KR100718715B1 - 광촉매 담체 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 해수와 같은 부식성 유체 정화용 광촉매 담체 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 광촉매 담체는 티타늄 와이어(wire)로 비 표면적이 증대되게 코일스프링 형상으로 감는 공정과; 코일스프링 형상의 외면에 묻은 오일을 제거하는 공정과; 티타늄 코일스프링의 외표면적이 증대되도록 샌딩하는 공정과; 티타늄 코일스프링 표면에 잔여 오일이나 산화피막 같은 불순물을 제거하기 위하여 불산(HF)-질산(HNO3)의 혼합용액으로 세척 후 물로 씻어 건조하는 산 세척공정과; 상기 티타늄 코일스프링을 200~800℃ 온도에서 공기 또는 산소와 접촉시켜 표면층에 산화티탄 층을 형성하는 산화공정을 순차적으로 거쳐서 제조된다.
이러한 광촉매 담체(Supporter) 담체는 생물 또는 유기오염물질을 살균 정화하고, 유체의 흐름에 대한 압력손실이 최대한 줄여 설치비용의 감소와 부품의 사용수명이 연장되는 등 유지 관리 비용을 절감할 수 있다.
티타늄 와이어, 코일스프링, 샌딩, 공기산화, 양극산화, 산화티탄 층
Description
도 1은 본 발명에 의한 광촉매 담체의 제조공정도.
도 2는 도 1의 제조공정에 의해 제조된 광촉매 담체를 도시한 도면.
도 2a는 도 2에 대한 대안적인 실시형태를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 광촉매 담체의 표면에 형성되는 산화티탄층을 도시한 확대 단면도.
도 4는 본 발명의 광촉매 담체를 살균정화장치에 충전시킨 상태를 보인 개략도.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 양극산화 방식으로 3.3mA/㎟의 정전류 통전시간에 따른 티타늄 코일스프링 표면의 변화상태를 보인 확대도.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 양극산화 방식으로 각각의 전류를 일정시간 동안 인가할 때 티타늄 코일스프링 표면의 변화상태를 보인 확대도.
도 7은 본 발명의 공기산화 방식에 의한 담체 표면층의 산화티탄 층에 대한 온도조건별 메틸렌블루 분해율.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100:광촉매 담체 110:담체
120:산화티탄층
본 발명은, 유체 중에 오염물질과 미생물을 살균 및 정화할 수 있도록 하는 광촉매 살균정화장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 해수와 같이 부식성이 있는 유체에서 오염물질은 물론, 인체에 해를 주는 미생물을 살균정화 할 수 있도록 하는 광촉매 담체 및 그 제조방법에 관한 것이다.
근래에는 물 중의 세균 및 오염물질을 살균 처리할 수 있도록 자외선을 조사하여 물을 살균하는 자외선 살균장치가 널리 보급되고 있는 실정으로 자외선 살균장치는 자외선 램프를 내장하는 석영관과, 석영관을 고정하는 슬리브와, 슬리브를 내장하고 물의 입구와 출구를 갖는 하우징을 가진다.
그런데, 자외선 살균장치는 자외선이 수중에서 침투력이 1~2mm 정도에 불과하여 자외선 램프를 보호하고 있는 석영관 외벽 주변만이 살균 처리되므로, 저수조 또는 수족관 내의 물 전체를 살균 처리할 수 없었고, 자외선 살균방법은 환경호르몬 등과 같은 각종 유기물을 분해할 수 없는 단점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 일례로서, 본 출원인은 자외선과 광촉매를 이용하여, 예컨대 관내를 흐르는 물에 함유된 세균은 물론, 환경호르몬과 같은 각종 유기물을 분해 제거할 수 있는 광촉매 살균정화장치를 출원(대한민국실용신안등록 제314727호)한 바 있다.
선 출원된 광촉매 살균정화장치는 그 내부에 광촉매가 코팅된 담체(이하에서는 광촉매 담체라 함)가 충전되고, 이 광촉매 담체의 광촉매에 자외선을 조사하면 가전도대에서 전도대로 전자의 이동이 있고, 전자가 떠난 가전대에는 정공이 생성되고, 이 정공에 의해 물을 분해하여 강력한 산화력을 가진 하이드록시라디칼(hydroxy radical)이 생성되어 오염물질을 분해하거나 세균을 살균한다.
이러한 광촉매 기능을 하는 물질로는 산화티탄(TiO2), 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2) 등이 있으며, 이 중에서 내산, 내알칼리성이 강하고 인체에 무해한 산화티탄이 널리 알려져 있다.
그리고, 종래의 광촉매 살균장치에 적용된 광촉매 담체는 담체로서 스테인레스 스틸를 이용하고, 이 스테인레스 스틸의 담체 표면에 산화티탄 전구체(티타늄알콕사이드)를 코팅하여 열처리하는 방법으로 산화티탄 피막을 형성하였다.
이처럼 스테인레스 스틸의 담체 표면에 산화티탄 피막을 형성하는 경우, 피막두께가 상대적으로 약하고, 피막 두께의 조절이 어려운 문제점이 있었으며, 피막 두께를 두껍게 조절할 경우에는 산회티탄 표면이 갈라지게 되고, 갈라지는 틈새로부터 피막이 박리되는 현상이 발생하였다.
또한, 산화티탄재질의 광촉매는 그 자체가 매우 안정한 물질이지만 담체로 사용하는 스테인레스 스틸은 염분에 의해 부식이 되는 특성으로 해수에는 취약한 단점이 있고, 철 분등에 의해 국부 부식될 경우 쉽게 부식되는 갈바니 부식현상이 발생되는 문제점도 있다.
따라서, 기존의 스테인레스 스틸 담체에 광촉매를 코팅하여 해수 등과 같이 부식성을 갖는 유체에 적용할 경우, 산화티탄 피막이 형성되지 않거나 갈라진 틈새를 통해서 염분 등과 같은 부식성 물질이 접촉되어 부식을 일으켜 스테인레스 스틸 재질로 된 담체 전체를 부식시키게 되는 현상을 야기하고 이러한 부식현상은 담체 표면에서 광촉매가 쉽게 탈리되므로 광촉매 반응을 지속할 수 없는 문제점이 있다.
종래의 광촉매 담체가 충전되는 살균정화장치는 자외선 램프를 보호하기 위해 살균정화 장치의 내부에 설치한 석영관은 충격에 약한 유리재질이고, 석영관 주위로 담체가 충전되기 때문에 사용도중 담체의 유동으로 의해 담체간 충돌에 의한 파손으로 담체가 유실되는 등의 이유로 인해 살균정화장치 내부에 공간이 생길 경우 유체가 흐르면서 그 유속으로 담체를 움직여 석영관에 부딪치게 되어 석영관이 쉽게 파손된다.
실제로 세라믹 재질의 비드를 광촉매 담체로 사용한 경우 사용중 세라믹 비드가 다져지거나 파손으로 유실되면 살균장치 내부에 틈새가 생기기도 하고, 세라믹 비드가 탄성이 없는 재질이기 때문에 처음 충전시 빈 공간 없이 완벽하게 충전할 수 없어 살균장치로 유체가 통과하면서 다져지면서 빈공간이 생기게 되면 세라믹 비드 담체와 석영관이 부딪치는 현상에 의해 석영관이 파손되어 자외선 램프에 공급되는 전기가 누설되어 시스템이 정지되는 것은 물론 감전사고의 위험도 있었다.
또한, 구형 또는 원통형 담체를 충전시에는 공극이 매우 작아 빛이 차단되어 주로 램프 주위에만 빛이 조사되어 석영관에서 상대적으로 먼곳의 광촉매 반응효율이 낮다는 단점이 있었다.
이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출한 본 발명은 광촉매 담체를 내식성이 좋은 소재로 코일스프링 형상의 담체를 제조하여 스프링 피치 사이의 공간을 이용하여 유체의 흐름 저항을 최소화하면서 빛의 조사 효율을 높이도록 하며, 동시에 광촉매의 외표면적을 증대시켜 광분해반응의 효율을 향상시키고, 담체 표면을 여러 방법으로 산화시켜 산화티탄 층이 균일하게 형성되도록 제조함에 그 목적이 있다.
이러한 본 발명의 목적은 티타늄 소재의 와이어로 비 표면적이 증대되게 코일스프링 형상으로 감는 공정과; 코일스프링 형상의 외면에 묻은 오일을 제거하는 공정과; 티타늄 코일스프링 외표면적을 증대되도록 샌딩하는 공정과; 티타늄 코일스프링 표면에 남은 불순물을 제거하기 위하여 불산-질산의 혼합용액에 1~60분간 침전시킨 후 세척 및 건조하는 산 제거공정과; 티타늄 코일스프링 표면층에 1~2000Å두께의 산화티탄 층을 형성하는 산화공정을 순차적으로 거치는 방법을 제공함에 의하여 충분히 달성될 것이다.
본 발명의 목적은 티타늄 코일스프링 공정과 산세정 공정을 순차적으로 진행한 후 티타늄 코일스프링을 200~800℃ 범위의 공기분위기에서 5~120분간 산화시키거나, 또는 200~800℃ 범위의 불활성 가스분위기에서 코일스프링을 산소 또는 공기로 5~120분간 산화시키는 공기 산화방식의 산화공정을 제공함에 의하여 충분히 달성될 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 코일스프링 공정에서 산세정 공정을 순차적으로 진 행한 후 티타늄 코일스프링을 양극에 연결하고 일정농도의 황산 및 인산, 불산을 개별 또는 혼합한 전해 용액 속에 넣은 후 동일 또는 다른 금속을 음극에 연결하여 전류를 10초~1시간 동안 반응시키는 양극 산화 방식의 산화티탄 층을 형성하는 산화공정을 제공함에 의하여 충분히 달성될 것이다.
또한, 다른 실시 예로서, 상기 광촉매 담체는 티타늄 와이어를 코일스프링 형태로 가공하여 코일스프링 외주면을 샌딩 처리한 후, 표면을 양극 산화 또는 공기 산화하여 표면에 산화티탄 층을 형성한 것이 바람직하다.
이하 본 발명에 대한 바람직한 실시 예를 첨부도면과 함께 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 해수 등과 같은 부식성이 있는 유체의 살균정화장치에 사용될 수 있는 광촉매 담체(100)를 제조하기 위한 공정을 설명한다.
먼저, 티타늄 소재의 와이어를 코일스프링 형상으로 감는 스프링가공(제1공정)을 행함으로써 스프링형태의 담체(110, 도 3 참조)를 형성한다. 상기 코일스프링 가공공정에 의하여 티타늄 와이어가 원통 형상의 코일스프링으로 되면서 표면적이 증대된다.
상기 코일스프링으로 가공하는 공정은 티타늄 소재의 와이어를 스프링 가공기에 공급하여 통과할 때 나사식으로 휘감는 가공부로부터 압력을 받아 코일스프링 형태로 가공한다. 티타늄 소재의 와이어를 스프링형태의 담체(110)로 가공함에 있어서, 스프링형태의 담체(110)는 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이 전체적으로 장구형으로 형성하고, 그 양단부를 눌려붙이며, 스프링의 피치가 와이어의 지름보다 작게 하고, 스프링의 시작 지점 및 끝 부분이 인접 피치와 가깝게 가공하면 스프링 담체를 살균정화 반응장치에 충전시에 스프링 담체끼리 겹치지 않고, 충전 밀도를 향상시켜 반응효율을 증가시킬 수 있다.
티타늄 와이어를 코일스프링 형상으로 가공시에 강제로 와이어를 형틀에 밀어서 변형 가공하기 때문에 가공하는 압력과 통과하는 속도에 의하여 마찰이 발생하게 되며, 마찰에 의해 접촉부위에 열과 열에 의한 마모가 발생하게 된다. 이러한 마찰과 마찰에 의한 마찰열을 감소시키기 위하여 통상적으로 가공부위에 윤활유를 공급하므로 코일스프링 표면에는 윤활유가 자연적으로 묻게 된다.
상기 티타늄 코일스프링 외면에 묻은 윤활유를 제거하기 위해 세정공정(2공정)을 거친다.
제 2공정은 세정제가 공급된 세척조 내에 티타늄 코일스프링을 소정의 시간동안 담가 흔들어 준다. 이때 세정액과 윤활유가 반응하여 윤활유는 티타늄 코일스프링 표면으로부터 분리된다.
상기 제 2공정을 진행할 때 세척조 내에서 초음파 진동기에 의한 진동이 발생되게 하면 초음파 에너지에 의해 세정제는 윤활유와의 반응을 빠르게 진행하게 되어 세정시간의 단축과 윤활유의 제거가 완전하게 된다.
상기 제 2공정이 완료되면 티타늄 코일스프링을 샌딩기에 공급하여 코일스프링의 외표면을 불규칙한 면으로 가공하는 샌딩공정(제3공정)을 이행한다.
상기 제3공정에서는 티타늄 코일스프링 외주면의 표면적을 증대시킬 목적이 있으므로 샌딩기에 의해 연마되는 면의 상태가 불규칙한 면을 형성하도록 함이 바람직하며, 이때 샌딩기는 30~400 메쉬의 표면도를 갖는 알루미나 또는 금강석 재질의 샌드를 고압의 공기에 의해 티타늄 코일스프링의 외주면에 충돌시키는 것이 바람직하다. 이때 샌드가 티타늄 코일스프링 표면에 고속으로 충돌하면서 표면이 연마되고 동시에 마찰열이 발생 되는 것에 의하여 티타늄 표면이 산화되어 산화티탄층이 형성되기도 한다.
이러한 샌딩공정에서 발생하는 마찰열을 이용하여 티타늄 표면을 순간적으로 산화티탄으로 산화시킬 수 있으나, 산화 정도를 조절하기 어려운 특성이 있다. 그러나 샌딩공정에 이용되는 고압의 공기 대신에 질소 또는 알곤가스에 산소함량을 0~20%(v/v)으로 조절하여 산화 정도를 조절하는 것도 가능하다.
상기 제2공정과 제3공정을 이행하면서 티타늄 소재의 코일스프링의 표면에 산화피막 또는 기름을 포함한 이물질이 묻어 있을 수 있으므로 이를 제거하기 위한 산세척 공정(제4공정)을 이행한다.
상기 제4공정은 일정한 크기의 수조를 갖는 세척조에 불산과 질산을 일정비율로 공급하여 혼합용액을 조성한다. 상기 혼합용액을 조성한 상태에서 불규칙한 표면을 갖는 코일스프링을 사용하는 산의 농도에 따라 1~200분 정도 담근 뒤 꺼내어 일반 용수로 세척하여 건조한다. 이때 불산-질산 혼합용액은 코일스프링 표면의 산화피막 또는 기름을 포함한 이물질과 반응하여 제거되어 순수한 티타늄 표면을 얻게 된다.
상기 제4공정을 이행한 티타늄 코일스프링을 산화시켜 티타늄 코일스프링 표 면에 산화티탄 층을 형성하는 산화공정(제5공정)을 이행한다.
이러한 제5공정을 수행하면 티타늄은 산소와 반응하여 수초 후부터 산화티탄으로 된 산화 층을 형성하게 되고 산화 층의 두께에 따라 색상이 다르게 나타나는 특징이 있다. 산화층의 두께에 따른 메칠렌블루 분해반응 특성을 도7에 나타내었다. 메칠렌블루는 자외선에 의해 분해되지 않는 특성과 분해시 색상이 무색으로 변화되는 특성으로 인해 광촉매 반응정도를 확인하는 목적으로 많이 활용하고 있다.
상기와 같은 티타늄 코일스프링의 표면에 산화티탄층을 형성하는 방법 이외에 저렴한 비용으로 할 수 있는 스테일레스 와이어 소재의 표면에 산화 티타늄층을 형성하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
고가의 티타늄금속을 대체하기 위해 스테인레스 스틸 소재를 코일스프링 형태로 제조하여 상기의 제3 공정인 샌딩 공정을 수행하여 외표면적을 향상시키고, 수세하여 건조한 후에 진공, 알곤, 헬륨 가스 등으로 유지된 용기 내부에서 플라즈마에 의해 증기화된 티타늄 입자들을 이온 상태로 전이시킨 후에 스테인레스 스틸 소재에 걸리는 바이어스 전압에 의하여 스테인레스 스틸 소재 표면에 증착시키는 공법인 AIP(Arc ion plating)에 의해 수 미크론 두께로 티타늄을 코팅할 수 있다. 한편, 티타늄을 코팅시키는 용기 내부의 분위기를 0.01~20%(v/v)의 산소농도가 되도록 하면 스테인레스 스틸 소재의 코일스프링 담체 표면에 산화티탄 층을 직접 코팅할 수도 있다.
상기 산화공정에서 산화의 진행방식은 크게 두 가지 방식으로 진행할 수 있는 데, 공기 산화방식과, 양극 산화방식을 실시 예로 각각 진행할 수 있다.
상기 공기산화 방식에 대한 실시예를 설명한다.
(실시예1)
상기 산화 공정을 공기 산화방식으로 선택하게 되면, 티타늄 코일스프링형상의 담체를 내부 온도가 350℃로 가열된 전기로에 공급하여 20분 동안 산화하고 공기 중에서 방냉시키면 황금빛 계열의 광촉매 담체를 얻을 수 있다.
(실시예 2)
상기 산화 공정을 공기 산화방식으로 선택하게 되면, 티타늄 코일스프링 형상의 담체를 내부 온도가 380℃로 가열된 전기로에 공급하여 20분 동안 산화하고 공기 중에서 방냉시키면 보랏빛 광촉매 담체를 얻게 된다.
(실시예 3)
상기 산화 공정을 공기 산화방식으로 선택하게 되면, 티타늄 코일스프링 형상의 담체를 내부 온도가 420℃로 가열된 전기로에 공급하여 20분 동안 산화하고 공기 중에서 방냉시키면 청색 계열의 광촉매 담체를 얻게 된다.
(실시예 4)
상기 산화 공정을 공기 산화방식으로 선택하게 되면, 티타늄 코일스프링 형상의 담체를 내부 온도가 550℃ 이상의 온도로 가열된 전기로에 공급하여 20분 동안 산화하여 공기 중에서 방냉시키면 회색 계열의 광촉매 담체를 얻게 된다.
(실시예 5)
상기 산화 공정을 공기 산화방식으로 할 수 있는데, 티타늄 코일스프링 형상의 담체를 420℃로 유지된 터널형 전기로에 20분 동안 체류하면서 이동시켜 산화시키면 청색 계열의 광촉매 담체를 얻게 된다.
또한, 산화티탄 층을 형성하는 산화공정은 공기 산화방식 외에 양극 산화방식을 실시할 수 있는 데, 양극산화 방식은 광촉매의 활성을 띠어야 할 코일스프링형상으로 감긴 티타늄 코일스프링을 양극(+)을 걸고, 음극(-)에는 백금 전극을 걸은 상태에서 일정 농도의 전해용액속에 넣은 정전류를 일정시간 동안 인가하여 티타늄 와이어 소재의 코일스프링 형상표면에 산화티탄 층을 형성한다.
이러한 양극산화 방식에 대한 실시예에 대하여 설명한다.
(실시예 6)
상기 산화 공정을 양극 산화방식으로 할 수 있는데, 1 몰(mol)의 황산(H2SO4)과 0.3%(w/w) 불산(HF)을 전해 용액으로 하고 티타늄 와이어를 양(+)극에 달고, 음극에는 백금 장치한 후 3.3mA/㎟의 전류를 40초(도 5a), 80초(그림 5b), 160초(그림 5c) 각각 흘려주게 되면 전류를 인가 직후에는 거칠게 반응하지만 점차 다수의 기공이 형성되면서 산화 반응이 진행되어 기공이 형성된 산화티탄층을 얻을 수 있다.
(실시예 7)
상기 산화 공정을 양극 산화방식으로 할 수 있는데, 1 몰(mol) 인(H3PO4)과 0.3%(w/w) 불산(HF)을 전해 용액으로 사용하고, 양극에는 티타늄, 음극에는 백금을 설치하고, 1.7(도 6a), 3.3(도 6b), 5(도 6c) mA/㎟ 각각의 전류를 80초 동안 흘려주면 산화티탄의 표면의 기공을 변화시키면서 산화티탄층을 형성시킬 수 있다.
상기와 같은 제조방법에 의하여 생산되는 티타늄 코일스프링의 광촉매 담체(100)는 단일의 코일스프링 형상을 가진다. 이러한 단일의 코일스프링 형상으로 이루어진 광촉매 담체(100)는 스프링 형상에 의하여 티타늄 광촉매의 표면적이 증대 되므로, 자외선과의 충분한 반응공간이 확보되어서 광분해반응의 효율을 향상시키고, 코일스프링에 갖추어지는 공간으로 인하여 유체의 흐름에 대한 압력손실을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 고압수가 작용하더라도 스프링의 장력에 의해 신축 가능하여 담체에 대한 고정력을 확보할 수 있게 된다.
대안적으로, 본 발명은 코일스프링 형상을 이중으로 형성한 2중 코일스프링 형태의 광촉매 담체(200)로 형성할 수도 있고, 이러한 2중 코일스프링 형태의 광촉매 담체(200)는 한정된 공간에 광촉매의 충전 밀도를 증가시켜 결국 광촉매의 표면적이 증대되어 광반응 효율의 극대화가 가능하다.
상기 이중 코일스프링 형상 광촉매 담체(200)는 단일로 이루어진 코일스프링의 광촉매 담체(100)보다 구조적으로 표면적이 현저하게 증대되는 것이어서 광촉매 담체의 주요 기능인 광분해반응에 대한 효율은 현저하게 증대되는 것이다.
한편, 광촉매 담체(100)는 상술한 바 있는 제조공정을 순차적으로 이행하는 것에 의하여 스프링형상의 담체(110)의 표면에 10~2000Å두께의 산화티탄 층(120)이 형성된다.
상기의 광촉매 담체(100)를 형성함에 있어 코일스프링 형상의 내경에 또 하나의 코일스프링 형상의 담체를 형성하는 이중 코일스프링 형상의 담체를 제조할 수 있다. 이 경우 담체의 비 표면적이 현저하게 확대된다.
이러한 단일 또는 이중 코일스프링 형상으로 되는 광촉매 담체(100)는 살균정화장치(300)의 내부에 장착된 석영관(20) 및 외측관(10)사이의 유동로(30)에 가 득 채워진다.
여기서,외측관(10)은 폴리에틸렌(PE), 폴리플로필렌(PP), 폴리비닐크로라이드(PVC), ABS 수지 등의 고분자 물질이거나, 티타늄 또는 티타늄이나 고분자 수지가 코팅된 스테인레스 스틸 중 어느 하나의 재질로 형성하는 것이 바람직하다.
도 3에는 본 발명에 따른 광촉매 담체를 사용하는 살균정화장치(300)를 수족관(80)에 적용한 예가 도시되어 있는 데, 도시된 바와 같이, 수족관(80)의 한 부분에는 수족관(80)의 해수를 펌핑하여 순환시키는 순환펌프(60)와, 펌핑된 해수를 살균 정화처리하는 살균정화장치(300)가 마련되어 있다.
상기 순환펌프(60)의 흡입구(미도시)는 수족관(80)에 연결된 흡입관에 의해 연결되고, 순환펌프(81)는 해수 정화용 광촉매 살균정화장치(300)의 입수구(63)과 연결되어 있으며, 해수 정화용 광촉매 살균정화장치(300)의 출수구(65)는 수족관(80)에 연결되어 있다.
상기와 같은 살균정화장치(300)에서 수족관의 해수가 순환펌프(60)에 의해 가압 토출되어 해수 정화용 광촉매 살균정화장치(300)의 내부에 구비된 유동로(30)를 소정의 압력으로 통과할 때, 석영관과 외측관 사이의 유동로(30)를 통과하게 된다. 해수가 유동로를 통과할 때 코일스프링 형상의 담체를 통과하게 되고, 석영관 속에 장착된 자외선 램프에서 발산되는 자외선을 받게 된다.
이때 자외선은 광촉매 담체의 표면층에 형성된 산화티탄 층(120)에 의해 반응하여 광분해 반응을 일으킨다.
즉, 자외선램프(13)로부터 방사되는 자외선에 의해 광촉매(25)는 전자대와 정공이 생성되고, 정공은 물과 반응하여 강한 산화력이 있는 하이드록시 라디칼(OH-)을 생성하고, 전자대는 흡착된 산소에 전자를 줌으로써, 수퍼옥사이드(O2 -)를생성하게 되고, 이에 의해 오염물질을 탄산가스(CO2)와 물(H2O)로 분해하거나. 세포의 호흡계에 관여하는 조효소를 파괴하는 기능을 이루어 유동하는 해수는 살균 정화되고, 정화된 상태로 반송배관을 통해 수족관(80)으로 다시 유입된다.
상기 살균 정화장치(10)를 통과하는 해수가 고압으로 유동로를 통과하는 경우 해수에 작용된 압이 그대로 광촉매 담체(100)에 전달되지만 자체의 탄성 구조에 의해 광촉매 담체는 코일스프링의 장력에 의해 담체를 견고히 고정하게 되므로 충격을 흡수하는 작용을 하여 전달되는 충격을 근접된 물체 즉, 자외선 램프(13)가 장착된 석영관(20)에 전달하지 않는 상태가 된다.
또한, 고압의 해수는 광촉매 담체(100)의 코일스프링 형상에 갖추어진 공간을 통하여 원활하게 빠져나가므로 해수의 압력은 광촉매 담체의 구조에 저항을 받지 않게 된다. 따라서 종래에 광촉매 담체(100)가 해수 압으로 석영관(20)에 부딪혀 그 충격에 의해 깨짐으로 장착된 구성품의 기능을 훼손하는 등의 문제점은 발생하지 않게 된다.
전술한 상기 실시 예에서는, 티타늄 코일스프링 표면에 산화티탄 층(120)을 갖는 광촉매 담체(100, 200)가 단일의 코일스프링 또는 이중 코일스프링 형상을 갖는 것으로 설명하고 있지만, 광촉매 담체(100)는 코일스프링 형상 이외에 직경이 가는 와이어를 원통형 망으로 직조하여 중공의 파이프형상의 망 형태로 이루어질 수도 있다.
본 발명은 티타늄 소재 와이어를 코일스프링 형태로 가공하여 표면을 산화시켜 산화티탄 층(120)을 갖는 광촉매 담체로 사용함으로써 살균정화장치 내부의 압력손실을 최소화할 수 있고, 빛의 조사를 쉽게 하고, 스프링 담체의 장력을 이용하여 석영관의 파손방지와 티타늄 담체의 내부식력 우수성을 활용하여 해수 등과 같은 부식성 유체를 살균정화하는 분야에도 활용할 수 있어 해수 정화용 광촉매 살균정화장치가 수족관에 설치되는 것으로 설명하고 있지만, 본 발명에 따른 해수 정화용 광촉매 살균정화장치는 해양 양식장, 수산물 가공공장, 김치공장, 염색공장, 도금공장 등과 같이 부식성을 갖는 유체가 발생하는 분야에 광범위하게 적용될 수 있음은 물론이다.
본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 티타늄 와이어 소재의 표면을 직접 산화하여 티타늄 와이어 소재의 표면에 산화티탄 층을 균일하게 형성하거나 또는 스테인레스 스틸 표면에 티타늄을 코팅하여 산화티탄 층을 형성하여 산, 염기, 유기용매, 해수 등과 같은 부식성을 갖는 유체에 쉽게 침식하지 않고 화학적 안정성을 갖도록 광촉매 담체의 내구성을 개선함으로써, 부식성을 갖는 유체에 침식되 지 않으며 살균 정화할 수 있고, 부품의 수명을 연장하며, 이를 살균정화장치에 적용할 경우 유지 관리 비용을 절감하는 이점이 있다.
Claims (11)
- 티타늄 와이어를 코일스프링 가공기를 통과하게 하여 비 표면적이 증대되는 코일 스프링형상의 담체를 형성하는 공정과; 상기 코일 스프링형상의 담체 표면에 묻어 있는 윤활유를 제거하는 세정공정과; 상기 코일스프링 형상의 담체 표면적이 증대되도록 그 외주면을 샌딩 가공하는 공정과; 상기 샌딩 처리된 코일 스프링 형상의 티타늄 담체 표면에 남은 산화 피막 또는 오일 등의 불순물을 제거하기 위하여 불산-질산의 혼합용액으로 세척 후 물로 씻어 건조하는 산 세척공정과; 상기 코일스프링형상의 담체를 200~800℃ 온도에서 공기 또는 산소와 접촉시켜 담체의 표면층에 산화티타늄 층을 형성하는 산화공정;을 순차적으로 이행하여서 되는 광촉매 담체의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 산화공정은 전기로에 코일스프링 형상 담체를 넣고 200~800℃의 온도로 가열한 다음, 산소 또는 공기를 주입하여 5~120분간 산화시키는 것을 특징으로 하는 광촉매 담체의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 산화 공정은 코일스프링 형상 담체를 420℃의 온도로유지된 터널식 전기로에 20분 동안 체류하면서 이동시켜, 산화시키는 것을 특징으로 하는 광촉매 담체의 제조방법.
- 티타늄 와이어를 코일스프링 가공기를 통과하게 하여 비 표면적이 증대되는 코일스프링 형상으로 감아 담체를 형성하는 공정과; 상기 코일 스프링형상 외면에 묻은 오일을 세정제로 세척하여 제거하는 공정과; 상기 코일 스프링형상의 표면상 면적이 증대되도록 외주 면을 샌딩 가공하는 공정과; 상기 샌딩 처리된 코일 스프링 형상의 표면에 남은 잔여 오일을 제거하기 위하여 불산-질산의 혼합용액에 1~60분간 담근 후 세척 및 건조하는 산 제거공정과; 상기 티타늄 코일스프링 일단에 양극을 걸고 황산 및 인산, 불산(HF)을 개별로 사용하거나 이들을 혼합한 전해용액 속에 넣고, 음극에 백금을 장치하여 1.7~5mA/㎟의 전류를 40~160초 동안 통전시켜서 극간 전류로 인해 티타늄 코일스프링 표면층에 산화티탄 층을 형성하는 양극산화 공정을 순차적으로 이행하여서 되는 광촉매 담체의 제조방법.
- 제4항에 있어서, 상기 양극산화 공정은, 1몰(mol) 인산과 0.3%(w/w) 불산(HF)을 전해 용액으로 사용하는 것을 특징으로 하는 광촉매 담체의 제조방법.
- 제4항에 있어서, 상기 양극산화 공정은, 1몰(mol) 황산(H2SO4)과 0.3%(w/w) 불산(HF)을 전해용액으로 사용하는 것을 특징으로 하는 광촉매 담체의 제조방법.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한항에 있어서, 상기 코일스프링 형상으로 가공된 담체는 스프링의 내경에 하나 이상의 코일스프링 형상의 담체를 일체로 구비함을 특징으로 하는 광촉매 담체의 제조방법.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한항에 있어서, 티타늄 소재의 와이어를 스프링형태로 가공함에 있어서, 코일스프링 형상을 장구형으로 하고, 스프링의 피치가 와이어의 지름보다 작게 하고, 스프링의 시작 지점 및 끝 부분의 피치가 인접하는 피치에 근접하여 스프링 담체가 서로 겹치지 않도록 가공하는 것을 특징으로 하는 광촉매 담체의 제조방법.
- 스테인레스 스틸 소재의 와이어를 코일 스프링형태로 가공하는 공정과; 상기 코일 스프링 형상의 외주 면을 샌딩하여 불규칙한 면을 형성하고 수세 후 건조하는 공정과; 진공, 알곤, 헬륨 중 어느 한 조건에서 AIP(Arc Ion Planting)에 의해 상기 스테인레스스틸 소재의 코일스프링에 티타늄을 코팅하는 공정과; 상기 티타늄이 코팅된 스테인레스 스틸 코일스프링의 표면층에 산화티탄 층을 형성하는 것을 특징으로 하는 광촉매 담체의 제조방법.
- 제9항에 있어서, 상기의 스테인레스 스틸 코일스프링에 티타늄을 코팅하는 공정은, 산소 농도를 0.01~20%(v/v)로 조절하여 스테인레스 스틸 코일 스프링 형상의 담체 표면에 산화티탄 층을 직접 형성하는 것을 특징으로 하는 광촉매 담체 제조방법.
- 코일스프링 형상으로 형성되고, 티타늄 및 스테인레스 스틸 소재 중에서 어느 하나의 재질로 이루어진 담체; 및상기 담체의 표면에 코팅된 산화티탄층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광촉매 담체.
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|---|---|---|---|---|
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10174863A (ja) | 1996-12-17 | 1998-06-30 | Kuwatsudo Gijutsu Sekkei Kk | 可変形酸化チタンステック |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR0177565B1 (ko) * | 1996-01-25 | 1999-03-20 | 손영목 | 광환원법을 이용하여 백금을 담지시킨 이산화티타늄 광촉매 코팅방법과 이 광촉매가 코팅된 폐수처리용 나선형 광화학 반응기 |
| JPH10174863A (ja) | 1996-12-17 | 1998-06-30 | Kuwatsudo Gijutsu Sekkei Kk | 可変形酸化チタンステック |
| KR200254611Y1 (ko) | 2001-08-01 | 2001-12-01 | 김형호 | 나선형 광촉매판을 이용한 물과 공기 정화 장치 |
| KR20050099784A (ko) * | 2004-04-12 | 2005-10-17 | 현대자동차주식회사 | 광촉매반응기를 이용한 휘발성유기화합물 처리장치 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100925184B1 (ko) | 2007-02-26 | 2009-11-06 | 한국세라믹기술원 | 3차원 광촉매 부품 제조 방법 및 3차원 광촉매 반응 장치 |
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