KR100838325B1 - Manufacturing method of ceramic containing titanium boride, and ceramic - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 황토와 감람석 및 이붕화티탄(TiB2;Titanium Boride)을 적절한 크기로 분쇄하여 혼합 성형한 후 건조공정을 거쳐 건조된 성형물을 1000℃～1100℃온도에서 소성함으로써 황토에 감람석과 이붕화티탄이 함유된 세라믹 제조방법 및 세라믹에 관한 것으로, 상기와 같은 제조방법에 의해 얻어지는 세라믹 소재는 화학적 처리와 광촉매반응에 의해 물속에 용해된 유기물, 질소와 인 및 대기 중의 질소산화물 등 오염물질을 동시에 정화 및 제거하며, 상기 제거 대상 오염물질의 농도에 따라 감람석의 혼합비율을 조절함으로써 제거 효율을 높일 수 있고, 또, 청천시에는 우천시 흡착된 유해물질을 무해화하는 기능을 가지며, 지속적으로 비가 오는 경우에도 비가 오지 않을 때 무해화된 물질을 세척하게 되어 별도의 유지관리가 필요 없는 것이다.In the present invention, olivine, olivine and titanium diboride (TiB 2; Titanium Boride) are pulverized to an appropriate size, mixed and molded, and then dried through a drying process at 1000 to 1100 ° C. The present invention relates to a ceramic manufacturing method and a ceramic containing titanium, wherein the ceramic material obtained by the above-described manufacturing method simultaneously contains organic substances dissolved in water by chemical treatment and photocatalytic reaction, pollutants such as nitrogen and phosphorus, and nitrogen oxides in the atmosphere. Purification and removal, by adjusting the mixing ratio of the olivine according to the concentration of the pollutant to be removed can increase the removal efficiency, and also has the function to harm the harmful substances adsorbed in rainy weather, and the rain is continuously Even when it does not rain, the harmless material is cleaned, so no maintenance is required.
일반적으로 환경오염 개선 기술분야는 수질개선 분야와 대기질 개선 분야로 두 개의 범주로 구분되며, 상기 수질개선분야는 생물학적 처리와 화학적 처리로 구분되며, 본 발명중에서 수중의 질소와 인 및 유기물 제거는 화학적 철에 포함된다고 할 수 있다.In general, environmental pollution improvement technology is divided into two categories: water quality improvement and air quality improvement, and the water quality improvement is divided into biological treatment and chemical treatment. In the present invention, the removal of nitrogen, phosphorus, and organic matter from water is It can be said to be included in chemical iron.
또, 상기 대기질개선분야는 대기오염도를 나타내는 대표 지수인 질소(NO2)를 제거하기 위한 것으로 대기 중 질소(NO2)의 주된 발생원은 서울의 경우 72%, 전국은 42%로써 자동차 배기가스가 주요 발생원이라 할 수 있는데, 이를 효과적으로 질소를 제거하는 방법이 제대로 제시되지 못하고 있는 실정이다.In addition, the field of air quality improvement is to remove nitrogen (NO 2 ), which is a representative index representing air pollution, and the main sources of atmospheric nitrogen (NO 2 ) are 72% in Seoul and 42% in the nation. Is the main source, which is not properly proposed to remove nitrogen effectively.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하고자 근래에도 많은 처리방법이 강구되고 있는 것으로, 일반적으로 건축용 자재나 철로의 침목, 슬러그 개선재와 수중의 인 제거를 위한 용도로 개발되어 활용단계에 이르고 있는 감람석이 있다.Therefore, in order to solve the above problems, many treatment methods have been devised in recent years, and olivines, which have been developed for the purpose of removing phosphorus from building materials or railway sleepers, slug improving materials, and underwater in general, have been used. have.
감람석은 사방정계에 속하는 주요 조암광물로서 굳기는 6.5 ～ 7.0, 비중은 3.2 ～ 3.4 정도이고, 대체로 주상결정을 이루지만 결정이 분명하지 않는 것도 있으며, 하기의 표 1과 같은 조성을 갖는다.The olivine is a major hematite mineral belonging to the tetragonal system. The hardness is 6.5 to 7.0 and the specific gravity is about 3.2 to 3.4. The olivine is generally columnar crystal, but the crystal is not clear, and the composition is shown in Table 1 below.
[표1] 감람석의 조성[Table 1] Composition of olivine
상기 [표1]에서 감람석의 성분중 Mg, Fe, Ca은 도 9에 나타낸 바와 같이, 수중에 용해된 인산염(PO4-P)과 반응하여 불용성 인으로 변화된다.In Table 1, Mg, Fe, and Ca among the components of the olivine are changed to insoluble phosphorus by reacting with phosphate (PO 4 -P) dissolved in water.
또, 항공우주산업, 치과용 임플란트 재료, 도료 등 그 사용범위가 매우 넓은 티타늄, 상기 티타늄은 금홍석(TiO2)과 티탄철석(FeTiO3)으로 분류되며, 이중에서 TiO2는 자연상태에서는 아나타제(anatase), 브루카이트(brookite)로 산출된다.In addition, the aerospace industry, dental implant materials, paints, such as titanium, a very wide range of use, the titanium is classified as rutile (TiO 2 ) and titanium iron (FeTiO 3 ), of which TiO 2 in the natural state of the anatase (anatase ), Calculated as brookite.
그러나 상기 아나타제는 온도가 800℃이상이 되면 루틸(rutile) 상으로 변화하게 되며, 루틸은 광활성이 매우 약한 것으로 학계에서는 보고 되고 있으며, 1000℃이상의 고온에서 소성되는 세라믹 제품은 이에 대한 한계를 해결하지 못하고 있는 결점이 있다.However, the anatase changes to a rutile phase when the temperature is higher than 800 ° C., and rutile is reported to be very weak in photoactivity in the academic world, and ceramic products fired at a temperature higher than 1000 ° C. do not solve the limitation. There is a flaw that is not.
상기와 같은 결점을 해소하고자 한 것으로, 본 발명은 황토와 감람석 및 이붕화티탄(TiB2;Titanium Boride)을 적절한 크기로 분쇄하여 혼합 성형한 후 건조공정을 거쳐 건조된 성형물을 1000℃～1100℃온도에서 소성함으로써 황토에 감람석과 이붕화티탄이 함유된 세라믹 제조방법 및 세라믹을 특징으로 한 것으로, 상기 세라믹 소재는 화학적 처리와 광촉매반응에 의해 물속에 용해된 유기물, 질소와 인 및 대기 중의 질소산화물 등 오염물질을 동시에 정화 및 제거하며, 상기 제거 대상 오염물질의 농도에 따라 감람석의 혼합비율을 조절함으로써 제거 효율을 높일 수 있고, 또, 청천시에는 우천시 흡착된 유해물질을 무해화하는 기능을 가지며, 지속적으로 비가 오는 경우에도 비가 오지 않을 때 무해화된 물질을 세척하게 되어 별도의 유지관리가 필요 없는 이붕화티탄이 함유된 세라믹 제조방법 및 세라믹을 제공 하고자 함이다.In order to solve the above-mentioned drawbacks, the present invention grinds the ocher, olivine, and titanium diboride (TiB 2; Titanium Boride) to an appropriate size, mixed molding, and dried the molded product through a drying process 1000 ℃ ~ 1100 ℃ It characterized by a ceramic manufacturing method and ceramics containing olivine and titanium diboride in loess by firing at temperature, the ceramic material is organic matter dissolved in water by chemical treatment and photocatalytic reaction, nitrogen and phosphorus and nitrogen oxide in the atmosphere It simultaneously purifies and removes contaminants, and adjusts the mixing ratio of the olivine according to the concentration of the contaminants to be removed to increase the removal efficiency, and also has the function of harming harmful substances adsorbed in rainy weather. Even if it rains continuously, it will clean the harmless substances when it does not rain, so there is no need for maintenance. It is intended to provide a method of the titanium diboride-containing ceramics and ceramic production.
본 발명은 황토, 감람석, 이붕화티탄을 원재료로 하여 황토는 직경 1.0mm, 감람석 0.5mm, 이붕화티탄은 45마이크로미터 내외의 입경을 갖도록 파쇄 선별하는 제1공정; 상기와 같이 파쇄 선별된 황토, 감람석, 이붕화티탄을 부피기준 68:30:2 비율로 하여 물로 혼합 반죽 성형한 후 완전 건조하는 제2공정; 상기 건조된 성형물을 1000℃～1100℃온도에서 1시간 소성하여 완성품인 세라믹을 얻는 제3공정;을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention comprises the first step of crushing and screening the ocher, olivine, titanium diboride as raw materials ocher is 1.0mm in diameter, olivine 0.5mm, titanium diboride having a particle diameter of about 45 micrometers; A second step of thorough drying after molding the mixed dough with water in the crushed and selected ocher, olivine and titanium diboride in a proportion of 68: 30: 2 by volume; And a third step of firing the dried molded product at a temperature of 1000 ° C. to 1100 ° C. for 1 hour to obtain a ceramic as a finished product.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 황토, 감람석, 이붕화티탄을 일정비율로 혼합하여 반죽한 후 완전 건조를 거쳐 건조된 성형물을 1000℃ ~ 1100℃온도에서 1시간 동안 소성하여 얻어지는 것으로, 상기 세라믹 소재는 화학적 처리와 광촉매반응에 의해 물속에 용해된 유기물, 질소와 인 및 대기 중의 질소산화물 등 오염물질을 동시에 정화 및 제거하며, 상기 제거 대상 오염물질의 농도에 따라 감람석의 혼합비율을 조절함으로써 제거 효율을 높일 수 있고, 또, 청천시에는 우천시 흡착된 유해물질을 무해화하는 기능을 가지며, 지속적으로 비가 오는 경우에도 비가 오지 않을 때 무해화된 물질을 세척하게 되어 별도의 유지관리가 필요 없는 것이다.As described above, according to the present invention is obtained by mixing the clay, olivine, titanium diboride in a predetermined ratio and kneading, and then firing the molded product dried through a complete drying at 1000 ℃ ~ 1100 ℃ temperature for 1 hour, the ceramic The material is purged and removed at the same time by pollutants such as organic matter, nitrogen and phosphorus and nitrogen oxides in the air dissolved in water by chemical treatment and photocatalytic reaction, and by adjusting the mixing ratio of the olivine according to the concentration of the pollutant to be removed. It can increase efficiency, and also has the function of harmless harmful substances adsorbed in rainy weather in Cheongcheon, and it does not require any additional maintenance as it cleans harmless substances when it does not rain even if it rains continuously. .
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 황토, 감람석, 이붕화티탄을 원재료로 하여 황토는 직경 1.0mm, 감람석 0.5mm, 이붕화티탄은 45마이크로미터 내외의 입경을 갖도록 파쇄 선별하는 제1공정; 상기와 같이 파쇄 선별된 황토, 감람석, 이붕화티탄을 부피기준 68:30:2 비율로 하여 물로 혼합 반죽 성형한 후 완전 건조하는 제2공정; 상기 건조된 성형물을 1000℃～1100℃온도에서 1시간 소성하여 완성품인 세라믹을 얻는 제3공정;으로 구성된 제조방법을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is the first step of crushing the ocher, olivine, titanium diboride as raw materials ocher is 1.0mm in diameter, olivine 0.5mm, titanium diboride has a particle diameter of about 45 micrometers; A second step of thorough drying after molding the mixed dough with water in the crushed and selected ocher, olivine and titanium diboride in a proportion of 68: 30: 2 by volume; And a third step of firing the dried molded product at a temperature of 1000 ° C. to 1100 ° C. for 1 hour to obtain a ceramic as a finished product.
또, 상기 제조방법에 의해 얻어진 이붕화티탄이 함유된 세라믹을 특징으로 한다.Moreover, the ceramic containing titanium diboride obtained by the said manufacturing method is characterized by the above-mentioned.
이하, 본 발명의 제조방법을 각 공정별로 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the manufacturing method of the present invention will be described in detail for each step.
<제1공정〉황토입자의 크기는 특별히 제한하지는 않지만 1mm내외로 하며, 감람석이 함유되는 경우 입자의 크기는 0.5mm 내외 이붕화티탄은 45마이크로미터 이하의 입도를 갖도록 한다.<
〈제2공정〉상기와 같이 분쇄 선별된 황토, 감람석, 이붕화티탄을 부피기준 68:30:2 비율로 하여 물을 넣어 혼합 반죽하여 원하는 형상으로 성형한 후 건조실에 넣어 완전 건조한다. <Second Step> Mixing and crushing the ocher, olivine, and titanium diboride as described above in a water-based ratio of 68: 30: 2, and kneading the mixture to form a desired shape and completely dried in a drying chamber.
〈제3공정〉완전 건조된 성형물을 1000℃ ～ 1100℃온도에서 1시간 동안 소성하여 새로운 소재의 완성된 세라믹을 얻는다.<Third Step> The completely dried molding is fired at a temperature of 1000 ° C to 1100 ° C for 1 hour to obtain a finished ceramic of a new material.
상기와 같은 공정에 의해 얻어진 이붕화티탄이 함유된 세라믹은 화학적 처리와 광촉매반응에 의해 물속에 용해된 유기물, 질소와 인 및 대기 중의 질소산화물 등 오염물질을 동시에 정화 및 제거하며, 상기 제거 대상 오염물질의 농도에 따라 감람석의 혼합비율을 조절함으로써 제거 효율을 높일 수 있고, 또, 청천시에는 우천시 흡착된 유해물질을 무해화하는 기능을 가지며, 지속적으로 비가 오는 경우에도 비가 오지 않을 때 무해화된 물질을 세척하게 되어 별도의 유지관리가 필요 없는 것이다.The ceramic containing titanium diboride obtained by the above process simultaneously purifies and removes organic substances dissolved in water, nitrogen and phosphorus, and nitrogen oxides in the air by chemical treatment and photocatalytic reaction, and removes the pollutants. The removal efficiency can be improved by adjusting the mixing ratio of olivine according to the concentration of the substance, and also has the function of harmless harmful substances adsorbed in rainy weather in case of rain, and detoxified when it does not rain even if it rains continuously. The material is cleaned, so no maintenance is required.
따라서, 실험예에 의해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Therefore, the present invention will be described in more detail with reference to experimental examples.
1. 메틸렌 블루 시험1. Methylene blue test
메틸렌 블루시험법은 유기물 분해율을 판단하는 대표적인 시험방법으로써, 황토:감람석:티타늄 화합물의 부피비율을 68:30:2 로 혼합한 후 건조 소성한 것을 사용하였다.The methylene blue test method is a representative test method for judging the decomposition rate of organic matter, and was used by mixing the volume ratio of ocher: olivine: titanium compound in 68: 30: 2 and drying and baking.
1. 1 실험재료1.1 Experimental Materials
메틸렌 블루 시험법을 통해 제거효율이 가장 높은 티타늄 함유 제품을 선정하기 위해 국내외에서 생산되고 있는 제품을 대상으로 실험에 사용하였으며, 실험에 사용된 제품의 성상은 다음 [표2]와 같다.The methylene blue test method was used in the experiments on the products produced at home and abroad to select the titanium-containing products with the highest removal efficiency, and the properties of the products used in the experiment are shown in [Table 2].
[표2] 광촉매의 종류 및 특성[Table 2] Types and Characteristics of Photocatalysts
1. 2 실험조건 및 방법1.2 Experimental conditions and methods
① 기상조건① Weather condition
- 날씨 : 맑음-Weather: sunny
- 자외선 지수 : 6.3(보통)UV index: 6.3 (normal)
- 풍향 및 풍속 : 북풍, 3～5㎧-Wind direction and wind speed: North wind, 3 ～ 5㎧
- 기온 : 28 ℃Temperature: 28 ℃
② 실험방법② Experiment Method
도 1의 메틸렌블루를 이용한 광활성도 실험에 나타낸 바와 같이, petridish에 25ppm의 메틸렌 블루 용액 100㎖와 상기 [표 2]의 티타늄 함유 세라믹 볼 18g(15개, 1.2g/개)를 넣은 후 태양광에 노출시켜 광촉매의 반응에 따른 메틸렌 블루의 탈색 반응을 시간에 따라 관찰하였으며, 광촉매 볼의 전체 무게대비 오차율은 ±1%내외로 하였으며, 태양광하에서 측정하였다.As shown in the photoactivity experiment using methylene blue of FIG. 1, after putting 100 ml of a 25 ppm methylene blue solution and 18 g (15, 1.2 g / piece) of titanium-containing ceramic balls [Table 2] into petridish, The decolorization reaction of methylene blue according to the reaction of the photocatalyst was observed with time, and the error ratio of the total weight of the photocatalyst ball was about ± 1% and measured under sunlight.
메틸렌 블루의 탈색 정도는 UV/Vis(cecil 4004) 을 이용하여 475nm에서 흡광도로 측정하였으며 sample별 탈색반응의 비교는 대조구(control) 시료의 흡광도에 대한 각 sample의 흡광도의 비로 나타내었다.The degree of decolorization of methylene blue was measured by absorbance at 475 nm using UV / Vis (cecil 4004), and the comparison of decolorization reaction for each sample was expressed as the ratio of the absorbance of each sample to the absorbance of the control sample.
1. 2 실험 결과1.2 Experimental Results
아래 [표 3]과 도 2는 태양광 노출시간에 따른 광촉매 볼의 흡광도 비를 나타내었다. 상기 도 2에서 볼 수 있듯이 항목 B. E 특히 I 에서 흡광도 비가 낮게 나타나 메틸렌 블루의 탈색이 다른 항목에 비해서 많이 이루어진 것으로 판단되며, 광분해성이 가장 높은 것은 항목 I 즉 “Titanium boride”가 함유된 세라믹 볼로써, 도 3과 같이 태양광 노출에 따른 메틸렌블루의 탈색반응 실험예에서 보는 바와 같이, 육안으로 확인 가능할 수 있을 만큼 뚜렷하게 나타났다. Table 3 and Figure 2 below shows the absorbance ratio of the photocatalyst balls according to the sunlight exposure time. As shown in FIG. 2, the absorbance ratio is low in item B.E, especially I, and it is judged that the discoloration of methylene blue is made more than that of other items, and the highest photodegradability is ceramic containing item I, “Titanium boride”. As a ball, as shown in the experiment of the decolorization reaction of methylene blue due to sunlight exposure as shown in Figure 3, it was clearly visible enough to be visible with the naked eye.
[표 3] 시간에 따른 항목별 흡광도 비[Table 3] Absorbance ratio by item over time
2. 수중에 용해된 인과 질소 제거실험2. Removal of Phosphorus and Nitrogen in Water
2. 1 실험 조건 및 방법2.1 Experimental Conditions and Methods
① 기상조건① Weather condition
아래와 같은 기상조건에서 각 항목들을 태양광에 노출시켜 실험하였다.Each item was tested by exposure to sunlight under the following weather conditions.
- 날씨 : 맑음-Weather: sunny
- 자외선 지수 : 3.6UV index: 3.6
- 풍향 및 풍속 : 북풍, 3～5㎧-Wind direction and wind speed: North wind, 3 ～ 5㎧
- 기온 : 20 ℃Temperature: 20 ℃
② 실험방법② Experiment Method
가. 인공폐수 조제end. Artificial Wastewater Preparation
KNO3와 KH2PO4를 사용하여 총질소와 총인의 농도를 20ppm으로 만들어 사용하였다.KNO 3 and KH 2 PO 4 were used to produce 20 ppm of total nitrogen and total phosphorus.
나. 질소, 인 제거 실험I. Nitrogen, phosphorus removal experiment
petridish에 상기와 같이 조제된 인과 질소용액 60㎖와 이붕화티탄(TiB2이 함유된 세라믹 볼 18g(15개, 1.2g/개)를 넣은 후 7시간 동안 태양광에 노출시켜 인과 질소의 제거효율을 분석하였으며, 이붕화티탄이 함유되지 않은 것과 비교실험 하였다. 광촉매 볼의 전체 무게대비 오차율은 ±1%내외로 하였다.60 ml of phosphorus and nitrogen solution prepared as described above and 18g (15 balls, 1.2g / piece) of titanium diboride (TiB 2) were added to petridish and exposed to sunlight for 7 hours to remove phosphorus and nitrogen. The total weight error of the photocatalyst balls was about ± 1%.
인과 질소의 제거 효율은 UV/Vis(cecil 4004) 을 이용하여 수질오염공정시험법상 자외선 흡광광도법과 아스코르빈산 환원법으로 흡광도를 측정하고 초기 질소와 인의 양에 대한 제거효율로 타나내었다.Phosphorus and nitrogen removal efficiency was measured by UV / Vis (cecil 4004) using UV absorbance method and ascorbic acid reduction method in water pollution test method, and the removal efficiency of initial nitrogen and phosphorus was shown.
2. 2 실험 결과2. 2 Experimental Results
① 질소 제거 효율① Nitrogen removal efficiency
[표 4] 와 도 4는 광촉매 볼을 태양광에 7시간 노출시켜 광촉매 및 감람석에 반응에 따른 질소 제거 효율을 나타낸 것이다.Table 4 and Figure 4 shows the photocatalyst ball exposed to sunlight for 7 hours to show the nitrogen removal efficiency according to the photocatalyst and olivine reaction.
[표 4]TABLE 4
상기 결과에 따르면 이붕화티탄(TiB2)이 혼합된 경우가 혼합되지 않은 경우보다 더 높은 제거효율을 보였으며, 감람석이 함유되지 않은 경우가 함유된 경우보다 더 높은 제거효율을 보였다.According to the above results, the case where titanium diboride (TiB 2 ) was mixed showed a higher removal efficiency than the case where it was not mixed, and the case where the case did not contain olivine showed higher removal efficiency.
2. 2 인 제거 효율2. 2 phosphorus removal efficiency
[표 5]와 도 5는 인의 제거효율을 나타낸 것이다. Table 5 and Figure 5 shows the removal efficiency of phosphorus.
[표 5] TABLE 5
상기의 [표 5] 와 도 5에서 볼 수 있듯이 이붕화티탄(TiB2)이 함유된 경우가 더 높은 제거 효율을 보였으며, 감람석이 함유된 경우가 그렇지 않은 경우보다 더 높은 제거효율을 보였다.As shown in [Table 5] and FIG. 5, the titanium diboride (TiB 2 ) was shown to have a higher removal efficiency, and the olivine was higher than the other.
3. 광촉매 볼을 이용한 NO2 가스 제거 연구3. NO 2 using photocatalyst ball Degassing research
대기 중 질소산화물인 NO2 가스 제거효과를 검증하기 위해 도 도 6과 같은 개요도를 구성하였다.In order to verify the effect of removing NO 2 gas, which is a nitrogen oxide in the air, a schematic diagram of FIG. 6 is constructed.
3. 1 실험장치3. 1 experimental device
① 주입가스(NO2 Bomb)① Injection gas (NO 2 Bomb)
NO2 가스 : (주)리가스 NO2 표준가스 5ppmNO 2 gas: Ligas NO 2 standard gas 5ppm
② 유량 조절장치(MFC)② Flow control device (MFC)
일정한 유량을 조절하기 위하여 Mass Flow Controller(KNH사)이용하여 유량을 조절하였다.In order to control the constant flow rate, the flow rate was adjusted using Mass Flow Controller (KNH).
③ 반응기(Reactor)③ Reactor
태양광의 투과성을 고려하여 Pylex 소재로 제작하여 사용하였다.Considering the transmittance of sunlight, it was made of Pylex material.
④ NO2 측정장치(Multi Gas Monitor)④ NO 2 Measuring Device (Multi Gas Monitor)
휴대용 복합 가스측정기(V Rae사)로 NO2 측정범위가 0.1～30ppm 이며 오차범위가 ± 0.1ppm 인 측정기를 사용하였다.A portable composite gas measuring instrument (V Rae Co., Ltd.) used a measuring instrument with a NO 2 measurement range of 0.1 to 30 ppm and an error range of ± 0.1 ppm.
3. 2 실험조건 및 방법3. 2 Experimental conditions and methods
① 기상조건① Weather condition
- 날씨 : 맑음-Weather: sunny
- 자외선 지수 : 2.6UV index: 2.6
- 풍향 및 풍속 : 동풍, 0-2m/s-Wind direction and wind speed: East wind, 0-2m / s
- 기온 : 15℃Temperature: 15 ℃
② 실험방법② Experiment Method
상기 도 6의 개요도와 같이 Bomb에서 5ppm 의 NO2 표준가스가MFC를 통하여 400ml/min의 일정한 유량으로 유입되며, reactor에서 광촉매 및 흡착 반응이 일어난 후의 가스를 Multi gas monitor로 처리 농도를 확인하였다.As illustrated in FIG. 6, 5 ppm of NO 2 standard gas was introduced into the bomb at a constant flow rate of 400 ml / min through the MFC, and the concentration of the gas after the photocatalytic and adsorption reactions occurred in the reactor was confirmed by a multi gas monitor.
실험시간은 1시간으로 하고 이때 실험 초기 10분과 종료 전 10분 동안 태양광을 차단하여 광촉매의 효율을 관찰하였다.The experiment time was 1 hour and the efficiency of the photocatalyst was observed by blocking sunlight for 10 minutes before the end and 10 minutes before the end of the experiment.
2. 실험결과2. Experimental Results
도 7은 반응시간 및 태양광에 따른 NO2 가스의 농도 변화를 나타낸 것으로, 상기 도 7에서 반응시간 10분까지와 50분 이후는 태양광을 차단한 경우이고, 10분이후～50분까지는 태양광을 조사한 경우이며, 반응초기 NO2 농도가 급격하게 감소하는 것을 볼 수 있는데 이것은 황토에 의한 초기 흡착에 의한 농도 감소로 판단된다.7 is NO 2 according to the reaction time and sunlight The concentration of the gas is shown in FIG. 7, when the reaction time is blocked until 10 minutes and 50 minutes after the reaction time, and after 10 minutes to 50 minutes when the sunlight is irradiated, the initial reaction NO 2 It can be seen that the concentration decreases rapidly, which is considered to be the decrease in concentration due to the initial adsorption by loess.
[표 6]TABLE 6
또한, [표 6] 과 도 8에서 이붕화티탄(TiB2)이 함유된 경우(I, I-N)가 그렇지 않은 경우(A, A-N)보다 40 %의 제거효과가 있는 것으로 분석되었다. In addition, in Table 6 and FIG. 8, it was analyzed that titanium diboride (TiB 2 ) contained 40% more effective than (I, IN) otherwise (A, AN).
태양광이 차단된 50분 이후의 제거율의 감소는 약 1ppm 정도로 나타나 이는 이붕화티탄(TiB2)에 의한 광촉매 효과로 판단된다. The reduction in removal rate after 50 minutes of blocking sunlight appears to be about 1 ppm, which is considered to be a photocatalytic effect by titanium diboride (TiB 2 ).
지금까지 실험분석을 통해 얻은 결과는 다음과 같다.The results obtained through experimental analysis so far are as follows.
o 수중의 유기물 분해실험에서 이붕화티탄(TiB2)이 함유된 제품이 높은 제거효율을 보였다.o Products containing titanium diboride (TiB 2 ) showed high removal efficiency in organic decomposition experiments in water.
o 수중의 질소제거효율 분석에서는 감람석이 함유되지 않은 제품(황토+이붕화티탄)이 가장 높은 효율을 보였다.o Nitrogen removal efficiency in water showed the highest efficiency in products without olivine (ocher + titanium diboride).
o 수중의 인제거효율 분석에서는 감람석이 함유된 제품(황토+감람석+이붕화 티탄)이 가장 높은 제거효율을 보였다.o In the analysis of phosphorus removal efficiency in water, products containing olivine (ocher + olivine + titanium diboride) showed the highest removal efficiency.
o 대기중의 질소제거 효율 분석에서는 감람석이 함유된 제품(황토+감람석+이붕화티탄) 가장 높은 효율을 보였다.o Nitrogen removal efficiency in air showed the highest efficiency in products containing olivine (ocher + olivine + titanium diboride).
따라서 이의 결과를 토대로 본 발명품은 황토, 감람석, 이붕화티탄을 혼합하는 것을 기본으로 하며, 수중에 용해된 질소와 인을 선택적으로 제거하기 위해서는 황토와 감람석의 혼합비율을 선택적으로 혼합하는 것이 효과적이라 판단된다.Therefore, based on the results of the present invention, the present invention is based on mixing ocher, olivine and titanium diboride, and it is effective to selectively mix the mixing ratio of ocher and olivine to selectively remove nitrogen and phosphorus dissolved in water. Judging.
도 1은 본 발명의 메틸렌블루를 이용한 광활성도 실험예.1 is a photoactive experiment example using the methylene blue of the present invention.
도 2는 본 발명의 태양광 노출시간에 따른 광촉매 볼의 흡광도 비를 보인 그래프.Figure 2 is a graph showing the absorbance ratio of the photocatalyst ball according to the exposure time of sunlight of the present invention.
도 3은 본 발명의 태양광 노출에 따른 메틸렌블루의 탈색반응 실험예.Figure 3 is an experimental example of the decolorization reaction of methylene blue according to the sunlight exposure of the present invention.
도 4는 본 발명의 광촉매 볼을 태양광에 7시간 노출시켜 광촉매 및 감람석에 반응에 따른 질소 제거 효율을 보인 그래프.4 is a graph showing the nitrogen removal efficiency according to the photocatalyst and olivine reaction by exposing the photocatalyst ball of the present invention to sunlight for 7 hours.
도 5는 본 발명의 광촉매 볼을 태양광에 7시간 노출시켜 광촉매 및 감람석에 반응에 따른 인 제거 효율을 보인 그래프.5 is a graph showing the phosphorus removal efficiency according to the photocatalyst and olivine reaction by exposing the photocatalyst ball of the present invention to sunlight for 7 hours.
도 6은 본 발명의 질소산화물인 NO2 가스 제거효과를 검증하기 위한 검증장치를 보인 개요도.Figure 6 is a schematic diagram showing a verification device for verifying the NO 2 gas removal effect of the nitrogen oxide of the present invention.
도 7은 본 발명의 반응시간 및 태양광에 따른 NO2 가스의 농도 변화를 나타낸 그래프.Figure 7 according to the reaction time and sunlight of the present invention NO 2 Graph showing changes in gas concentration.
도 8은 본 발명의 NO2 가스 평균제거효율을 나타낸 그래프.8 is NO 2 of the present invention. Graph showing average gas removal efficiency.
도 9는 종래의 KH2PO4 용액과의 반응기작을 보이는 XRD 분석 결과를 나타낸 그래프.9 is a conventional KH 2 PO 4 Graph showing the results of XRD analysis showing the reaction with the solution.
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| KR100759178B1 (en) | 2003-12-11 | 2007-09-14 | 덴끼 가가꾸 고교 가부시키가이샤 | Ceramics sintered body, method for producing ceramics sintered body and exothermic body for metal vapor deposition |
| KR100760040B1 (en) * | 2007-01-26 | 2007-09-18 | 박민화 | Manufacture method of foam ceramics |
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