KR100903023B1 - 방염성능이 우수한 방염가시광촉매 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 실내등에서 방출되는 가시광 영역의 불빛에서도 광촉매의 효과를 낼수 있으며 방염성능을 함께 갖는 산화티탄을 복합 형태로 만든 촉매 및 그 제조방법에 관한 것이다. 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 티타늄과 망간에 이리듐과 마그네슘, 게르마늄중 하나이상의 금속과 인 또는 황화합물중 하나이상의 화합물이 첨가된 형태의 복합 촉매를 제조하여 가시광선에서도 유기물 산화효과가 뛰어나며 동시에 방염효과도 발현시키는 장점을 가지고 있다.
공기정화 촉매, 산화티탄, 유기물 산화, 방염
Description
본 발명은 산화티탄을 응용한 공기정화 촉매에 관한 것으로, 종래의 기술은 광촉매로 이산화티탄을 사용하고 용매로 물과 알콜류를 사용하여 자외선을 조사받아 광촉매 작용을 일으키게 하여왔다. 그러나 빛이 없는 곳에서는 전혀 광촉매효과를 나타내지 못하여 아직은 기술적으로 한계에 도달한 상태이다. 그리고 벽지등에 코팅하여 사용하는데, 열에 취약하여 화재가 발생시 화염이 전파되는 것을 사전에 지연시키거나 차단할 수가 없다.
본 발명에서는 종래의 기술에 나타난 단점들을 제거하여, 가시광선이 주로 나오는 실내등과 형광등빛에서도 촉매 효과를 발현시켜, 공기중에 섞여있는 유해물질인 휘발성유기화합물과 포름알데히드등을 제거하며 방염성능을 동시에 갖는 방염 가시광 촉매 및 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명에 사용되며 방염성을 가지는 가시광촉매는 Ti 금속으로써 TiO2 분말에 망간 금속으로써 망간나이트레이트와 인으로써 암모늄포스페이트 또는 인산을 함침시키고, 여기에 이리듐 금속으로써 이리듐클로라이드나 마그네슘 금속으로써 염화마그네슘이나 수산화마그네슘, 게르마늄 금속으로써 염화게르마늄이나 산화게르마늄중에서 1개 이상의 금속을 함침시키고 110℃에서 6시간 이상 건조시킨후 300℃ ∼ 500℃ 사이에서 2시간 이상 소성하여 Ti-Mn-P-M 복합 방염가시광 촉매를 만든다.여기서 M은 금속을 나타내며 Ir, Mg, Ge중 하나 이상의 금속이다.
한편, 가시광에서 반응하며 동시에 방염성을 갖는 Ti-Mn-P-M 방염가시광 촉매를 만들기 위하여 다른 방법으로는, Ti 금속으로써 TiCl4 또는 티타늄테트라이소프로폭사이드와 망간 금속으로써 망간나이트레이트와 인으로써 암모늄포스페이트 또는 인산을 혼합하고, 여기에 이리듐 금속으로써 이리듐클로라이드나 마그네슘 금속으로써 염화마그네슘이나 수산화마그네슘, 게르마늄금속으로써 염화게르마늄 중에서 1개 이상의 금속 화합물을 혼합하여 질산이나 황산 또는 염산 수용액상에서 60℃ ∼ 150℃에서 60rpm 이상으로 3시간 이상 교반하면서 졸겔법으로 제조하여 Ti-Mn-P-M 복합 방염 가시광 촉매를 만든다. 여기서 M은 금속을 나타내며 Ir, Mg, Ge중 하나 이상의 금속이다. Ti-Mn-P-M 복합 방염 가시광 촉매에 사용된 물질의 비율은 Ti + Mn + P : M = 100 : 1에서 1 : 1 의 무게비로 혼합하여 사용하며, Ti : Mn + P = 10 : 1에서 1:10의 무게비로 혼합하여 사용한다. 그리고 Mn : P = 10 : 1에서 1:10의 무게비로 혼합하여 사용한다. 상기의 금속들간의 무게비를 벗어나게 되면 촉매에서 가시광에서의 흡수도가 떨어져 가시광촉매의 효과가 현저히 떨어지거나 방염성능이 현저히 떨어지게 된다.
표1은 10리터 용량의 글로브박스내에 벽면에 실시예1에서 실시예4까지와 비교예1에서 비교예4까지의 방염 가시광 촉매를 코팅한후 형광등빛에서 2시간 경과후의 포름알데히드, 톨루엔의 제거율을 나타내었으며 방염성능을 나타낸 것이다. 광원으로는 20와트 형광등을 사용하였으며, 초기 포름알데히드와 톨루엔의 농도는 각각 200ppm이었다. 방염성능은 실온 점화 정제시험법에 의하여 측정하였다.
실시예 1)
Ti-Mn-P-M 복합 방염 가시광촉매 성분이 Ti 금속으로써 TiO2 분말 10g에 망간 금속으로써 망간나이트레이트 3g과 인으로써 암모늄포스페이트 3g과, 여기에 M 금속은 이리듐이며,이리듐 금속으로써 이리듐클로라이드 3g을 함침시켜 110℃에서 6시간 이상 건조시킨후 400℃ 에서 2시간동안 소성하여 Ti-Mn-P-Ir 복합 방염 가시광 촉매를 만들고, 이것을 벽지에 코팅한후 이 벽지를 10리터 글로브박스 벽면에 붙이고, 광원으로는 20와트 형광등을 사용하고, 초기 농도가 각각 200ppm의 포름알데히드와 톨루엔을 주입한후 2시간후에 제거율을 측정한후, 이 벽지를 가지고 방염성능을 측정하였다.
실시예 2)
Ti-Mn-P-M 복합 방염 가시광촉매 성분이 Ti 금속으로써 티타늄테트라이소프로폭사이드 10g과 망간 금속으로써 망간나이트레이트 3g, 인으로써 인산 3g을 혼합 하고, 여기에 M 금속은 이리듐이며, 이리듐 금속으로써 이리듐클로라이드 3g을 혼합하여 질산 수용액상에서 90℃에서 60rpm 이상으로 3시간 동안 교반하면서 졸겔법으로 제조하여 Ti-Mn-P-Ir 복합 방염 가시광촉매를 만들고, 이것을 벽지에 코팅한후 이 벽지를 10리터 글로브박스 벽면에 붙이고, 광원으로는 20와트 형광등을 사용하고, 초기 농도가 각각 200ppm의 포름알데히드와 톨루엔을 주입한후 2시간후에 제거율을 측정한후, 이 벽지를 가지고 방염성능을 측정하였다.
실시예 3)
Ti-Mn-P-M 복합 방염 가시광촉매에서 M 금속 성분으로 Ir 대신 Mg 이며, Mg 금속으로써 염화마그네슘 3g을 사용한것 외에는 실시예1과 동일함
실시예 4)
Ti-Mn-P-M 복합 방염 가시광촉매에서 M 금속 성분으로 Ir 대신 Ge 이며, Ge 금속으로써 염화게르마늄 3g을 사용한것 외에는 실시예2와 동일함
비교예 1)
Ti-Mn-P 복합 촉매 성분이 Ti 금속으로써 TiO2 분말 10g에 망간 금속으로써 망간나이트레이트 3g과 인으로써 암모늄포스페이트 3g을 함침시켜 110℃에서 6시간 이상 건조시킨후 400℃ 에서 2시간동안 소성하여 Ti-Mn-P 복합 촉매를 만들고, 이것을 벽지에 코팅한후 이 벽지를 10리터 글로브박스 벽면에 붙이고, 광원으로는 20와트 형광등을 사용하고, 초기 농도가 각각 200ppm의 포름알데히드와 톨루엔을 주입한후 2시간후에 제거율을 측정한후, 이 벽지를 가지고 방염성능을 측정하였다.
비교예 2)
Ti-P-Ir 복합 촉매 성분이 Ti 금속으로써 TiO2 분말 10g에 망간 금속으로써 망간나이트레이트 3g과 인으로써 인산 3g을 함침시켜 110℃에서 6시간 이상 건조시킨후 400℃ 에서 2시간동안 소성하여 Ti-Mn-P 복합 촉매를 만든것 외에는 비교예 1과 동일함
비교예 3)
Ti-Mn-Ir 복합 촉매 성분이 Ti 금속으로써 티타늄테트라이소프로폭사이드 10g과 망간 금속으로써 망간나이트레이트 3g 그리고 이리듐 금속으로써 이리듐클로라이드 3g을 혼합하여 질산 수용액상에서 90℃에서 60rpm 이상으로 3시간 동안 교반하면서 졸겔법으로 제조하여 Ti-Mn-Ir 복합금속 촉매를 만든것 외에는 비교예1과 동일함
비교예 4)
Ti-Mn 촉매 성분이 Ti 금속으로써 티타늄테트라이소프로폭사이드 10g과 망간 금속으로써 망간나이트레이트 3g을 질산 수용액상에서 90℃에서 60rpm 이상으로 3시간 동안 교반하면서 졸겔법으로 제조한것외에는 비교예1과 동일함
표1. 형광등빛에서 포름알데히드, 톨루엔 제거율 및 방염성능
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 사용된 방염 가시광촉매는 가시광선 영역인 형광등빛에서도 광촉매효과가 우수하여, 휘발성유기화합물이나 유기물을 상온에서 산화시키며 방염성능이 우수한 효과를 제공한다.
Claims (4)
- 삭제
- Ti 금속으로써 TiO2 분말에 망간 금속으로써 망간나이트레이트와 인 성분으로써 암모늄포스페이트 또는 인산을 함침시키고, 여기에 이리듐 금속으로써 이리듐클로라이드나 게르마늄 금속으로써 염화게르마늄이나 산화게르마늄중에서 1개 이상의 금속을 함침시켜 110℃에서 6시간 이상 건조시킨후 300℃ 내지 500℃ 사이에서 2시간 이상 소성하여 Ti-Mn-P-M 복합 방염가시광촉매 제조방법으로, 여기서 M은 금속을 나타내고 Ir, Ge중 하나 이상의 금속이며, 중량을 기준으로 한 Ti + Mn + P : M은 100 : 1 내지 1 : 1 이며, 중량을 기준으로 한 Ti : Mn + P 는 10 : 1 내지 1:10 이고, 중량을 기준으로 한 Mn : P는 10 : 1 내지 1:10 인 것을 특징으로 하는 방염가시광촉매 제조방법.
- Ti 금속으로써 TiCl4 또는 티타늄테트라이소프로폭사이드와 망간 금속으로써 망간나이트레이트와 인 성분으로써 암모늄포스페이트 또는 인산을 혼합하고, 여기에 이리듐 금속으로써 이리듐클로라이드나 게르마늄 금속으로써 염화게르마늄이나 산화게르마늄중에서 1개 이상의 금속을 혼합하여 질산이나 황산 또는 염산 수용액상에서 60℃ 내지 150℃ 에서 60rpm 이상으로 3시간 이상 교반하면서 졸겔법으로 제조하여 Ti-Mn-P-M 복합 방염가시광촉매를 만드는 방법으로, 여기서 M은 금속을 나타내고 Ir, Ge중 하나 이상의 금속이며, 중량을 기준으로 한 Ti + Mn + P : M은 100 : 1 내지 1 : 1 이며, 중량을 기준으로 한 Ti : Mn + P 는 10 : 1 내지 1:10 이고, 중량을 기준으로 한 Mn : P는 10 : 1 내지 1:10 인 것을 특징으로 하는 방염가시광촉매 제조방법.
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| KR1020060068914A KR100903023B1 (ko) | 2006-07-24 | 2006-07-24 | 방염성능이 우수한 방염가시광촉매 제조방법 |
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