KR101584789B1 - Bio ceramic composition and method for controlling odor and hazardous substance by using same - Google Patents

Bio ceramic composition and method for controlling odor and hazardous substance by using same Download PDF

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경기대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a bio-ceramic composition which has an antibacterial function and a negative ion emitting function, and is capable of controlling formaldehyde, volatile organic compounds (VOCs), carbon monoxide, and ammonia existing in inddor air. The present invention also relates to a method for preparing the bio-ceramic composition by mixing and grinding illite, sericite, germanium, and kiyoseki stones.

Description

바이오 세라믹 조성물 및 이를 이용한 악취 및 유해물질 제어방법{BIO CERAMIC COMPOSITION AND METHOD FOR CONTROLLING ODOR AND HAZARDOUS SUBSTANCE BY USING SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a bio-ceramic composition, and a method for controlling odor and harmful substances using the same. BACKGROUND OF THE INVENTION [0002]

본 발명은 바이오 세라믹 조성물 및 이를 이용한 악취 및 유해물질 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 항균성 및 음이온 방출 기능과 포름알데히드, 휘발성유기화합물(TVOC), 일산화탄소, 암모니아와 같은 악취 및 유해물질을 제어할 수 있는 바이오 세라믹 조성물, 그 제조방법 및 이를 이용한 악취 및 유해물질 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a bioceramic composition and a method for controlling odor and harmful substances using the same, and more particularly to a bioceramic composition and a method for controlling odor and harmful substances such as formaldehyde, volatile organic compounds (TVOC), carbon monoxide and ammonia And a method of controlling odor and harmful substances using the bio-ceramic composition.

오늘날 현대인들은 생활방식, 근무양식 등의 변화로 하루 중 대부분을 실내 공간에서 생활하게 되면서 생활, 주거, 근로, 작업공간의 쾌적하고 건강한 환경 조건에 대한 요구가 증가되고 있으며, 실내의 난방을 위한 보일러 및 건축자재 등에서 배출되는 다양한 유해물질이 인류의 건강을 위협하는 또 다른 문제로 부각되고 있는 실정이다.Today, modern people are living in indoor space for most of the day due to changes in lifestyle, working style, etc., and the demand for pleasant and healthy environmental condition of living, residence, work and work space is increasing. And various materials emitted from construction materials are becoming another problem that threatens the health of human beings.

하지만 화석연료의 고갈 등의 문제로 국제 유가의 급등에 따른 고유가 시대의 에너지 관리의 필요성이 제기되면서 건물의 기밀화, 단열 강화를 위한 새로운 단열재의 사용, 환기부족 현상 등으로 인해 실내 공기질은 더욱 악화되고 있다.However, due to the problem of depletion of fossil fuels, the necessity of energy management in the era of high oil prices due to the surge in oil prices has raised the indoor air quality to deteriorate due to the confidentiality of the building, the use of new insulation for reinforcing insulation, .

최근 빌딩증후군, 새집증후군, 화학물질과민증 등의 주원인 물질로서 실내에서 발생하는 알데히드류 중 가장 많은 양을 차지하고 있는 것이 포름알데히드이다. 이러한 포름알데히드의 발생원으로서 단열재, 섬유, 장롱, 싱크대, 바닥재, 난방연료 연소과정, 흡연, 생활용품, 의약품, 접착제 등에서 다량 발생하며, 이는 대부분이 실내에서 사용되는 물질로 현대인들이 하루 80% 이상을 실내에서 생활하는 것을 고려하면 그 위험도와 영향은 심각하다고 볼 수 있다.Recently, formaldehyde is the major source of indoor aldehydes such as building syndrome, sick house syndrome, and chemical hypersensitivity. As a source of such formaldehyde, a large amount is generated in insulation materials, fibers, janglong, sink, flooring, heating fuel combustion process, smoking, household goods, medicines and adhesives. When considering living indoors, the risk and impact are considered serious.

또한 대표적 실내오염물질 중 하나인 일산화탄소는 낮은 농도로도 인체에 악영향을 미치며 높은 농도의 일산화탄소가 인체에 노출되면 사망의 가능성이 있는 유해한 물질이다. 더불어 암모니아의 경우 대표적 악취물질로서 상온에서 특유의 자극적인 냄새가 나는 기체 상태로 존재하여 문제가 되고 있다.Also, carbon monoxide, which is one of representative indoor pollutants, adversely affects the human body even at a low concentration, and a high concentration of carbon monoxide is a harmful substance that is likely to die when exposed to the human body. In addition, ammonia is a typical malodorous substance, which is present in a gaseous state with a characteristic irritating odor at room temperature.

이러한 실내오염물질을 처리하는 기술로는 흡착제 및 광촉매 방법이 있다. 하지만 광촉매 방법의 경우 UV 조사로 인한 2차 오염물질 발생의 문제점을 가지고 있다. 흡착제의 경우에는 상온에서 흡착으로 인한 대상물질의 고농축 현상이 일어나고 흡착 세기가 약할 시 이러한 대상물질이 50~150℃의 낮은 온도에서 고농도로 탈착되는 문제점을 가지고 있다. 또한 세균에 의한 2차 감염에 의해 필터의 기능을 제대로 수행하지 못해 항균성에 대한 문제가 제시되고 있다.Techniques for treating such indoor pollutants include adsorbents and photocatalytic processes. However, the photocatalytic method has a problem of generating secondary pollutants due to UV irradiation. In the case of an adsorbent, high concentration of a substance due to adsorption occurs at room temperature, and when the adsorption strength is weak, such a substance is desorbed at a high concentration at a low temperature of 50 to 150 ° C. In addition, secondary infection caused by bacteria does not perform the function of the filter properly and thus, a problem about the antibacterial property is suggested.

한편 대한민국 등록특허 제10-1046314호는 나노금속 담지 금속산화물 촉매 분말을 이용한 흡착제에 관한 것으로, 이를 이용하여 항균 및 탈취 기능을 가지는 것으로 개시되고 있다. 하지만 나노금속으로 귀금속 계열의 은을 사용함에 따라 귀금속 물질의 높은 시장가의 문제점을 가지고 있다.Korean Patent No. 10-1046314 discloses an adsorbent using a nano-metal-supported metal oxide catalyst powder, and has been disclosed to have an antibacterial and deodorizing function by using it. However, using noble metal based silver as a nano metal has a problem of a high market price of a noble metal material.

이에 귀금속 물질이 아닌 비귀금속계 물질을 이용하여 항균성을 가지고 실내의 유해한 물질을 제어할 수 있는 흡착제의 기술 개발이 요구된다.Therefore, it is required to develop the technology of the adsorbent which can control the harmful substances in the room with antimicrobial property by using the non-noble metal material instead of the noble metal material.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 항균성과 음이온 방출 기능을 가지고 실내공기에 존재하는 포름알데히드, 휘발성유기화합물(TVOC), 일산화탄소 및 암모니아를 제어할 수 있는 바이오 세라믹 조성물, 그 제조방법 및 이를 이용한 악취 및 유해물질 제어방법을 제공하는 데 목적이 있다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a bioceramic composition capable of controlling formaldehyde, volatile organic compounds (TVOC), carbon monoxide and ammonia present in room air with antimicrobial and anion- And a method for controlling odor and harmful substances using the same.

또한 부가적으로 상기 바이오 세라믹 조성물에 소량의 백금을 추가 담지하고 이를 이용하여 포름알데히드를 인체에 무해한 이산화탄소로 산화시키는 방법을 제공하고자 한다.The present invention also provides a method of additionally supporting a small amount of platinum in the bioceramics composition and using the same to oxidize formaldehyde to carbon dioxide harmless to the human body.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 일라이트(illite), 세리사이트(sericite), 게르마늄(germanium) 및 귀양석을 포함하는 물질을 혼합 및 분쇄하여 바이오 세라믹 조성물을 제조하는 방법을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a method for preparing a bioceramics composition by mixing and pulverizing materials including illite, sericite, germanium and gneiss.

또한 상기 바이오 세라믹 조성물은 상기 일라이트 50~80중량%, 상기 세리사이트 10~40중량%, 상기 게르마늄 1~10중량% 및 상기 귀양석 1~10중량% 함량으로 구성된 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.The bioceramic composition may further comprise 50 to 80% by weight of the iodine, 10 to 40% by weight of the sericite, 1 to 10% by weight of the germanium and 1 to 10% by weight of the gadolinium oxide. do.

또한 상기 혼합 및 분쇄는 에어 제트밀(air jetmill) 방식의 분쇄기를 이용하여 상기 물질이 1,000~9,000mesh 입자로 분쇄되도록 수행되는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.The mixing and pulverization is performed using an air jet mill pulverizer so that the material is pulverized into 1,000 to 9,000 mesh particles.

또한 환경친화형 액상 바인더를 더욱 혼합하되, 상기 환경친화형 액상 바인더 100중량부에 대하여 상기 일라이트, 상기 세리사이트, 상기 게르마늄 및 상기 귀양석의 혼합물을 1~10중량부 함량으로 혼합하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.Wherein the environmentally friendly liquid binder is further mixed with 1 to 10 parts by weight of a mixture of the sunlight, the sericite, the germanium and the gypsum stone, based on 100 parts by weight of the environmentally friendly liquid binder. . ≪ / RTI >

상기 다른 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 상기 방법에 따라 제조된 바이오 세라믹 조성물에 악취 또는 유해물질을 포함하는 혼합 가스를 통과시켜 상기 악취 또는 유해물질을 흡착시켜 제어하는 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for adsorbing and controlling odor or harmful substances by passing a mixed gas containing odorous or harmful substances through a bio-ceramic composition produced according to the method.

상기 또 다른 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 일라이트(illite), 세리사이트(sericite), 게르마늄(germanium) 및 귀양석을 포함하는 물질이 혼합 및 분쇄된 조성물로서 항균 기능을 가지는 바이오 세라믹 조성물을 제공한다.In order to solve the above-described problems, the present invention provides a bioceramic composition having antimicrobial function as a composition comprising a mixture of raw materials including illite, sericite, germanium, to provide.

또한 상기 조성물은 음이온 방출 기능을 더 가지는 것을 특징으로 하는 세라믹 조성물을 제공한다.Also, the present invention provides a ceramic composition having an anion releasing function.

상기 또 다른 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 상기 조성물에 백금 전구체를 담지, 건조 및 소성 후 환원 분위기에서 열처리하여 백금/바이오 세라믹 촉매를 제조하는 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of preparing a platinum / bioceramic catalyst by supporting a platinum precursor on the composition, and drying and firing the resultant, followed by heat treatment in a reducing atmosphere.

또한 상기 백금 전구체는 상기 조성물 100중량부에 대하여 0.01~1중량부로 담지되는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.And the platinum precursor is supported in an amount of 0.01 to 1 part by weight based on 100 parts by weight of the composition.

또한 상기 열처리는 500~700℃ 온도에서 0.5~2시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.Also, the heat treatment is performed at a temperature of 500 to 700 ° C for 0.5 to 2 hours.

상기 또 다른 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 상기 방법에 따라 제조된 촉매에 포름알데히드를 포함하는 혼합 가스를 통과시켜 상기 포름알데히드를 이산화탄소로 산화시키는 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for oxidizing formaldehyde to carbon dioxide by passing a mixed gas containing formaldehyde through a catalyst prepared according to the method.

또한 상기 방법은 상온에서 공간속도 10,000~20,000hr-1 조건으로 수행되는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.The process is also characterized in that the process is carried out at room temperature at a space velocity of 10,000 to 20,000 hr <" 1 >.

본 발명에 따르면, 특정 바이오 세라믹 성분 조성을 통해 우수한 항균 기능을 가지는 바이오 세라믹 조성물 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, a bioceramic composition having an excellent antibacterial function through a specific composition of a bioceramic component and a method of manufacturing the same can be provided.

또한 음이온 방출 기능을 더 가지는 바이오 세라믹 조성물 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.The present invention also provides a bioceramics composition having an anion releasing function and a method for producing the same.

또한 실내공기에 존재하는 포름알데히드, 휘발성유기화합물(TVOC), 일산화탄소 및 암모니아를 제어할 수 있는 백금/바이오 세라믹 촉매 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.Also, it is possible to provide a platinum / bioceramic catalyst capable of controlling formaldehyde, volatile organic compounds (TVOC), carbon monoxide, and ammonia present in the indoor air, and a manufacturing method thereof.

또한 바이오 세라믹 조성물에 최적 공정을 통해 백금을 담지함으로써 포름알데히드를 상온에서 산화시킬 수 있는 백금/바이오 세라믹 촉매 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.Also, it is possible to provide a platinum / bioceramic catalyst capable of oxidizing formaldehyde at room temperature by carrying platinum on an optimal process for the bioceramics composition, and a process for producing the same.

도 1a 및 도 1b는 각각 본 발명의 제조예 1에 따라 제조된 바이오 세라믹 조성물 및 티타니아의 포름알데히드 흡착 및 탈착 특성을 도시한 그래프,
도 2a 및 도 2b는 각각 본 발명의 제조예 1에 따라 제조된 바이오 세라믹 조성물 및 티타니아의 일산화탄소 흡착 및 탈착 특성을 도시한 그래프,
도 3a 및 도 3b는 각각 본 발명의 제조예 1에 따라 제조된 바이오 세라믹 조성물 및 티타니아의 암모니아 흡착 및 탈착 특성을 도시한 그래프.
FIGS. 1A and 1B are graphs showing the adsorption and desorption characteristics of formaldehyde of the bioceramics composition and titania prepared according to Production Example 1 of the present invention, respectively,
FIGS. 2A and 2B are graphs showing carbon monoxide adsorption and desorption characteristics of the bioceramics composition and titania prepared according to Production Example 1 of the present invention, respectively;
FIGS. 3A and 3B are graphs showing the adsorption and desorption characteristics of ammonia of the bioceramics composition and titania prepared according to Production Example 1 of the present invention, respectively. FIG.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Throughout the specification, when an element is referred to as "including " an element, it means that it can include other elements, not excluding other elements, unless specifically stated otherwise.

본 발명자들은 바이오 세라믹 조성물로서 특정 성분 조성에서 항균성 및 음이온 방출 기능을 가지고, 포름알데히드, 휘발성유기화합물(TVOC), 일산화탄소 및 암모니아의 각기 다른 흡착, 탈착 능력이 존재하는 것을 발견하고 본 발명에 이르게 되었다. 이하 본 발명에 따른 바이오 세라믹 조성물의 제조 과정을 통하여 상세히 설명한다.The inventors of the present invention found that a bioceramic composition having antimicrobial and anion releasing functions in a specific ingredient composition and different adsorption and desorption capacities of formaldehyde, volatile organic compound (TVOC), carbon monoxide and ammonia exist, leading to the present invention . Hereinafter, the production process of the bioceramics composition according to the present invention will be described in detail.

본 발명에 따른 바이오 세라믹 조성물은 일라이트(illite), 세리사이트(sericite), 게르마늄(germanium) 및 귀양석(군마장석)을 주요 물질로 하고, 이를 혼합 및 분쇄한 후 선별하여 제조된다. 본 발명에서는 상기 4 가지의 주요 물질을 모두 포함하여 일정 크기로 분쇄됨으로써 악취 또는 유해물질을 포함하는 혼합 가스를 통과 시 항균성과 음이온 방출 기능 발휘와 함께 포름알데히드, 휘발성유기화합물, 일산화탄소 및 암모니아 제거 성능을 모두 구현할 수 있게 된다.The bioceramics composition according to the present invention is prepared by mixing and grinding illite, sericite, germanium and geysin (gunma feldspar) as main materials and selecting them. In the present invention, since all of the four main substances are crushed to a predetermined size, it is possible to exhibit antimicrobial and anion releasing function when passing a mixed gas containing odorous or harmful substances and to remove formaldehyde, volatile organic compounds, carbon monoxide and ammonia Can be implemented.

본 발명에서는 특히 상기 주요 물질의 성분비에 따라서는 항균성 및 음이온 방출 기능, 포름알데히드 등 유해물질 제거 성능 중 어느 하나 이상의 기능 발휘가 어려울 수 있는 것을 확인하였으며, 상기 주요 물질의 성분 함량이 일라이트 50~80중량%, 세리사이트 10~40중량%, 게르마늄 1~10중량% 및 상기 귀양석 1~10중량% 범위일 경우에는 항균성과 음이온 방출 기능, 포름알데히드, 휘발성유기화합물, 일산화탄소 및 암모니아 제거 성능을 모두 구현할 수 있는 것으로 확인하였다. 상기 주요 물질의 성분 함량은 더욱 바람직하게는 일라이트 60~70중량%, 세리사이트 20~30중량%, 게르마늄 2~8중량% 및 귀양석 2~8중량% 범위일 수 있고, 더욱 더 바람직하게는 일라이트 63~67중량%, 세리사이트 23~27중량%, 게르마늄 3~7중량% 및 귀양석 3~7중량% 범위일 수 있고, 가장 바람직하게는 일라이트 64~66중량%, 세리사이트 24~26중량%, 게르마늄 4~6중량% 및 귀양석 4~6중량% 범위일 수 있다.In the present invention, it has been found that it may be difficult to exhibit any one or more of antimicrobial activity, anion releasing function, and formaldehyde-removing ability, depending on the ratio of the main material. The removal efficiency of formaldehyde, the amount of volatile organic compounds, the amount of carbon monoxide, and the amount of ammonia can be reduced when the amount of cerium oxide is in the range of 10 to 80 wt%, 10 to 40 wt% of sericite, 1 to 10 wt% of germanium and 1 to 10 wt% It is confirmed that both can be implemented. The ingredient content of the main material may more preferably be in the range of 60 to 70% by weight of ilite, 20 to 30% by weight of sericite, 2 to 8% by weight of germanium and 2 to 8% by weight of ganoderma, May be in the range of 63 to 67% by weight of ilite, 23 to 27% by weight of sericite, 3 to 7% by weight of germanium and 3 to 7% by weight of lead oxide and most preferably 64 to 66% 24 to 26 wt%, germanium 4 to 6 wt%, and ganoderma 4 to 6 wt%.

또한 상기 주요 물질의 혼합물의 상기 성능 발휘를 위해서는 일정 크기로 분쇄될 필요가 있으며, 1,000~9,000mesh 크기의 입자로 분쇄된 것을 사용할 경우 후술하는 바인더와의 혼합 및 균질화를 통하여 예컨대, 실내벽면에 코팅하여 사용될 수 있다. 이때 입자 크기는 2,000~8,000mesh 크기인 것이 더욱 바람직하고, 3,000~8,000mesh 크기인 것이 더욱 더 바람직하며, 5,000~7,500mesh 크기인 것이 가장 바람직하다. 상기 주요 물질의 혼합 및 분쇄 방법은 특별히 한정되는 것은 아니나, 에어 제트밀(air jetmill) 방식의 분쇄기를 이용할 경우 상대적으로 균일한 크기의 입자 상태를 구현할 수 있다.In order to exhibit the above performance of the mixture of the main materials, it is necessary to be pulverized to a predetermined size. When pulverized particles having a size of 1,000 to 9,000 mesh are used, mixing and homogenization with a binder described later, Can be used. More preferably, the particle size is 2,000 to 8,000 mesh size, more preferably 3,000 to 8,000 mesh size, and most preferably 5,000 to 7,500 mesh size. The method of mixing and pulverizing the main material is not particularly limited, but when using an air jet mill grinder, it is possible to achieve a relatively uniform particle size.

상기 주요 물질의 분쇄물은 직접적으로 항균성 및 음이온 방출 기능을 가지고 포름알데히드 등의 유해물질을 제거하는 기능을 가지나, 실제 사용 시에는 바인더와 일정 비율로 혼합하여 실내벽면 등의 대상물에 코팅하는 등의 방식으로 사용될 수 있다. 이때 사용되는 바인더로서 예상치 못한 또 다른 유해물질 발생을 방지하기 위해 바람직하게는 환경친화형 액상 바인더를 사용할 수 있으며, 그 함량은 환경친화형 액상 바인더 100중량부에 대하여 상기 주요 물질의 혼합물을 1~10중량부, 바람직하게는 3~7중량부, 가장 바람직하게는 4~6중량부 함량으로 혼합하여 사용될 수 있다.The pulverized material of the main material has a function of directly discharging antimicrobial and anion releasing function and removing harmful substances such as formaldehyde. In actual use, the pulverized material of the main material is mixed with a binder at a certain ratio and coated on a subject such as a wall of a room Can be used. In order to prevent the generation of another unexpected harmful substance, the environmentally friendly liquid binder may be used. The content of the binder may be 1 to 100 parts by weight of the environmentally friendly liquid binder, 10 parts by weight, preferably 3 to 7 parts by weight, and most preferably 4 to 6 parts by weight.

상기 환경친화형 액상 바인더로는 목재, 종이, 플라스틱, 금속 등의 재질을 갖는 대상물에 코팅용으로 사용될 수 있는 수용성 폴리머 조성물이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예컨대 수용성 폴리우레탄계 코팅제로서 수용성 폴리우레탄 5~50중량%, 바람직하게는 10~30중량%와 분산액, 소포제, 증점제 등의 첨가제를 0.1~2중량%, 나머지 희석액(물)을 함유한 액상 바인더가 사용될 수 있다. 이때 상기 액상 바인더는 고형분 함량이 28~32중량%, 점도(cps, 25±1℃)가 500 이하, pH가 7.0~9.0 및 경도(100%, Modulus(㎏f/㎠))가 100~150인 중경질의 바인더인 것이 특히 바람직하다.The environmentally friendly liquid binder is not particularly limited as long as it is a water-soluble polymer composition that can be used for coating an object having a material such as wood, paper, plastic, or metal. For example, a water-soluble polyurethane- (Water) in an amount of 0.1 to 2% by weight, preferably 10 to 30% by weight, and an additive such as a dispersion, defoamer, and thickener may be used. The liquid binder has a solid content of 28 to 32% by weight, a viscosity (cps, 25 ± 1 ° C) of 500 or less, a pH of 7.0 to 9.0 and a hardness (100%, Modulus (kgf / It is particularly preferable that the binder is a medium-to-high-quality binder.

본 발명에서는 포름알데히드에 대한 상온에서의 산화능을 구현시키기 위한 수단이 개시된다. 즉 본 발명은 상기 주요 물질을 포함하는 바이오 세라믹 조성물에 백금이 담지된 백금/바이오 세라믹 촉매를 개시한다. 본 발명에 따른 백금/바이오 세라믹 촉매는 기본적으로 바이오 세라믹 조성물 담체에 백금 전구체를 담지, 건조, 소성 및 환원하는 과정을 포함한다.The present invention discloses a means for realizing the ability to oxidize formaldehyde at room temperature. That is, the present invention discloses a platinum / bioceramic catalyst having platinum supported on a bioceramics composition containing the main material. The platinum / bioceramic catalyst according to the present invention basically comprises a step of carrying a platinum precursor on a support of a bioceramic composition, followed by drying, firing and reduction.

상기 담지 공정은 활성금속인 백금을 지지체인 바이오 세라믹 조성물에 담지하기 위한 방법으로 함침법을 이용하여 수행될 수 있다. 구체적으로, 담체 중량을 기준으로 백금 전구체를 정량하여 수용액 상에 용해시키고, 준비된 바이오 세라믹 조성물 담체와 백금 전구체가 용해된 수용액을 충분히 혼합하여 슬러리 형태로 제조할 수 있다.The above carrying process can be carried out by impregnation as a method for carrying platinum, which is an active metal, on a supporting bioceramics composition. Specifically, the platinum precursor is quantitatively determined based on the weight of the carrier, dissolved in an aqueous solution, and the prepared bioceramic composition carrier and the aqueous solution in which the platinum precursor is dissolved are sufficiently mixed to prepare a slurry.

백금 담지를 위해 사용되는 전구체로는 특별히 제한되는 것은 아니며, 예컨대 염화백금(PtCl4), 테트라-아민 백금 나이트레이트(Pt(NH3)4(NO3)2), 수산화백금(Pt(OH)2), 하이드록실 백금((NH2-CH2-CH2-OH)2Pt(OH)6) 등이 사용될 수 있다.Examples of the precursor used for carrying the platinum include, but are not limited to, platinum chloride (PtCl 4 ), tetraamine platinum nitrate (Pt (NH 3 ) 4 (NO 3 ) 2 ), platinum hydroxide (Pt 2 ), hydroxyl platinum ((NH 2 -CH 2 -CH 2 -OH) 2 Pt (OH) 6 ) and the like can be used.

또한 담지되는 백금 전구체 함량은 상기 바이오 세라믹 조성물 담체 100중량부에 대하여 0.01~1중량부인 것이 바람직하고, 0.02~0.5중량부인 것이 더욱 바람직하고, 0.05~0.1중량부인 것이 가장 바람직하다. 상기 백금 전구체 함량이 0.01중량부 미만일 경우에는 촉매 활성이 만족스럽지 않을 수 있고, 1중량부를 초과할 경우 투입 대비 효율 면에서 바람직하지 않고 전체 촉매 비용 측면에서 요구되는 촉매 활성이 유도될 수 있는 한 활성금속의 함량은 적을수록 유리하다.The amount of the platinum precursor to be supported is preferably 0.01 to 1 part by weight, more preferably 0.02 to 0.5 part by weight, most preferably 0.05 to 0.1 part by weight based on 100 parts by weight of the above-described bioceramics composition carrier. If the content of the platinum precursor is less than 0.01 part by weight, the catalyst activity may not be satisfactory. If the amount of the platinum precursor is more than 1 part by weight, The smaller the metal content, the better.

이후, 상기 제조된 슬러리의 수분은 진공증발기를 이용하여 제거한 후, 슬러리내 미세 기공에 포함된 잔여수분은 건조기에서 충분히 건조하여 제거할 수 있다. 예를 들어, 건조기를 이용하여 90~115℃, 바람직하게는 100~105℃의 온도에서 24시간 이상 건조시켜 제거할 수 있다.Thereafter, the water content of the prepared slurry is removed by using a vacuum evaporator, and the residual moisture contained in the micropores in the slurry can be sufficiently dried by a dryer. For example, it can be dried by using a drier at a temperature of 90 to 115 ° C, preferably 100 to 105 ° C for at least 24 hours.

이후, 건조가 완료된 시료에 대하여 열처리를 통해 활성금속의 크기 및 분산도를 제어하기 위한 소성 과정을 거친다. 이때 소성 온도는 높은 온도에서의 활성금속의 응집 현상을 고려하여 400~500℃ 온도로 2~5시간, 바람직하게는 3~4시간 수행할 수 있다. 이러한 소성 공정은 튜브(tube)형 로, 컨벡션(convection)형 로, 화격자형 로 등 공지된 다양한 형태의 로에서 이루어질 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다.Thereafter, the dried sample is sintered to control the size and the degree of dispersion of the active metal through heat treatment. At this time, the firing temperature can be carried out at a temperature of 400 to 500 ° C. for 2 to 5 hours, preferably 3 to 4 hours, in consideration of agglomeration of the active metal at a high temperature. The firing process may be performed in various types of furnaces, such as a tube type, a convection type, and a grate type, and is not particularly limited.

이후, 촉매의 최적 상온 산화능 부여를 위한 환원분위기에서의 열처리가 수행되며, 바람직하게는 500~700℃ 온도에서 0.5~2시간 조건으로 수행될 수 있다. 열처리 온도가 700℃를 초과할 경우에는 활성금속의 응집 현상이 발생할 수 있고, 열처리 시간에 있어서는 0.5시간 미만일 경우 촉매의 상온 산화능을 부여하기 충분하지 않을 수 있고, 2시간을 초과할 경우 활성금속의 응집 현상이 발생할 수 있다.Thereafter, the catalyst is subjected to a heat treatment in a reducing atmosphere for imparting optimum oxidizing ability at room temperature, and preferably at 500 to 700 ° C for 0.5 to 2 hours. If the heat treatment temperature is higher than 700 ° C, agglomeration of the active metal may occur. If the heat treatment temperature is less than 0.5 hour, the catalyst may not be sufficiently oxidized at room temperature. If the heat treatment temperature exceeds 2 hours, Coagulation phenomenon may occur.

이상의 방법으로 제조된 백금/바이오 세라믹 촉매에 포름알데히드를 포함하는 혼합 가스를 통과시켜 포름알데히드를 높은 효율로 이산화탄소로 산화시킬 수 있게 된다.The mixed gas containing formaldehyde is passed through the platinum / bioceramic catalyst manufactured by the above method, so that formaldehyde can be oxidized to carbon dioxide with high efficiency.

한편 본 발명에 따른 백금/바이오 세라믹 촉매는 분말 형상 또는 허니컴, 슬레이트, 펠릿 등의 벌크 형상으로 가공될 수 있으며, 금속 또는 세라믹 재질의 판, 섬유, 필터 또는 허니컴 구조체의 표면에 코팅하여 사용될 수 있다.Meanwhile, the platinum / bioceramic catalyst according to the present invention can be processed in the form of a powder, a bulk of honeycomb, slate, pellet, etc., and can be coated on a surface of a metal or ceramic plate, fiber, filter or honeycomb structure .

이하, 제조예 및 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Production Examples and Examples.

제조예Manufacturing example 1: 바이오 세라믹 조성물 제조 1: Manufacture of bioceramic composition

일라이트 65중량부, 세리사이트 25중량부, 게르마늄 5중량부 및 귀양석 5중량부로 정량하여 혼합한다. 이후 에어 제트밀(air jetmill) 방식의 분쇄기(Alpine Co. Zet mill 200 AFG)를 이용하여 5,000~7,500mesh 크기의 입자로 분쇄 가공하여 바이오 세라믹 조성물을 제조한다. 제조된 바이오 세라믹 조성물의 성분을 분석(ICP 분석)하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
65 parts by weight of sunlight, 25 parts by weight of sericite, 5 parts by weight of germanium and 5 parts by weight of gravelly starch. Thereafter, the mixture is pulverized into particles having a size of 5,000 to 7,500 mesh by using an air jet mill grinder (Alpine Co. Zet mill 200 AFG) to produce a bioceramic composition. The components of the prepared bioceramic composition were analyzed (ICP analysis) and the results are shown in Table 1 below.

Figure 112014083864626-pat00001
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제조예Manufacturing example 2 내지 4: 백금/바이오 세라믹 촉매 제조 2 to 4: Preparation of platinum / bioceramic catalyst

백금 전구체로 염화백금(PtCl4: Aldrich Chemical Co.)을 제조예 1에 따라 제조된 바이오 세라믹 담체 100중량부 기준으로 0.1중량부, 0.05중량부, 및 0.01중량부(각각 제조예 2 내지 4)가 되도록 정량한 후 60℃ 이상으로 가열된 증류수에 용해시켜 백금 전구체 수용액을 제조한다. 계속하여 백금 전구체 수용액과 바이오 세라믹 담체를 혼합하여 슬러리 형태로 제조한 후 회전증발기를 이용하여 수분을 제거 후, 미세 기공에 포함된 수분을 완전히 제거하기 위하여 103℃의 건조기에서 하루 이상 충분히 건조한다. 이후 튜브(tube)형 로에서 400℃의 온도로 4시간 동안 공기 분위기 하에 소성시키고, 최종적으로 소성이 완료된 시료를 30% 수소/질소 분위기에서 500~700℃의 온도로 0.5~2시간 동안 환원 처리하여 백금/바이오 세라믹 촉매를 제조한다.
(PtCl 4 : Aldrich Chemical Co.) as a platinum precursor were added in an amount of 0.1 part by weight, 0.05 part by weight, and 0.01 part by weight (Production Examples 2 to 4, respectively) on the basis of 100 parts by weight of the bioceramics carrier prepared in Production Example 1, And then dissolved in distilled water heated to 60 ° C or more to prepare an aqueous solution of a platinum precursor. Subsequently, the slurry is prepared by mixing the platinum precursor aqueous solution and the bioceramic carrier, and then dried using a rotary evaporator to thoroughly remove moisture from the micropores at a temperature of 103 ° C for at least one day. Thereafter, the sample was fired in a tube furnace at a temperature of 400 ° C. for 4 hours under an air atmosphere. Finally, the fired sample was subjected to reduction treatment at a temperature of 500 to 700 ° C. in a 30% hydrogen / nitrogen atmosphere for 0.5 to 2 hours To produce a platinum / bioceramic catalyst.

실시예Example 1: 항균 및 살균 기능 1: Antibacterial and sterilizing function

상기 제조예 1에 따라 제조된 바이오 세라믹 조성물에 대하여 항균 및 살균 기능을 조사하기 위해 하기 방법에 따라 포도상구균, 폐렴균 및 대장균에 의한 항균시험을 수행하였고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.To examine the antibacterial and sterilizing function of the bioceramics composition prepared according to Preparation Example 1, the antibacterial test with Staphylococcus, Pneumococcus and Escherichia coli was carried out according to the following method. The results are shown in Table 2 below.

[시험방법][Test Methods]

항균시험은 KS K 0693: 2006에 따라 수행하였으며, Staphylococcus aureus ATCC 6538, Klebsiella pneumonia ATCC 4352, Escherichia coli ATCC 25922의 균주를 사용하였고, 접종균에 0.05% 비이온계면활성제를 사용하였으며, 표준포의 경우 KS K 0905 염색견뢰도용 첨부백포(cotton)로 항균시험을 수행하였다.
Antibacterial tests were carried out according to KS K 0693: 2006, and Staphylococcus aureus ATCC 6538, Klebsiella pneumonia ATCC 4352, Escherichia E. coli strain ATCC 25922 was used. A 0.05% nonionic surfactant was used for the inoculum and an antibacterial test was carried out on the attached cotton for KS K 0905 dyeing fastness in the case of the standard cell.

Figure 112014083864626-pat00002
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표 2를 참조하면, 제조예 1에 따라 제조된 바이오 세라믹 조성물은 포도상구균, 폐렴균 및 대장균에 대하여 99.9%의 정균감소율을 나타내어 우수한 항균성을 보인 것을 확인할 수 있다.
Referring to Table 2, it can be confirmed that the bioceramic composition prepared according to Production Example 1 showed a bacteriostatic reduction rate of 99.9% against Staphylococcus, Pneumococcus and Escherichia coli, showing excellent antibacterial activity.

실시예Example 2: 탈취 기능 2: deodorizing function

상기 제조예 1에 따라 제조된 바이오 세라믹 조성물에 대하여 탈취 기능을 조사하기 위해 하기 방법에 따라 암모니아 및 포름알데히드 탈취시험을 수행하였고 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.To investigate the deodorizing function of the bioceramics composition prepared according to Preparation Example 1, ammonia and formaldehyde deodorization tests were carried out according to the following methods. The results are shown in Table 3 below.

[시험방법][Test Methods]

암모니아 탈취시험의 경우 KFIA-FI-1004에 따라 수행되었고, 포름알데히드 탈취시험의 경우 KICM-FIR-1086에 따라 수행되었다. 또한 암모니아 농도 측정은 가스 검지관을 이용하여 수행되었다.
The ammonia deodorization test was carried out in accordance with KFIA-FI-1004 and the formaldehyde deodorization test in accordance with KICM-FIR-1086. Ammonia concentration was also measured using a gas detector tube.

Figure 112014083864626-pat00003
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표 3을 참조하면, 제조예 1에 따라 제조된 바이오 세라믹 조성물은 암모니아 탈취시험 결과 초기 30분까지 63%의 탈취 능력을 보였으며, 시간이 지남에 따라 탈취율은 점점 증가하여 120분 경과 시 76%의 탈취율을 나타내었다.As shown in Table 3, the bioceramic composition prepared according to Preparation Example 1 showed 63% deodorizing ability up to the initial 30 minutes after the ammonia deodorization test, and the deodorization rate gradually increased over time, and 76% Respectively.

또한 포름알데히드 탈취시험 결과 역시 30분까지 57.7%의 탈취 능력을 보였으며, 시간이 지남에 따라 탈취율은 점점 증가하여 120분 경과 시 62.9%의 탈취율을 나타내었다.
Also, the deodorization test of formaldehyde showed 57.7% deodorizing ability up to 30 minutes, and the deodorization rate gradually increased over time, indicating a deodorization rate of 62.9% over 120 minutes.

실시예Example 3:  3: 휘발성유기화합물Volatile organic compounds 및 포름알데히드 제어 기능 And formaldehyde control

상기 제조예 1에 따라 제조된 바이오 세라믹 조성물에 대하여 휘발성유기화합물 및 포름알데히드 제어 기능을 조사하기 위해 하기 방법에 따른 시험을 수행하였고 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.The bioceramic composition prepared in Preparation Example 1 was tested for the control of volatile organic compounds and formaldehyde by the following method. The results are shown in Table 4 below.

[시험방법][Test Methods]

휘발성유기화합물 및 포름알데히드 제어시험은 한국건자재시험연구원을 통해 실내공기질공정시험법(환경부고시 제2004-80호)에 따라 수행하였으며, Detector의 경우 유기화합물은 MS, 포름알데히드는 UV/Vis 360㎚를 통해 측정하였다. 또한 시험에 사용된 소형챔버의 경우 실내온도 24.9~25.3℃, 상대습도 49~52% 조건으로 하여 시험을 수행하였다.
The volatile organic compounds and formaldehyde control tests were conducted according to the indoor air quality process test method (Ministry of the Environment Notice 2004-80) by the Korean Institute of Construction Materials. In the case of the detector, the organic compounds were MS and the formaldehyde was UV / Vis 360 nm Lt; / RTI > Also, for the small chamber used in the test, the test was performed under conditions of room temperature 24.9 ~ 25.3 ℃, relative humidity 49 ~ 52%.

Figure 112014083864626-pat00004
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표 4를 참조하면, 총휘발성유기화합물은 0.036㎎/㎡h로 미량 검출되었으며, 포름알데히드의 경우 검출되지 않은 것으로부터, 제조예 1에 따라 제조된 바이오 세라믹 조성물은 휘발성유기화합물 및 포름알데히드 제어 기능을 가지고 있는 것을 확인할 수 있다.
As shown in Table 4, the total amount of volatile organic compounds was detected as 0.036 mg / m 2 h, and in the case of formaldehyde was not detected, the bioceramic composition prepared according to Preparation Example 1 showed a volatile organic compound and formaldehyde control function As shown in Fig.

실시예Example 4: 음이온 방출 기능 4: Negative ion emission function

상기 제조예 1에 따라 제조된 바이오 세라믹 조성물에 대하여 음이온 방출 기능을 조사하기 위해 하기 방법에 따라 음이온 방출량 시험을 수행하였고 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.To examine the anion releasing function of the bioceramics composition prepared according to Preparation Example 1, anion emission test was performed according to the following method. The results are shown in Table 5 below.

[시험방법][Test Methods]

음이온 방출 시험은 KFIA-FI-1042 시험방법에 따라 진행하였으며, 전하 입자 측정 장치를 이용하여 실내온도 10℃, 습도 30%, 대기중 음이온수 104/㏄ 조건에서 시험하였고, 측정대상물에서 방출되는 음이온을 측정하여 단위체적당 이온(ION) 수로 표시하였다.
The anion emission test was carried out according to the KFIA-FI-1042 test method. The test was carried out using a charge particle measuring device at room temperature of 10 ° C, humidity of 30% and number of anions in the atmosphere of 104 / (ION) per unit volume.

Figure 112014083864626-pat00005
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표 5를 참조하면, 제조예 1에 따라 제조된 바이오 세라믹 조성물은 단위체적 1㏄ 당 1.028 이온의 음이온을 방출함을 확인하였다.
Referring to Table 5, it was confirmed that the bioceramic composition prepared according to Production Example 1 emitted 1.028 ions per cc.

실시예Example 5: 포름알데히드 흡착 및 탈착 특성 5: Adsorption and desorption characteristics of formaldehyde

본 발명에 따른 바이오 세라믹 조성물의 포름알데히드 흡착 및 탈착 특성을 평가하기 위해 상기 제조예 1에 따라 제조된 바이오 세라믹 조성물과 비교평가를 위한 대상 촉매로 대표적 광촉매 물질인 티타니아(UV-100, hombikat co.)에 대하여 TPO(Temperature Programmed Oxidation) 분석을 수행하였다. TPO 분석은 대상물질을 촉매층에 주입하여 촉매에 대상물질을 흡착시켜 수행된다. 이후 물리적 흡착 및 기상의 대상물질에 의한 실험적 오차를 배제하기 위해 아르곤을 이용하여 촉매 표면의 불순물 및 대상물질을 제거한다. 이후 산소를 촉매층에 주입하면서 온도를 상승시켜 대상물질이 촉매 표면에서 제거되는 온도를 측정하여 촉매가 가지는 흡착 및 탈착 특성을 조사한다. 실험조건 및 측정방법은 하기와 같다.In order to evaluate the adsorption and desorption characteristics of formaldehyde of the bioceramic composition according to the present invention, the bioceramic composition prepared according to Preparation Example 1 and titania (UV-100, hombikat co. ) Were subjected to TPO (Temperature Programmed Oxidation) analysis. The TPO analysis is performed by injecting the target substance into the catalyst layer and adsorbing the target substance to the catalyst. After that, argon is used to remove impurities and target substances on the surface of the catalyst in order to exclude experimental errors due to physical adsorption and vaporous substances. The adsorption and desorption characteristics of the catalyst are examined by measuring the temperature at which the target substance is removed from the catalyst surface by increasing the temperature while injecting oxygen into the catalyst layer. Experimental conditions and measurement methods are as follows.

[실험조건 및 측정방법][Experimental Conditions and Measurement Method]

구체적으로 2920 Autochem(Micromeritics)을 사용하였으며, 측정을 위한 감지기(detector)는 TCD(Thermal Conductivity Detector)를 사용하여 TPO 분석을 수행하였다. 분석의 순서는 100㎛ 이하로 분쇄된 0.25g의 촉매를 충진 후, 우선 50㏄/min의 아르곤(Ar)을 흘리며 120℃까지 10℃/min으로 승온한 후 10분간 유지하면서 촉매 표면의 수분과 잔류하는 불순물을 제거하고 촉매를 활성화시켰다. 이후 30℃의 상온으로 하강한 후 대상물질인 30ppmv 포름알데히드/질소를 지속적으로 흘리며 촉매 표면에 흡착시킨다. 이후 30℃의 상온에서 아르곤을 30분간 흘리며 물리적 흡착과 기상의 포름알데히드를 제거한다. 이후 5 vol.% 산소/아르곤을 흘리며 800℃까지 10℃/min으로 승온하며 탈착되는 반응생성물을 TCD를 이용하여 관찰하였고, 그 결과를 도 1a(바이오 세라믹 조성물) 및 도 1b(티타니아)에 각각 나타내었다.
Specifically, the 2920 Autochem (Micromeritics) was used, and the TPO analysis was performed using a TCD (Thermal Conductivity Detector) as a detector for the measurement. The order of analysis was 0.25 g of the catalyst pulverized to 100 μm or less. The catalyst was heated to 120 ° C. at a rate of 10 ° C./min by flowing argon (Ar) at a rate of 50 cc / min. Residual impurities were removed and the catalyst was activated. Thereafter, the temperature is lowered to room temperature of 30 ° C., and the target substance, 30 ppmv formaldehyde / nitrogen is continuously flowed and adsorbed on the surface of the catalyst. Then, argon is sparged at 30 ° C for 30 minutes to remove physical adsorption and gaseous formaldehyde. Thereafter, the reaction product which was desorbed by raising 5 vol.% Oxygen / argon to 800 ° C at a rate of 10 ° C / min was observed using TCD. The results are shown in FIG. 1a (bioceramic composition) and FIG. 1b Respectively.

도 1을 참조하면, 제조예 1에 따라 제조된 바이오 세라믹 조성물의 경우 흡착된 포름알데히드가 500℃ 이상의 고온에서 산소와 반응하여 이산화탄소의 형태로 탈착됨을 확인할 수 있었다. 반면 티타니아의 경우 200℃에서부터 탈착됨을 알 수 있다. TPO 분석에서 탈착되는 온도가 높을수록 더욱 강하게 흡착하고 있음을 의미한다. 또한 상온에서 흡착된 대상물질이 시간이 지남에 따라 고농도로 농축되게 되고 이러한 대상물질은 온도가 상승함에 따라 고농도로 탈착될 수 있음을 의미한다.
Referring to FIG. 1, in the case of the bioceramic composition prepared according to Preparation Example 1, it was confirmed that the adsorbed formaldehyde was desorbed in the form of carbon dioxide by reacting with oxygen at a high temperature of 500 ° C or higher. Whereas titania is desorbed at 200 ° C. The higher the desorption temperature in the TPO analysis, the stronger the adsorption is. In addition, the target substance adsorbed at room temperature is concentrated at a high concentration over time, and this substance can be desorbed at a high concentration as the temperature rises.

실시예Example 6: 일산화탄소 흡착 및 탈착 특성 6: Carbon monoxide adsorption and desorption characteristics

본 발명에 따른 바이오 세라믹 조성물의 일산화탄소 흡착 및 탈착 특성을 평가하기 위해 상기 제조예 1에 따라 제조된 바이오 세라믹 조성물과 비교평가를 위한 대상 촉매로 대표적 광촉매 물질인 티타니아(UV-100, hombikat co.)에 대하여 TPO(Temperature Programmed Oxidation) 분석을 수행하였고 그 결과를 도 2a(바이오 세라믹 조성물) 및 도 2b(티타니아)에 각각 나타내었다. 실험조건 및 측정방법은 대상물질이 일산화탄소인 것과 Quadrupole Mass(200M)를 이용하여 탈착되는 물질을 모니터링한 것을 제외하고는 실시예 5와 동일하게 수행하였다.In order to evaluate the carbon monoxide adsorption and desorption characteristics of the bioceramic composition according to the present invention, the bioceramic composition prepared according to Preparation Example 1 and titania (UV-100, hombikat co.), Which is a typical photocatalyst material, TPO (Temperature Programmed Oxidation) analysis was carried out on the surface of the substrate and the results are shown in FIG. 2A (bioceramic composition) and FIG. 2B (titania), respectively. Experimental conditions and measurement methods were performed in the same manner as in Example 5, except that the target substance was carbon monoxide and the substance desorbed using Quadrupole Mass (200M) was monitored.

도 2를 참조하면, 제조예 1에 따라 제조된 바이오 세라믹 조성물의 경우 600℃ 이상의 온도에서 대부분 이산화탄소(CO2) 형태로 탈착되나, 티타니아의 경우 200~400℃의 저온 영역에서 이산화탄소(CO2) 형태로 탈착됨을 확인할 수 있었다.
2, the bioceramic composition prepared according to Production Example 1 desorbs most of the carbon dioxide (CO 2 ) form at a temperature of 600 ° C. or higher. In the case of titania, the carbon dioxide (CO 2 ) As shown in FIG.

실시예Example 7: 암모니아 흡착 및 탈착 특성 7: Ammonia adsorption and desorption characteristics

본 발명에 따른 바이오 세라믹 조성물의 암모니아 흡착 및 탈착 특성을 평가하기 위해 상기 제조예 1에 따라 제조된 바이오 세라믹 조성물과 비교평가를 위한 대상 촉매로 대표적 광촉매 물질인 티타니아(UV-100, hombikat co.)에 대하여 TPO(Temperature Programmed Oxidation) 분석을 수행하였고 그 결과를 도 3a(바이오 세라믹 조성물) 및 도 3b(티타니아)에 각각 나타내었다. 실험조건 및 측정방법은 대상물질이 암모니아인 것을 제외하고는 실시예 6과 동일하게 수행하였다.In order to evaluate the ammonia adsorption and desorption characteristics of the bioceramic composition according to the present invention, the bioceramic composition prepared according to Preparation Example 1 and titania (UV-100, hombikat co.), Which is a typical photocatalyst, TPO (Temperature Programmed Oxidation) analysis was carried out on the surface of the sample. The results are shown in Fig. 3A (bioceramics composition) and Fig. 3B (titania), respectively. Experimental conditions and measurement were carried out in the same manner as in Example 6, except that the target substance was ammonia.

도 3을 참조하면, 제조예 1에 따라 제조된 바이오 세라믹 조성물의 경우 600℃ 이상의 온도에서 대부분 이산화질소(NO2) 형태로 탈착되나, 티타니아의 경우 50℃의 저온 영역에서 500℃의 고온 영역까지 일산화질소(NO) 및 이산화질소(NO2) 형태로 탈착됨을 확인할 수 있었다. 즉 제조예 1에 따라 제조된 바이오 세라믹 조성물의 경우 흡착으로 인한 고농축의 대상물질을 낮은 온도에서 탈착시키지 않고 600℃의 고온 영역까지 흡착하고 있음을 의미한다. 반면 티타니아의 경우 50℃의 저온 구간에서 흡착으로 인한 고농축 일산화질소(NO) 및 이산화질소(NO2)가 고농도로 탈착됨에 따라 저온 구간에서 고농도로 유해물질이 발생할 수 있음을 의미한다.
Referring to FIG. 3, the bioceramic composition prepared according to Preparation Example 1 is desorbed in the form of nitrogen dioxide (NO 2 ) at a temperature of 600 ° C. or higher, but in the case of titania, it is desorbed from a low temperature region of 50 ° C. to a high temperature region of 500 ° C. It was confirmed that it was desorbed in the form of nitrogen (NO) and nitrogen dioxide (NO 2 ). That is, in the case of the bioceramics composition prepared according to Preparation Example 1, it means that a highly concentrated target substance due to adsorption is adsorbed to a high temperature region of 600 ° C without desorbing at a low temperature. On the other hand, in the case of titania, high concentrations of nitrogen monoxide (NO) and nitrogen dioxide (NO 2 ) due to adsorption are desorbed at a high temperature in a low temperature region of 50 ° C, which means that toxic substances can be generated at a high temperature in a low temperature region.

실시예Example 8: 포름알데히드 상온  8: formaldehyde room temperature 산화능Oxidative ability 평가 evaluation

본 발명에 따른 백금/바이오 세라믹 촉매의 포름알데히드 상온 산화능을 평가하기 위해 제조예 2 내지 4에 따라 제조된 백금/바이오 세라믹 촉매에 대하여 하기 실험조건 및 측정방법으로 포름알데히드 상온 산화능을 평가하고 그 결과를 하기 표 6에 나타내었다.To evaluate the oxidizing ability of platinum / bioceramic catalyst according to the present invention at room temperature, formaldehyde oxidizing ability at room temperature was evaluated by the following experimental conditions and measurement methods for the platinum / bioceramic catalyst prepared according to Production Examples 2 to 4, Are shown in Table 6 below.

[실험조건][Experimental Conditions]

촉매 반응기의 온도는 이중자켓을 이용하여 25℃로 유지하였으며, 주입되는 가스는 공기 분위기하에서 6ppm의 포름알데히드 및 상대습도 55%가 포함된 혼합가스로 하였으며, 공간속도는 15,000hr- 1으로 유지하였다. 포름알데히드의 상온 산화반응 특성 실험은 고정층 반응기를 사용하였으며, 실험에 사용된 포름알데히드는 파라포름알데히드((CH2O)n: Aldrich Chemical Co.)로서 20℃로 유지되는 이중자켓 안에 넣고 증기화되는 포름알데히드를 캐리어(carrier) 가스를 이용하여 반응장치에 투입하였다. 참고로 공간속도는 촉매가 처리할 수 있는 대상가스의 양을 정량적으로 나타내는 지표로서 전체가스 유량(부피)에 대한 촉매량(부피)의 비율로 나타낸다.The temperature of the catalytic reactor was maintained at 25 ℃ using a double jacket, which is injected gas was a mixed gas containing formaldehyde and a relative humidity of 55% of 6ppm under an air atmosphere, a space velocity of 15,000hr - was kept at 1 . The formaldehyde used in the experiment was placed in a double jacket maintained at 20 ° C as paraformaldehyde ((CH 2 O) n: Aldrich Chemical Co.) and vaporized Formaldehyde was introduced into the reactor using a carrier gas. For reference, the space velocity is an index representing quantitatively the amount of the target gas that can be treated by the catalyst, and is expressed as a ratio of the amount of catalyst (volume) to the total gas flow rate (volume).

[측정방법][How to measure]

포름알데히드가 산화되면 하기 반응식 1에 의해 이산화탄소(CO2)가 생성되며, 생성되는 이산화탄소의 양을 측정하기 위하여 비분산 적외선 가스분석기(ZKJ-2, Fuji Electric Co.)를 이용하였다. 이 경우 미반응 포름알데히드의 존재를 측정하기 위해 고정층 반응기 후단에서 검지관(91, Gas Tec. Co.)을 사용하였다.When formaldehyde is oxidized, carbon dioxide (CO 2 ) is produced by the following reaction formula 1, and a non-dispersive infrared gas analyzer (ZKJ-2, Fuji Electric Co.) was used to measure the amount of generated carbon dioxide. In this case, a detector tube (91, Gas Tec. Co.) was used at the downstream of the fixed bed reactor to measure the presence of unreacted formaldehyde.

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

HCHO + O2 → CO2 + H2O
HCHO + O 2 - > CO 2 + H 2 O

Figure 112014083864626-pat00006
Figure 112014083864626-pat00006

표 6을 참조하면, 0.01중량부의 매우 적은 활성금속(백금) 함량을 갖는 촉매는 포름알데히드 상온 산화능을 보이지 못하였지만 0.05중량부의 백금 함량을 갖는 촉매는 65%의 포름알데히드 상온 산화능을 갖는 것을 확인하였으며, 0.1중량부의 백금 함량을 갖는 촉매의 경우 공간속도 15,000hr-1 조건에서 포름알데히드를 이산화탄소로 완전 산화시키는 우수한 상온 산화능을 가지는 것을 확인할 수 있었다.
Referring to Table 6, it was confirmed that the catalyst having a very small amount of active metal (platinum) content of 0.01 part by weight did not exhibit formaldehyde room temperature oxidizing ability but the catalyst having a platinum content of 0.05 parts by weight had a normal oxidizing ability of formaldehyde at room temperature of 65% , And a catalyst having a platinum content of 0.1 part by weight was found to have excellent oxidizing ability at room temperature for completely oxidizing formaldehyde with carbon dioxide under a condition of a space velocity of 15,000 hr -1 .

이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

따라서, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Accordingly, the scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the foregoing detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning, range, and equivalence of the claims are included in the scope of the present invention Should be interpreted.

Claims (11)

일라이트 50~80중량%, 세리사이트 10~40중량%, 게르마늄 1~10중량% 및 귀양석 1~10중량%를 혼합하고, 1,000~9,000mesh 입자 크기로 분쇄하는 것을 특징으로 하는 바이오 세라믹 조성물 제조 방법.The bioceramics composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the bioceramics composition is prepared by mixing 50 to 80% by weight of diol, 10 to 40% by weight of sericite, 1 to 10% by weight of germanium and 1 to 10% Gt; 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
환경친화형 액상 바인더를 더욱 혼합하되, 상기 환경친화형 액상 바인더 100중량부에 대하여 상기 일라이트, 상기 세리사이트, 상기 게르마늄 및 상기 귀양석의 혼합물을 1~10중량부 함량으로 혼합하는 것을 특징으로 하는 바이오 세라믹 조성물 제조 방법.
The method according to claim 1,
The mixture of the sunlight, the sericite, the germanium and the gypsum is mixed in an amount of 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the environmentally friendly liquid binder. A method for manufacturing a bioceramics composition.
일라이트 50~80중량%, 세리사이트 10~40중량%, 게르마늄 1~10중량% 및 귀양석 1~10중량%의 혼합 분말로 구성되고, 상기 혼합 분말의 입자 크기가 1,000~9,000mesh 인 것을 특징으로 하는 바이오 세라믹 조성물.Wherein the mixed powder has a particle size of 1,000 to 9,000 mesh, and the mixed powder comprises 50 to 80% by weight of sodium carbonate, 10 to 40% by weight of cericite, 1 to 10% by weight of germanium and 1 to 10% Wherein the bioceramic composition is a bioceramics composition. 삭제delete 일라이트 50~80중량%, 세리사이트 10~40중량%, 게르마늄 1~10중량% 및 귀양석 1~10중량%를 혼합하고 1,000~9,000mesh 입자 크기로 분쇄된 바이오 세라믹 조성물을 담지체로 하여, 상기 담지체 100중량부에 대하여 0.01~1중량부의 백금 전구체를 담지, 건조 및 소성 후 환원 분위기에서 열처리하는 것을 특징으로 하는 백금/바이오 세라믹 촉매 제조 방법.A bioceramic composition pulverized into a particle size of 1,000 to 9,000 mesh by mixing 50 to 80% by weight of sunlight, 10 to 40% by weight of sericite, 1 to 10% by weight of germanium and 1 to 10% Wherein the platinum precursor is supported in an amount of 0.01 to 1 part by weight based on 100 parts by weight of the support, and the support is heat-treated in a reducing atmosphere after drying and firing. 삭제delete 제7항에 있어서,
상기 열처리는 500~700℃ 온도에서 0.5~2시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 백금/바이오 세라믹 촉매 제조 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the heat treatment is performed at a temperature of 500 to 700 ° C. for 0.5 to 2 hours.
삭제delete 삭제delete
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