace to prepare an iron catalyst nanostructure.

[실시예 12]Example 12

아세테이트철을 물에 용해한 다음, 보로하이드라이드를 용액에 첨가하여 철을 환원시키고 이를 폴리카보네이트 맴브레인에 담구어서 환원된 철이 충분히 맴브레인의 동공 안으로 스며들도록 하였다. 이렇게 환원된 철이 충분히 들어간 맴브레인을 물유리와 같은 무기바인더를 사용하여 고정상에 부착시킨 후 전기로를 사용하여 100 ∼ 1000℃ 사이의 온도로 2 ∼ 8시간 소결하여 철촉매 나노구조체를 제조하였다.Acetate iron was dissolved in water, and then borohydride was added to the solution to reduce iron and soak it in a polycarbonate membrane so that the reduced iron was sufficiently penetrated into the pupil of the membrane. The reduced iron-containing membrane was attached to a stationary phase by using an inorganic binder such as water glass, and then sintered at a temperature between 100 and 1000 ° C. for 2 to 8 hours using an electric furnace to prepare an iron catalyst nanostructure.

[실시예 13]Example 13

황산철을 물에 용해한 다음, 보로하이드라이드를 용액에 첨가하여 철을 환원시키고 이를 폴리카보네이트 맴브레인에 담구어서 환원된 철이 충분히 맴브레인의 동공 안으로 스며들도록 하였다. 이렇게 환원된 철이 충분히 들어간 맴브레인을 물유리와 같은 무기바인더를 사용하여 고정상에 부착시킨 후 전기로를 사용하여 100 ∼ 1000℃ 사이의 온도로 2 ∼ 8시간 소결하여 철촉매 나노구조체를 제조하였다.Iron sulfate was dissolved in water, and then borohydride was added to the solution to reduce iron and immerse it in a polycarbonate membrane so that the reduced iron was sufficiently penetrated into the pupil of the membrane. The reduced iron-containing membrane was attached to a stationary phase by using an inorganic binder such as water glass, and then sintered at a temperature between 100 and 1000 ° C. for 2 to 8 hours using an electric furnace to prepare an iron catalyst nanostructure.

[실시예 14]Example 14

암모늄철을 물에 용해한 다음, 보로하이드라이드를 용액에 첨가하여 철을 환원시키고 이를 폴리카보네이트 맴브레인에 담구어서 환원된 철이 충분히 맴브레인의 동공 안으로 스며들도록 하였다. 이렇게 환원된 철이 충분히 들어간 맴브레인을 물유리와 같은 무기바인더를 사용하여 고정상에 부착시킨 후 전기로를 사용하여 100 ∼ 1000℃ 사이의 온도로 2 ∼ 8시간 소결하여 철촉매 나노구조체를 제조하였다.Iron ammonium was dissolved in water and then borohydride was added to the solution to reduce the iron and soak it in a polycarbonate membrane to allow the reduced iron to sufficiently infiltrate the cavity of the membrane. The reduced iron-containing membrane was attached to a stationary phase by using an inorganic binder such as water glass, and then sintered at a temperature between 100 and 1000 ° C. for 2 to 8 hours using an electric furnace to prepare an iron catalyst nanostructure.

[실시예 15]Example 15

염산철을 물에 용해한 다음, 보로하이드라이드를 용액에 첨가하여 철을 환원시키고 이를 폴리카보네이트 맴브레인에 담구어서 환원된 철이 충분히 맴브레인의 동공 안으로 스며들도록 하였다. 이렇게 환원된 철이 충분히 들어간 맴브레인을 물유리와 같은 무기바인더를 사용하여 고정상에 부착시킨 후 전기로를 사용하여 100 ∼ 1000℃ 사이의 온도로 2 ∼ 8시간 소결하여 철촉매 나노구조체를 제조하였다.Iron hydrochloride was dissolved in water, and then borohydride was added to the solution to reduce iron and soak it in a polycarbonate membrane so that the reduced iron was sufficiently penetrated into the pupil of the membrane. The reduced iron-containing membrane was attached to a stationary phase by using an inorganic binder such as water glass, and then sintered at a temperature between 100 and 1000 ° C. for 2 to 8 hours using an electric furnace to prepare an iron catalyst nanostructure.

[실시예 16]Example 16

탄산철을 물에 용해한 다음, 보로하이드라이드를 용액에 첨가하여 철을 환원시키고 이를 폴리카보네이트 맴브레인에 담구어서 환원된 철이 충분히 맴브레인의 동공 안으로 스며들도록 하였다. 이렇게 환원된 철이 충분히 들어간 맴브레인을 물유리와 같은 무기바인더를 사용하여 고정상에 부착시킨 후 전기로를 사용하여 100 ∼ 1000℃ 사이의 온도로 2 ∼ 8시간 소결하여 철촉매 나노구조체를 제조하였다.Iron carbonate was dissolved in water, and then borohydride was added to the solution to reduce iron and soak it in a polycarbonate membrane to allow the reduced iron to sufficiently permeate into the pupil of the membrane. The reduced iron-containing membrane was attached to a stationary phase by using an inorganic binder such as water glass, and then sintered at a temperature between 100 and 1000 ° C. for 2 to 8 hours using an electric furnace to prepare an iron catalyst nanostructure.

[실시예 17]Example 17

브롬화철을 물에 용해한 다음, 보로하이드라드를 용액에 첨가하여 철을 환원시키고 이를 폴리카보네이트 맴브레인에 담구어서 환원된 철이 충분히 맴브레인의 동공 안으로 스며들도록 하였다. 이렇게 환원된 철이 충분히 들어간 맴브레인을 물유리와 같은 무기바인더를 사용하여 고정상에 부착시킨 후 전기로를 사용하여 100 ∼ 1000℃ 사이의 온도로 2 ∼ 8시간 소결하여 철촉매 나노구조체를 제조하였다.Iron bromide was dissolved in water, and then borohydride was added to the solution to reduce iron, which was then immersed in a polycarbonate membrane to allow the reduced iron to sufficiently permeate into the pupil of the membrane. The reduced iron-containing membrane was attached to a stationary phase by using an inorganic binder such as water glass, and then sintered at a temperature between 100 and 1000 ° C. for 2 to 8 hours using an electric furnace to prepare an iron catalyst nanostructure.

[실시예 18]Example 18

플루오르철을 물에 용해한 다음, 보로하이드라드를 용액에 첨가하여 철을 환원시키고 이를 폴리카보네이트 맴브레인에 담구어서 환원된 철이 충분히 맴브레인의 동공 안으로 스며들도록 하였다. 이렇게 환원된 철이 충분히 들어간 맴브레인을 물유리와 같은 무기바인더를 사용하여 고정상에 부착시킨 후 전기로를 사용하여 100 ∼ 1000℃ 사이의 온도로 2 ∼ 8시간 소결하여 철촉매 나노구조체를 제조하였다.After fluorine iron was dissolved in water, borohydride was added to the solution to reduce iron and soak it in a polycarbonate membrane to allow the reduced iron to sufficiently permeate into the pupil of the membrane. The reduced iron-containing membrane was attached to a stationary phase by using an inorganic binder such as water glass, and then sintered at a temperature between 100 and 1000 ° C. for 2 to 8 hours using an electric furnace to prepare an iron catalyst nanostructure.

[실시예 19]Example 19

요오드화철을 물에 용해한 다음, 보로하이드라이드를 용액에 첨가하여 철을 환원시키고 이를 폴리카보네이트 맴브레인에 담구어서 환원된 철이 충분히 맴브레인의 동공 안으로 스며들도록 하였다. 이렇게 환원된 철이 충분히 들어간 맴브레인을 물유리와 같은 무기바인더를 사용하여 고정상에 부착시킨 후 전기로를 사용하여 100 ∼ 1000℃ 사이의 온도로 2 ∼ 8시간 소결하여 철촉매 나노구조체를 제조하였다.Iron iodide was dissolved in water and then borohydride was added to the solution to reduce the iron and soak it in a polycarbonate membrane to allow the reduced iron to sufficiently infiltrate the cavity of the membrane. The reduced iron-containing membrane was attached to a stationary phase by using an inorganic binder such as water glass, and then sintered at a temperature between 100 and 1000 ° C. for 2 to 8 hours using an electric furnace to prepare an iron catalyst nanostructure.

[실시예 20]Example 20

질산철을 물에 용해한 다음, 보로하이드라이드를 용액에 첨가하여 철을 환원시키고 이를 폴리카보네이트 맴브레인에 담구어서 환원된 철이 충분히 맴브레인의 동공 안으로 스며들도록 하였다. 이렇게 환원된 철이 충분히 들어간 맴브레인을 물유리와 같은 무기바인더를 사용하여 고정상에 부착시킨 후 전기로를 사용하여 100 ∼ 1000℃ 사이의 온도로 2 ∼ 8시간 소결하여 철촉매 나노구조체를 제조하였다.Iron nitrate was dissolved in water and then borohydride was added to the solution to reduce iron and immerse it in a polycarbonate membrane to allow the reduced iron to sufficiently permeate into the pupil of the membrane. The reduced iron-containing membrane was attached to a stationary phase by using an inorganic binder such as water glass, and then sintered at a temperature between 100 and 1000 ° C. for 2 to 8 hours using an electric furnace to prepare an iron catalyst nanostructure.

[실시예 21]Example 21

옥살산철을 물에 용해한 다음, 보로하이드라이드를 용액에 첨가하여 철을 환원시키고 이를 폴리카보네이트 맴브레인에 담구어서 환원된 철이 충분히 맴브레인의 동공 안으로 스며들도록 하였다. 이렇게 환원된 철이 충분히 들어간 맴브레인을 물유리와 같은 무기바인더를 사용하여 고정상에 부착시킨 후 전기로를 사용하여 100 ∼ 1000℃ 사이의 온도로 2 ∼ 8시간 소결하여 철촉매 나노구조체를 제조하였다.Iron oxalate was dissolved in water, and then borohydride was added to the solution to reduce iron, which was then immersed in a polycarbonate membrane to allow the reduced iron to sufficiently permeate into the pupil of the membrane. The reduced iron-containing membrane was attached to a stationary phase by using an inorganic binder such as water glass, and then sintered at a temperature between 100 and 1000 ° C. for 2 to 8 hours using an electric furnace to prepare an iron catalyst nanostructure.

[실시예 22]Example 22

인산철을 물에 용해한 다음, 보로하이드라이드를 용액에 첨가하여 철을 환원 시키고 이를 폴리카보네이트 맴브레인에 담구어서 환원된 철이 충분히 맴브레인의 동공 안으로 스며들도록 하였다. 이렇게 환원된 철이 충분히 들어간 맴브레인을 물유리와 같은 무기바인더를 사용하여 고정상에 부착시킨 후 전기로를 사용하여 100 ∼ 1000℃ 사이의 온도로 2 ∼ 8시간 소결하여 철촉매 나노구조체를 제조하였다.After iron phosphate was dissolved in water, borohydride was added to the solution to reduce iron, which was then immersed in a polycarbonate membrane to allow the reduced iron to sufficiently permeate into the pupil of the membrane. The reduced iron-containing membrane was attached to a stationary phase by using an inorganic binder such as water glass, and then sintered at a temperature between 100 and 1000 ° C. for 2 to 8 hours using an electric furnace to prepare an iron catalyst nanostructure.

이하, 본 발명에 의하여 제조된 철촉매를 난분해성 유기물질인 페놀이 함유된 폐수에 처리하여 그 분해능 및 과산화수소수의 잔량을 확인하여, 기존의 방법에 의하여 생산된 촉매의 경우와 촉매를 첨가하지 않았을 경우를 비교하였다. Hereinafter, the iron catalyst prepared according to the present invention is treated in wastewater containing phenol, which is a hardly decomposable organic substance, and the resolution and residual amount of hydrogen peroxide water are checked, and the catalyst produced by the existing method and the catalyst are not added. If not, the comparison was made.

[처리예 1][Processing Example 1]

난분해성 유기물질인 페놀이 200 ppm 함유된 폐수 100 mL에 산을 첨가하여 pH를 3으로 맞춘 후, 본 발명에 의해서 제조된 촉매를 넣고, 35% 과산화수소수 0.1 mL을 넣은 후 반응을 시켰다. 실온에서 10분간 반응시킨 결과 페놀이 99%이상 분해되었다. 또한 반응 후의 과산화수소 잔량을 확인한 결과 40분 후에는 과산화수소수가 99% 이상 분해되는 것을 확인할 수 있었다.After adding acid to 100 mL of wastewater containing 200 ppm of phenol, which is a hardly decomposable organic substance, the pH was adjusted to 3. Then, the catalyst prepared according to the present invention was added, and 0.1 mL of 35% hydrogen peroxide solution was added and reacted. After reaction at room temperature for 10 minutes, phenol was decomposed more than 99%. In addition, as a result of confirming the residual amount of hydrogen peroxide after the reaction, it was confirmed that the hydrogen peroxide water was decomposed more than 99% after 40 minutes.

[비교처리예 1]Comparative Processing Example 1

난분해성 유기물질인 페놀이 200 ppm 함유된 폐수 100 mL에 산을 첨가하여 pH를 3으로 맞춘 후, 기존의 코팅법에 의해서 제조된 촉매를 넣고, 35% 과산화수소수 0.1 mL을 넣은 후 반응을 시켰다. 실온에서 10분간 반응시킨 결과 페놀이 25%정도 분해되었다. 또한 반응 후의 과산화수소 잔량을 확인한 결과 40분 후에는 과산화수소수가 70% 이상 분해되는 것을 확인할 수 있었다.After adding acid to 100 mL of wastewater containing 200 ppm of phenol, which is a hardly decomposable organic substance, the pH was adjusted to 3, and then a catalyst prepared by the conventional coating method was added, and 0.1 mL of 35% hydrogen peroxide solution was added and reacted. . After reaction at room temperature for 10 minutes, phenol decomposed about 25%. In addition, as a result of confirming the residual amount of hydrogen peroxide after the reaction, it was confirmed that the hydrogen peroxide water was decomposed at least 70% after 40 minutes.

[비교처리예 2]Comparative Processing Example 2

난분해성 유기물질인 페놀이 200 ppm 함유된 폐수 100 mL에 산을 첨가하여 pH를 3으로 맞춘 후, 촉매를 넣지 않고, 35% 과산화수소수 0.1 mL을 넣은 후 반응을 시켰다. 실온에서 10분간 반응시킨 결과 페놀이 10%정도 분해되었다. 또한 반응 후의 과산화수소 잔량을 확인한 결과 40분 후에는 과산화수소수가 90% 이상 분해되는 것을 확인할 수 있었다.After adding acid to 100 mL of wastewater containing 200 ppm of phenol, which is a hardly decomposable organic substance, the pH was adjusted to 3, and then reacted with 0.1 mL of 35% hydrogen peroxide solution without adding a catalyst. After 10 minutes of reaction at room temperature, phenol was decomposed about 10%. In addition, as a result of confirming the residual amount of hydrogen peroxide after the reaction, it was confirmed that after 40 minutes, the hydrogen peroxide water was decomposed more than 90%.

기존의 펜톤산화법의 경우 pH를 3 ∼ 4 사이로 유지 시켜주어야 반응이 진행되므로, 반응탱크의 부식의 문제가 발생하고, 반응 후 다시 pH를 중성으로 맞추어주어야 하므로 수산화나트륨과 같은 알칼리제를 사용하여야 한다. 본 발명의 방법에서는 중성, 산성, 알칼리성에서 모두 반응이 잘 일어난다. 대개의 폐수가 약 산성인 pH = 6 정도이므로 인위적으로 pH를 조작할 필요가 없으므로 탱크의 부식이나 반응 후 pH를 중성으로 만들기 위한 인위적인 조작을 할 필요가 없다.In the conventional Fenton oxidation method, the pH is maintained between 3 and 4 so that the reaction proceeds. Therefore, the problem of corrosion of the reaction tank occurs, and the pH must be adjusted to neutral after the reaction, and an alkali agent such as sodium hydroxide should be used. In the method of the present invention, the reaction occurs well in all of neutral, acidic and alkaline. Since most wastewaters are about acidic, pH = 6, there is no need to artificially manipulate the pH, so there is no need to artificially manipulate the pH to neutralize the tank after corrosion or reaction.

펜톤산화법은 과산화수소수에 의하여 Fe2+ →Fe3+로 산화하면서 OH·라디칼을 발생시키고 이 OH·라디칼에 의하여 산화반응이 진행된다. 이러한 반응에서 Fe3+가 과산화수소에 의하여 Fe2+로 다시 환원이 되어야 계속 펜톤산화반응이 일어나는데 철이 산화되는 속도가 환원되는 속도보다 빠르므로 3가 철이 축적되는 현상이 발생하고 이에 의하여 반응효율이 떨어지게 된어 최종적으로는 반응이 더 이상 진행되지 않게 되므로 이러한 효용성이 떨어진 촉매를 가성소다와 같은 것을 사용하여 pH를 증가시켜 불용성인 수산화철을 만든 후 이를 제거하게 된다. 이러한 과정에서 폐기대상인 대량의 철슬러리가 발생하게 된다. 본 발명에서는 물에 불용성인 철촉매를 사용하므로 철슬러리의 문제가 발생되지 않으며, 촉매의 재사용이 가능하다. The fenton oxidation method generates OH radicals by oxidizing Fe 2+ to Fe 3+ by hydrogen peroxide solution, and the oxidation reaction proceeds by the OH radicals. In this reaction, Fe 3+ must be reduced back to Fe 2+ by hydrogen peroxide to continue the phentone oxidation reaction. Since the rate of iron oxidation is faster than the rate of reduction, trivalent iron accumulates, thereby reducing the reaction efficiency. In the end, the reaction will not proceed anymore, so the insoluble catalyst is increased by using a caustic soda such as caustic soda to make insoluble iron hydroxide and then remove it. In this process, a large amount of iron sludge to be generated is generated. In the present invention, since the iron catalyst insoluble in water is used, the problem of iron slurry does not occur, and the catalyst can be reused.

촉매의 재활용을 하기 위해서는 촉매의 회수가 쉬워야 하는데 이러한 촉매의 회수는 기존의 방법으로는 필터를 이용하여 회수를 하는 경우가 많으나 이러한 필터를 이용한 회수방법에는 필터의 효율이 사용시간에 따라 저감되는 경향이 있으므로 필터를 자주 교환해야 하는 문제점이 있다. 이러한 촉매회수의 문제는 촉매를 고정상에 코팅하여 해결할 수 있는데 촉매코팅법 중 전기화학적인 방법은 코팅이 균일하며 코팅시 매우 단단하게 부착되는 장점이 있지만 전기가 통하는 도체에만 코팅이 가능하다는 단점이 존재하며, 비표면적 또한 작게 된다. 화학증착법(CVD)으로 코팅하는 경우는 코팅이 견고하게 부착되는 장점이 있지만 전기화학법과 마찬가지로 코팅을 할 수 있는 고정상이 제한되어 있고, 코팅비용이 많이 드는 단점이 있다. 또한, 일반적으로 코팅을 하여 제조한 촉매의 효율은 촉매를 슬러리 상태로 이용하는 방법에 비하여 효율이 상당히 낮은 것으로 알려져 있다. 본 발명에 의하면 주형합성법을 이용하여 촉매의 활성을 기존의 방법으로 제조된 촉매보다 비표면적이 약 600배 정도 큰 촉매를 제조할 수 있기 때문에 그에 따라 촉매의 효율이 최대화된다.In order to recycle the catalyst, it is necessary to easily recover the catalyst. The recovery of the catalyst is often performed by using a filter using a conventional method. However, in the recovery method using such a filter, the efficiency of the filter decreases with use time. As a result, the filter needs to be replaced frequently. The problem of catalyst recovery can be solved by coating the catalyst on the fixed phase. Among the catalyst coating methods, the electrochemical method has the advantage of uniform coating and very hard adhesion during coating. The specific surface area is also small. In the case of coating by chemical vapor deposition (CVD), there is an advantage that the coating is firmly attached, but like the electrochemical method, the stationary phase to which the coating can be applied is limited and the coating cost is high. In addition, it is generally known that the efficiency of a catalyst prepared by coating is considerably lower than that of a slurry. According to the present invention, a catalyst having a specific surface area of about 600 times larger than that of the catalyst prepared by the conventional method may be prepared using the template synthesis method, thereby maximizing the efficiency of the catalyst.

따라서 본 발명에 의하면 활성이 높고 재회수가 가능한 철촉매를 제조할 수 있으며 본 발명에 의한 촉매는 난용성 폐수처리에 유용하며 처리시 산조건에 구애되지 않아 pH를 인위적으로 조작할 필요도 없다. 또한 철슬러리가 발생하지 않고 잔존 과산화수소수가 거의 없어 음용수의 처리에도 적용할 수 있으며 폐수의 처리 비용이 절감되는 효과를 얻을 수 있다. Therefore, according to the present invention, a highly active and recyclable iron catalyst can be prepared, and the catalyst according to the present invention is useful for poorly soluble wastewater treatment and does not need to be artificially manipulated in pH because it is not bound to acid conditions during treatment. In addition, iron slurries are not generated and residual hydrogen peroxide water is scarcely applied to the treatment of drinking water, and wastewater treatment costs can be reduced.

Claims (4)

삭제delete 아세테이트철, 황산철, 암모늄철, 염산철, 탄산철, 브롬화철, 플루오르철, 요오드화철, 옥살산철, 인산철 중 어느 하나로부터 선택되는 이온성 철을 출발물질로 하여 환원제를 이용하여 환원철을 만드는 제 1단계;Reducing iron using reducing agent using ionic iron selected from any one of acetate iron, iron sulfate, iron ammonium, iron hydrochloride, iron carbonate, iron bromide, iron fluoride, iron iodide, iron oxalate and iron phosphate as starting materials First step; 환원철을 맴브레인을 이용하여 주형합성하는 제 2단계;A second step of synthesizing the reduced iron by using a membrane; 주형 합성된 것을 100 내지 1000℃ 사이에서 소성시키는 제 3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,It characterized in that it comprises a third step of firing the synthesized mold between 100 to 1000 ℃, 펜톤산화처리용 철촉매 나노구조체를 제조하는 방법.Method for preparing an iron catalyst nanostructure for fenton oxidation treatment. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 환원제는 히드라진 또는 보로하이드라이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는,The reducing agent is selected from the group consisting of hydrazine or borohydride, 펜톤산화처리용 철촉매 나노구조체를 제조하는 방법.Method for preparing an iron catalyst nanostructure for fenton oxidation treatment. 제2항 또는 제3항의 방법에 의해 제조되는 펜톤산화처리용 철촉매 나노구조체.Iron catalyst nanostructure for fenton oxidation treatment prepared by the method of claim 2 or 3.
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