KR101046313B1 - 나노금속 담지 금속산화물 촉매 제조방법 및 이에 의해 제조된 나노금속 담지 금속산화물 촉매 - Google Patents

나노금속 담지 금속산화물 촉매 제조방법 및 이에 의해 제조된 나노금속 담지 금속산화물 촉매 Download PDF

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Abstract

본 발명은 나노금속 담지 금속산화물 촉매에 관한 것으로서, 질산 수용액 80~99중량부에 나노금속 1~20중량부를 침적하여 질산나노금속 수용액을 제조하는 제1단계와; 알콜 용액 88~98.8중량부에 금속산화물 분말 0.1~10중량부를 첨가하고 교반하여 금속산화물이 분산된 알콜 용액을 제조하는 제2단계와; 상기 금속산화물이 분산된 알콜 용액에 상기 질산나노금속 수용액 0.1~5중량부를 첨가하고 교반하여 금속산화물 나노금속 수용액을 제조하는 제3단계; 및 상기 금속산화물 나노금속 수용액에 자외선을 조사하여 나노금속을 광환원시키는 제4단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 나노금속 담지 금속산화물 촉매 제조방법 및 이에 의해 제조된 나노금속 담지 금속산화물 촉매를 기술적 요지로 한다. 이에 의해 자외선 조사하에서는 광촉매에 의해 유기물을 분해할 수 있으며, 자외선을 조사하지 않더라도 나노은이 가진 항균력 기능에 의해 오염 물질을 분해할 수 있어 그 활용 분야가 다양할 뿐만 아니라, 특히 오폐수, 매립지, 침출수 등 난분해성 유기물을 포함한 폐수의 수질정화, 배기가스 및 실내 공기정화, 조명기구, 위생도기 등의 항균, 방취 등 환경제품에 유용하게 사용될 수 있는 효과가 있다.

Description

나노금속 담지 금속산화물 촉매 제조방법 및 이에 의해 제조된 나노금속 담지 금속산화물 촉매{Preparation method of nano-metal doped metal oxides catalysts and thereof catalysts}
본 발명은 나노금속 담지 금속산화물 촉매에 관한 것으로서, 특히 오폐수, 매립지, 침출수 등 난분해성 유기물을 포함한 폐수의 수질정화, 배기가스 및 실내 공기정화, 조명기구, 위생도기 등의 항균, 방취 등 환경제품에 유용한 나노금속 담지 금속산화물 촉매 제조방법 및 이에 의해 제조된 나노금속 담지 금속산화물 촉매에 관한 것이다.
광촉매란 빛을 조사하면 유기물 등을 분해하는 성질을 갖는 물질로써 일반적으로 금속산화물의 형태를 띄고 있다. 이러한 광촉매는 분자상태로 용액 중에 존재하는 균일계 광촉매와, 매질에 입자상으로 분산되어 있는 불균일계 광촉매로 분류할 수 있는데, 불균일계 광촉매는 대부분 반도체 물질이다.
반도체는 자외선을 흡수하여 반응함으로써 전자와 정공을 생성한다. 생성된 전자와 정공은 10-12 또는 10-9 초만에 재결합하지만 재결합하기 전에 오염물질 등이 표면에 흡착하게 되면 강한 산화력과 환원력을 가진 전자와 정공이 공기 중의 수분을 산화시켜 OH라디칼을 생성하고, 강한 산화력을 가진 OH라디칼은 접촉된 오염물질을 분해하게 된다. 이 OH라디칼은 소독에 사용되는 과산화수소나 염소, 오존보다 강한 산화력을 가지므로 접촉하는 유기물의 분자결합을 쉽게 분해할 수 있다. 이와 같은 반도체 광촉매(SC)를 이용한 광산화, 환원반응의 일반적 경로를 다음의 반응식 1 내지 5로 나타내었다.
<반응식 1>
반도체 + hν→e_ + h+
<반응식 2>
e_ + O2 →O2 -
<반응식 3>
h+ + -OH →-OH라디칼
<반응식 4>
O2 -라디칼 + A(유기물, 균, 오염물질) →A'
<반응식 5>
-OH라디칼 + B(유기물, 균, 오염물질) →B'
상기의 원리에 의해, 광촉매(금속산화물)는 빛과 반응하여 악취 등의 모든 유기물질을 산화분해하고 탄산가스나 물로 변화시키는 동시에 바이러스를 불활성화시킨다.
이와 같이 오염물질을 흡착, 분해시킬 수 있는 광촉매의 반응특성은 자외선의 조사하에서만 발현되므로, 빛을 조사하지 아니하면 광촉매의 오염물질 분해능이 미미하다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 자외선 조사하에서는 금속산화물 촉매에 의해 유기물을 분해할 수 있으며, 자외선을 조사하지 않아도 나노금속에 의한 항균능에 의해 오염물질을 분해할 수 있어 수질정화, 공기정화 또는 항균, 방취 등의 기능이 뛰어난 나노금속 담지 금속산화물 촉매 제조방법 및 이에 의해 제조된 나노금속 담지 금속산화물 촉매의 제공을 그 목적으로 한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 질산 수용액 80~99중량부에 나노금속 1~20중량부를 침적하여 질산나노금속 수용액을 제조하는 제1단계와; 알콜 용액 88~98.8중량부에 금속산화물 분말 0.1~10중량부를 첨가하고 교반하여 금속산화물이 분산된 알콜 용액을 제조하는 제2단계와; 상기 금속산화물이 분산된 알콜 용액에 상기 질산나노금속 수용액 0.1~5중량부를 첨가하고 교반하여 금속산화물 나노금속 수용액을 제조하는 제3단계; 및 상기 금속산화물 나노금속 수용액에 자외선을 조사하여 나노금속을 광환원시키는 제4단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 나노금속 담지 금속산화물 촉매 제조방법 및 이에 의해 제조된 나노금속 담지 금속산화물 촉매를 기술적 요지로 한다.
여기에서, 상기 나노금속은, 나노구리(Cu), 나노은(Ag), 나노아연(Zn), 나노백금(Pt) 및 나노골드(Au) 중 어느 하나 또는 이들을 둘 이상 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제3단계 후에 상기 금속산화물 나노금속 수용액에 10~60분 동안 초음파 처리하는 단계가 더 포함되는 것이 바람직하며, 또한, 상기 제4단계 이후에 상기 광환원된 나노금속을 수세한 후, 100℃~500℃에서 10~60분 동안 열처리하는 단계가 더 포함되는 것이 바람직하다.
여기에서, 상기 금속산화물은, TiO2, ZnO, WO3, SnO2, MnO2, MoO3, Fe2O3, BaTiO3, KnbO3 및 Ta2O3 중에서 어느 하나 또는 이들을 둘 이상 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
상기 과제 해결 수단에 의해 본 발명은, 자외선 조사하에서는 광촉매에 의해 유기물을 분해할 수 있으며, 자외선을 조사하지 않더라도 나노은이 가진 항균력 기능에 의해 오염 물질을 분해할 수 있어 그 활용 분야가 다양할 뿐만 아니라, 특히 오폐수, 매립지, 침출수 등 난분해성 유기물을 포함한 폐수의 수질정화, 배기가스 및 실내 공기정화, 조명기구, 위생도기 등의 항균, 방취 등 환경제품에 유용하게 사용될 수 있는 효과가 있다.
도 1 - 본 발명의 실시예 1에 항균력 시험을 통한 잔존한 대장균의 생균수를 비교한 그래프.
도 2 - 본 발명의 실시예 5에 자외선을 조사하지 아니하고 잔존한 대장균의 생균수를 비교한 그래프.
도 3 - 본 발명의 실시예 5의 유기물 분해기능을 시험을 위한 광촉매 분해 결과를 나타낸 그래프.
도 4 - 본 발명의 실시예 14에 자외선을 조사하지 아니하고 잔존한 대장균의 생균수를 비교한 그래프.
본 발명은 나노금속 담지 금속산화물 촉매에 관한 것으로서, 질산 수용액에 나노금속을 침적하여 질산나노금속 수용액을 제조하고, 알콜 용액에 광촉매인 금속산화물을 분산시켜 금속산화물이 분산된 알콜 용액을 제조하여, 상기 질산나노금속 수용액과 혼합하여 교반한 후 자외선을 조사하여 나노금속을 광환원시켜 금속산화물 표면에 나노금속이 부착되어 있는 형태를 띄게 되며, 이것이 본 발명에 따른 나노금속이 담지된 금속산화물 촉매가 된다.
여기에 사용되는 나노금속은, 나노구리(Cu), 나노은(Ag), 나노아연(Zn), 나노백금(Pt) 및 나노골드(Au) 중 어느 하나 또는 이들을 둘 이상 혼합하여 사용하는데, 각 나노금속은 종류에 따라 그 기능이 상이하므로, 사용 목적에 따라 혼합하여 사용할 수 있다. 상기의 모든 나노금속들은 일반적으로 항균성을 가지고 있으며, 특히 나노은과 나노구리는 다른 나노금속에 비해 항곰팡이성 효율이 뛰어나다. 이는 자외선을 조사하지 않더라도 항균성을 가지는 나노금속에 의해 오염 물질을 분해할 수 있고, 항균능, 항균, 방취 등의 기능을 나타내게 되는 것이다.
또한, 상기 질산나노금속 수용액과 금속산화물이 분산된 알콜 용액은 교반 후, 10~60분 동안 초음파 처리하여 분산성을 높이고 나노금속을 효율적으로 담지시키도록 한다.
또한, 상기 광환원된 나노금속은 불순물을 제거하기 위해 수세한 후, 100℃~500℃에서 10~60분 동안 열처리하면 불순물이 제거된 순수한 나노금속이 담지된 금속산화물 촉매를 얻을 수 있게 된다. 이 때의 금속산화물 촉매는 분말의 형태를 띄게 되며, 이러한 금속산화물 촉매 분말은 바인더 등의 혼합 후 여러 기재에 코팅하여 유기물 분해, 항균, 탈취 등의 제품에 활용될 수 있다.
그리고, 상기 금속산화물은, TiO2, ZnO, WO3, SnO2, MnO2, Fe2O3, BaTiO3, KnbO3 및 Ta2O3 중에서 어느 하나 또는 이들을 둘 이상 혼합하여 사용하며, 이들은 모두 광촉매 물질로써, 기본적으로 유기물 분해 기능을 가지고 있으며, 특히 TiO2는 유기물 분해, 항균 등의 기능이 우수하며, MnO2는 탈취 기능이 우수한 것으로 알려져 있다. 사용목적에 따라 상기 금속산화물을 혼합하여 사용할 수 있다.
이하에서는 본 발명에 대해 더욱 상세히 설명하고자 한다.
먼저, 질산 수용액에 나노은을 침적하여 70~90℃로 가열하면서 질산나노은 수용액을 제조한다. 질산나노은 수용액을 제조하기 위하여 본 발명에서는 18% 질산 수용액을 사용하나 이에 한하지 않는다. 한편 나노은은 순도 99.9% 이상의 것으로 질산 수용액 80~99중량부에 1 내지 20중량부의 비율로 첨가한다. 첨가되는 은의 양은 후술하는 이산화티타늄과의 반응비율을 고려한 것이다.
다음으로 이산화티타늄(TiO2, anatase형, Deggusa P-25) 분말 0.1 내지 10중량부를 88~98.8중량부의 알콜 용액에 첨가하여 이산화티타늄 분말이 분산된 알콜 용액을 제조한다. 첨가되는 이산화티타늄은 반도체 광촉매의 하나로, 그 자체만으로도 매우 높은 유기물 분해능을 가지고 있으며 기타, 광촉매로 사용가능한 반도체로는 TiO2, ZnO, WO3, SnO2, MnO2, MoO3, Fe2O3, BaTiO3, KnbO3 또는 Ta2O3 등이 있다. ZnO 등은 빛이 조사되면 자신이 빛에 분해되어 유해한 Zn이온 등을 발생시키나, TiO2, 즉 이산화티타늄은 자신이 빛을 받아도 변하지 않아 반영구적으로 사용이 가능할 뿐만 아니라 인체에 무해하고 저가여서 일반적으로 광촉매로서 가장 많이 사용되고 있다.
그리고, 첨가된 알콜은 정공포획제로서, 자외선 조사시 이산화티타늄의 표면에서 전자가 여기되어 정공이 생성되면, 알콜은 이산화티타늄 표면에 발생한 정공과 반응하여 정공이 전자와 재결합하는 것을 방지한다. 따라서 정공과 결합하지 못한 전자는 후술하는 은을 환원시키는 데 참가하여 은이 효과적으로 광환원되어 이산화티타늄과 결합할 수 있게 도와준다. 정공포획제로서의 알콜은 알콜 수용액 형태도 가능하나 반응의 효율성 등을 고려하면 무수에탄올을 사용하는 것이 효과적이다. 알코올에 첨가되는 이산화티타늄은 결정구조에 따라 아나타스형, 루타일형, 브루카티트형의 3가지로 분류되며 이 들 모두 본 발명을 실시하는 것이 가능하나 은을 광환원시키기에는 아나타스형이 가장 효과적이다.
한편 광촉매는 반응 특성상 자외선의 조사가 필수적이므로 자외선을 조사하지 아니하고도 높은 항균성과 유기물 분해능을 보유하기 위하여, 또는 항균력 이외에 자정작용, 유기물 분해기능 등을 가지도록 하기 위하여 항균능을 가지는 나노금속, 즉 구리, 아연, 백금 또는 은 등을 광촉매에 담지하게 된다. 그 중에서도 은은 높은 항균력과 인체에 무해하는 점, 그리고 저가라는 점 때문에 상업적으로 활용도가 높다.
이를 위해 이산화티타늄 분말이 분산된 알콜 용액에 대해 질산나노은 수용액을 0.1~5중량부의 비율로 첨가하여 이산화티타늄 나노은 수용액을 제조한다. 그리고 자외선을 조사하여 나노은을 광환원시키게 되며, 나노은이 광환원되기 시작하면 진한 회색빛의 분말이 석출되며 더 이상의 석출물이 생성되지 않을 때까지 자외선을 조사하여 나노은을 광환원시킨다. 나노은을 광환원시키기 이전에 이산화티타늄을 최대한 미립자화하여 나노은을 효율적으로 담지시키기 위하여 10~60분간 초음파 처리를 행하는 것이 바람직하다.
한편 석출된 분말에는 질산이나 기타 불순물이 존재하므로 분말을 수세하여 300 내지 500℃에서 10분 내지 60분 동안 열처리하면 질산 등이 제거되어 순수하게 나노은이 담지된 이산화티타늄 촉매 분말을 얻을 수 있다.
이러한 나노금속이 담지된 금속산화물 촉매는 광(자외선)의 조사하에서는 금속산화물 촉매(광촉매)에 의해 유기물을 분해할 수 있으며, 자외선을 조사하지 않더라도 나노금속이 가진 항균능에 의해 오염물질을 분해할 수 있어 그 활용도가 뛰어날 뿐만 아니라, 특히 오폐수, 매립지, 침출수 등 난분해성 유기물을 포함한 폐수의 수질정화, 배기가스 및 실내 공기정화, 조명기구, 위생도기 등의 항균, 방취 등 환경제품에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예 및 이에 따른 기능을 분석하여 상세히 설명하고자 한다.
전체적으로, 나노금속은 나노은을 사용하였으며, 질산나노은 수용액은 질산 수용액 80중량부에 나노은 20중량부를 침적한 질산나노은 수용액을 사용하였다. 금속산화물로는 TiO2와 MnO2를 사용하였으며, 나노은 첨가여부 및 첨가량, TiO2와 MnO2의 첨가여부 및 첨가량 등에 따라 항균력, TCE 광촉매 분해력 등의 기능을 분석하였다. 다음 표 1 내지 표 3은 이를 정리한 것이다. 여기에서, X는 제거효율 0~50%, △는 50~80%, ○는 80~98%, ◎는 99~99.99%를 나타낸다.
-나노은 담지 금속산화물 촉매(Ag/TiO2)
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6
알콜 90 89.8 89.5 89 88 86
TiO2 10 10 10 10 10 10
초음파 분산 40분 40분 40분 40분 40분 40분
MnO2
질산나노은 수용액 0 0.2 0.5 1 2 4
자외선 조사 60분 60분 60분 60분 60분 60분
수세후열처리
300 ℃
30분 30분 30분 30분 30분 30분
합계 100
100
100
100
100
100
항균력 △:자외선조사
X:자외선빛차단
TCE 광촉매 분해
상기 표 1은 본 발명에 따라 제조된 나노은 담지 TiO2 촉매 분말 및, 순수 TiO2 촉매의 비교 항균력 및 TCE 광촉매 분해 시험을 실시한 것이다. 표 1에 나타난 바와 같이, 나노은이 담지되지 않은 순수 TiO2(실시예 1) 촉매는 자외선을 조사한 경우에만 항균력 기능이 있는 것으로 관찰되었다. 그리고, 나노은이 담지된 Ag/TiO2 촉매(실시예 2~6)는 전반적으로 항균력 및 TCE 광촉매 분해 기능이 우수하나, 특히 질산나노은 수용액이 1중량부 이상(실시예 4~6)되는 경우에 항균력 및 TCE 광촉매 분해 기능이 동시에 월등히 우수한 것으로 관찰되었다.
여기에서, 항균력 시험은 phosphate buffer(pH7.0) 20ml가 든 플레이트(9cm)에 최종농도가 105cfu/ml가 되도록 대장균을 접종하고 37℃에서 배양하면서 3시간 간격으로 pour plate method에 의해 생균수를 측정하였다. 이때 생균수를 위한 배지로는 Nutrient Agar(DIFCO)를 사용하였다.
도 1은 상기 실시예 1의 나노은을 담지하지 아니한 순수 이산화티타늄 촉매 코팅액을 금속, 유리에 코팅, 더욱 구체적으로는 순수 이산화티타늄 광촉매를 0.8미크롱의 두께로 코팅한 알루미늄(55mm X 60mm)에 블랙라이트(파장 300 내지 400nm, 최대파장 368nm)를 조사하여 잔존한 대장균의 생균수를 비교한 그래프이다. 도 1에 의하면 9시간 경과후에도 대장균이 초기균수에 비하여 15%정도 밖에 감소하지 않은 것을 알 수 있다. 이 것에 의해 순수 이산화티타늄 촉매만으로는 균의 성장은 억제할 수 있어도 살균력은 효과적이지 않다는 것을 알 수 있다.
도 2는 상기 실시예 5에 따른 나노은을 담지한 Ag/TiO2 촉매를 담체에 코팅한 후, 자외선을 조사하지 아니하고 잔존한 대장균의 생균수를 비교한 그래프이다. 본 그래프에 의하면 자외선 조사없이 6시간만에 대장균수가 10개 이하(항균력 99.9%이상)로 되는 것을 알 수 있다.
도 3은 실시예 5에 따른 나노은을 담지한 이산화티타늄 촉매의 유기물 분해기능을 시험하기 위하여, 휘발성 유기화합물 중의 하나인 트리클로로에틸렌(TCE)을 자외선 조사하에서 광촉매 분해한 결과를 나타낸 그래프이다. 이때 TCE의 초기농도는 약 850ppm으로 하고, 반응은 125cm3의 셀을 이용하여 블랙라이트 형광등 (파장 300 내지 400nm, 최대파장 368nm)으로 빛(1.6mW/cm2)을 조사하여 FTIR분광기(Nicolet 800, FT-IR스펙트로미터)에 의해 TCE의 분해속도를 측정하였다. 도 3의 그래프에서와 같이, TCE는 10분 정도에서 FTIR분광기의 검출 한계 이하로 분해되어 검출이 되지 않는 것을 확인할 수 있었다. 그리고 주요한 중간 생성물로는 디클로로 아세틸 클로라이드(CHCl2COCl)와 호스진(COCl2)이 검출되었으나, 계속된 광촉매 분해로 곧 이산화탄소로 분해되는 것을 확인할 수 있었다.
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 나노은이 담지된 이산화티타늄 분말에 의하면 자외선의 조사없이도 오염물질을 분해할 수 있는 동시에, 그 자체만으로 항균능력을 가지고 있어 수질정화, 공기정화 또는 항균 방취 등에 우수한 효과가 있다.
-나노은 담지 금속산화물 촉매(Ag/MnO2)
실시예7 실시예8 실시예9 실시예10 실시예11 실시예12
알코올 90 89.8 89.5 89 88 86
TiO2
MnO2 10 10 10 10 10 10
초음파 분산 40분 40분 40분 40분 40분 40분
질산나노은 수용액 0 0.2 0.5 1 2 4
자외선 조사 60분 60분 60분 60분 60분 60분
수세후열처리
300 ℃
30분 30분 30분 30분 30분 30분
합계 100 100 100 100 100 100
항균력 X
상기 표 2는 본 발명에 따라 제조된 나노은 담지 Ag/MnO2 촉매 분말 및, 순수 MnO2 촉매의 비교 항균력 시험을 실시한 것이다. 표 2에 나타난 바와 같이, 나노은이 담지되지 않은 순수 MnO2(실시예 7) 촉매는 항균력 기능이 떨어지며, 나노은이 담지된 Ag/MnO2 촉매(실시예 2~6)는 전반적으로 항균력 기능이 우수하나, 특히 질산나노은 수용액이 1중량부 이상(실시예 10~12)되는 경우에 항균력 기능이 월등히 우수한 것으로 관찰되었다.
-나노은 담지 금속산화물 촉매(Ag/TiO2-MnO2)
실시예 13 실시예 14
알코올 89 88
TiO2 8 8
MnO2 2 2
초음파 분산 40분 40분
질산나노은수용액 1 2
자외선 조사 60분 60분
수세후열처리
300 ℃
30분 30분
합계 100 100
항균력
TCE 광촉매 분해
상기 표 3은 본 발명에 따라 2가지의 금속산화물을 넣어 제조된 나노은 담지 Ag/TiO2-MnO2 촉매 분말의 항균력 및 TCE 광촉매 분해 시험을 실시한 것이다. 표 3에 나타난 바와 같이, 표 1 및 표 2에서 질산나노은 수용액을 1중량부 이상 투입하여 제조된 나노은이 담지된 Ag/TiO2-MnO2 촉매(실시예 13, 14)는 항균력 및 TCE 광촉매 분해 기능이 동시에 월등히 우수한 것으로 관찰되었다.
도 4는 상기 실시예 14에 따른 나노은이 담지된 Ag/TiO2-MnO2 촉매를 담체에 코팅한 후, 자외선을 조사하지 아니하고 잔존한 대장균의 생균수를 비교한 그래프이다. 본 그래프에 의하면 자외선 조사없이 6시간만에 대장균수가 10개 이하(항균력 99.9%이상)로 되는 것을 알 수 있었다.

Claims (6)

  1. 질산 수용액 80~99중량부에 나노금속 1~20중량부를 침적하여 질산나노금속 수용액을 제조하는 제1단계와;
    알콜 용액 88~98.8중량부에 금속산화물 분말 0.1~10중량부를 첨가하고 교반하여 금속산화물이 분산된 알콜 용액을 제조하는 제2단계와;
    상기 금속산화물이 분산된 알콜 용액에 상기 질산나노금속 수용액 0.1~5중량부를 첨가하고 교반하여 금속산화물 나노금속 수용액을 제조하는 제3단계; 및
    상기 금속산화물 나노금속 수용액에 자외선을 조사하여 나노금속을 광환원시키는 제4단계;를 포함하여 이루어지되,
    상기 나노금속은, 나노구리(Cu), 나노은(Ag), 나노아연(Zn), 나노백금(Pt) 및 나노골드(Au) 중 어느 하나 또는 이들을 둘 이상 혼합하여 사용하고,
    상기 금속산화물은, TiO2, ZnO, WO3, SnO2, MnO2, MoO3, Fe2O3, BaTiO3, KnbO3 및 Ta2O3 중에서 어느 하나 또는 이들을 둘 이상 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 나노금속 담지 금속산화물 촉매 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제3단계 이후에 상기 금속산화물 나노금속 수용액에 10~60분 동안 초음파 처리하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 나노금속 담지 금속산화물 촉매 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제4단계 이후에 상기 광환원된 나노금속을 수세한 후, 100℃~500℃에서 10~60분 동안 열처리하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 나노금속 담지 금속산화물 촉매 제조방법.
  5. 삭제
  6. 제 1항, 제 3항, 제 4항 중의 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조되어 수질정화, 공기정화, 항균, 방취에 사용됨을 특징으로 하는 나노금속 담지 금속산화물 촉매.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101804984B1 (ko) * 2015-12-09 2017-12-07 (주)호산이엔씨 광촉매 코팅층이 형성된 기능성 유골함 제조방법 및 그에 의한 광촉매 코팅층이 형성된 기능성 유골함
WO2021015563A1 (ko) * 2019-07-24 2021-01-28 주식회사 엘지하우시스 촉매 제조장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1071323A (ja) 1996-08-30 1998-03-17 Aqueous Res:Kk 空気浄化フィルタ及び自動車用空気浄化装置
KR20050052718A (ko) * 2003-12-01 2005-06-07 엘지전자 주식회사 배터리 충전 절환장치
KR20050109586A (ko) * 2003-03-17 2005-11-21 간사이 티.엘.오 가부시키가이샤 귀금속·자성 금속산화물 복합 미립자 및 그의 제조법
KR100691585B1 (ko) 2005-12-16 2007-03-12 (재)대구경북과학기술연구원 가시광에 감응하는 백금이온이 도핑된 이산화티탄 광촉매의제조 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1071323A (ja) 1996-08-30 1998-03-17 Aqueous Res:Kk 空気浄化フィルタ及び自動車用空気浄化装置
KR20050109586A (ko) * 2003-03-17 2005-11-21 간사이 티.엘.오 가부시키가이샤 귀금속·자성 금속산화물 복합 미립자 및 그의 제조법
KR20050052718A (ko) * 2003-12-01 2005-06-07 엘지전자 주식회사 배터리 충전 절환장치
KR100691585B1 (ko) 2005-12-16 2007-03-12 (재)대구경북과학기술연구원 가시광에 감응하는 백금이온이 도핑된 이산화티탄 광촉매의제조 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101804984B1 (ko) * 2015-12-09 2017-12-07 (주)호산이엔씨 광촉매 코팅층이 형성된 기능성 유골함 제조방법 및 그에 의한 광촉매 코팅층이 형성된 기능성 유골함
WO2021015563A1 (ko) * 2019-07-24 2021-01-28 주식회사 엘지하우시스 촉매 제조장치

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