KR101649334B1 - Preparation method of porous copper-manganese oxide catalysts - Google Patents
Preparation method of porous copper-manganese oxide catalysts Download PDFInfo
- Publication number
- KR101649334B1 KR101649334B1 KR1020140126521A KR20140126521A KR101649334B1 KR 101649334 B1 KR101649334 B1 KR 101649334B1 KR 1020140126521 A KR1020140126521 A KR 1020140126521A KR 20140126521 A KR20140126521 A KR 20140126521A KR 101649334 B1 KR101649334 B1 KR 101649334B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- copper
- manganese
- catalyst
- layered silicate
- porous
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/72—Copper
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/16—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/32—Manganese, technetium or rhenium
- B01J23/34—Manganese
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/84—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/889—Manganese, technetium or rhenium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/04—Mixing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/08—Heat treatment
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
본 발명은 일산화탄소, 질소산화물, 암모니아, 황화수소, 휘발성 유기화합물과 같은 유해 및 악취기체 를 효과적으로 제거할 수 있는 다공성 구리-망간 산화물 촉매 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 수용액 중에서 나노두께로 해리되는 팽윤성 층상규산염 콜로이드 존재하에 구리-망간 산화물을 합성 하므로써 구리-망간 산화물 입자와 층상규산염 격자와의 복합구조를 형성 시킴으로써 다공특성이 향상되어 궁극적으로 가스제거특성이 향상된 다공성 구리-망간 촉매 제조방법이다. 다공성 구리-망간 촉매는 일산화탄소, 질소산화물, 암모니아, 휘발성유기화합물의 산화분해 촉매로 이용된다. The present invention relates to a method for preparing a porous copper-manganese oxide catalyst capable of effectively removing harmful and odorous gases such as carbon monoxide, nitrogen oxides, ammonia, hydrogen sulfide, and volatile organic compounds. Manganese oxide in the presence of a swellable layered silicate colloid dissociated to a nano-thickness in an aqueous solution, thereby forming a composite structure of the copper-manganese oxide particles and the layered silicate lattice, thereby improving the porosity and ultimately improving the gas- This is a process for producing an improved porous copper-manganese catalyst. The porous copper-manganese catalyst is used as a catalyst for oxidative decomposition of carbon monoxide, nitrogen oxides, ammonia, and volatile organic compounds.
Description
본 발명은 일산화탄소, 질소산화물, 암모니아, 황화수소, 휘발성 유기화합물과 같은 유해 및 악취기체 를 효과적으로 제거할 수 있는 다공성 구리-망간 산화물 촉매 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 수용액 중에서 나노두께로 해리되는 팽윤성 층상규산염 콜로이드 존재하에 구리-망간 산화물을 합성 하므로써 구리-망간 산화물 입자와 층상규산염 격자와의 복합구조를 형성 시킴으로써 다공특성이 향상되어 궁극적으로 가스제거특성이 향상된 다공성 구리-망간 촉매 제조방법이다. 다공성 구리-망간 촉매는 일산화탄소, 질소산화물, 암모니아, 휘발성유기 화합물의 산화분해 촉매로 이용된다.
The present invention relates to a method for preparing a porous copper-manganese oxide catalyst capable of effectively removing harmful and odorous gases such as carbon monoxide, nitrogen oxides, ammonia, hydrogen sulfide, and volatile organic compounds. Manganese oxide in the presence of a swellable layered silicate colloid dissociated to a nano-thickness in an aqueous solution, thereby forming a composite structure of the copper-manganese oxide particles and the layered silicate lattice, thereby improving the porosity and ultimately improving the gas- This is a process for producing an improved porous copper-manganese catalyst. The porous copper-manganese catalyst is used as a catalyst for oxidative decomposition of carbon monoxide, nitrogen oxides, ammonia, and volatile organic compounds.
최근 쾌적하고 인체에 무해한 생활환경에 대한 대중의 요구가 증가함에 따라 유해물질 또는 악취물질 방출에 대한 법적인 규제가 강화되고 있으며, 이에 수반되어 악취물질과 유해물질을 효과적으로 제어 또는 제거할 수 있는 탈취제 및 탈취장비의 개발이 절실히 요구되어 왔으며, 최근에 많은 연구가 진행되어 왔었다.Recently, as the public demand for a pleasant and harmless living environment has increased, legal regulations on the emission of harmful substances or odorous substances have been strengthened. Accordingly, deodorant, which can effectively control or remove odorous substances and harmful substances, Deodorization equipment has been urgently required and many researches have been carried out recently.
일반적으로, 일상 생활공간, 시장 및 상가, 자동차, 화학플랜트, 산업현장, 하수처리장, 쓰레기매립장, 소각장, 대형발전소 및 보일러 등 다양한 곳에서 인간에 유해하거나 불쾌감을 주는 유해가스 및 악취가 발생한다. 대표적인 유해가스 및 악취물질로는 일산화탄소(CO), 질소산화물(NOx), 오존(Ozone), 암모니아(ammonia), 트리메틸아민(trimethylamine), 아세트알데히드(acetaldehyde), 메탄티올(Methanethiol), 황화메틸(methyl sulfide), 이황화메틸(methyl disulfide), 황화수소(hydrogen sulfide), 산화질소(nitrogen oxide), 이산화질소(nitrogen dioxide), 스티렌(styrene), 휘발성 유기물질(volatile organic compound: VOC) 등이 있다.
Generally, noxious gases and odors which are harmful or uncomfortable to humans are generated in various places such as daily living space, market and shopping center, automobile, chemical plant, industrial site, sewage disposal plant, landfill, incinerator, large power plant and boiler. Typical harmful gas and odor materials include carbon monoxide (CO), nitrogen oxides (NOx), ozone, ammonia, trimethylamine, acetaldehyde, methanethiol, methyl sulfide, methyl disulfide, hydrogen sulfide, nitrogen oxide, nitrogen dioxide, styrene, and volatile organic compounds (VOC).
대표적으로 유해기체 또는 악취를 제거하거나 감소시킬 목적으로 활성탄, 활성알루미나, 제올라이트, 다공성 실리카, 이산화티탄 광촉매 등의 소재가 이용되고 있다. 최근에는 구형의 중공 코어부가 형성된 다공성의 카본 쉘부로 이루어진 카본 나노볼(Adv.Mater. 2002, 14, no. 1, January 4)의 제조방법이 제안되었는데, 이러한 카본 나노볼은 활성탄보다 다양한 종류의 악취 발생물질을 흡착할 수 있다는 장점이 있다. 종래의 이러한 활성탄, 제올라이트 등의 탈취소재는 알루미나 또는 실리카 산화물과 혼용하여 압출시킨 다음 소성시켜 제조한 허니콤 타입, 선형 고분자와 혼용하여 압출 성형시켜 제조한 카트리지 타입, 또는 발포성 수지에 코팅시켜 제조한 불록형 타입 등의 제형으로 제조되어 사용되고 있다. 그러나 이러한 통상적인 제형의 탈취제들은 비표면적이 낮고 유효탈취성분의 함량이 적은데다, 초기의 탈취력이 신속하지 못하고 특히 상온이나 저온에서는 제거효율이 급격히 떨어지는 문제점이 있는 것으로 알려져 있다.
Typically, materials such as activated carbon, activated alumina, zeolite, porous silica, and titanium dioxide photocatalyst are used for removing or reducing harmful gases or odors. Recently, a method for producing a carbon nanoball (Adv. Material 2002, 14, no. 1, January 4) having a porous carbon shell portion having a spherical hollow core portion has been proposed. There is an advantage that a malodor generating substance can be adsorbed. Conventional deodorization materials such as activated carbon and zeolite can be used in a honeycomb type produced by extrusion using alumina or silica oxide followed by firing, a cartridge type produced by extrusion molding mixed with a linear polymer, Block type, and the like. However, such conventional deodorants have a low specific surface area and a low content of effective deodorizing components, and the initial deodorizing ability is not rapid, and the removal efficiency is drastically decreased at room temperature or low temperature.
또한, 한국특허 제 10-0118530호에는 철, 크롬, 니켈, 코발트, 망간, 구리, 동, 마그네슘 등의 금속산화물을 1종 이상 함유한 활성탄 또는 알루미나/실리카를 탈취성분으로 한 카트리지 형태 또는 블록 형태의 탈취제를 제공하고 있다. 또한 미국특허 제 6319440호에는 분말 또는 입상, 그래뉼, 섬유상의 활성탄에 구리나 망간 금속 촉매제를 첨착시켜 산처리를 한 탈취제가 개시되어 있다. 그러나 탈취용량의 한계가 있어 좀 더 효과적인 악취를 제거하기 위해서는 적은 중량으로 보다 더 강력한 탈취력을 지닌 경제적인 새로운 탈취소재의 개발과 타 분야에의 적용성이 우수한 다양한 탈취제 제형의 개발이 요구되고 있다. 또한, 주거환경을 청결히 하고 실내 공기를 정화시킬 목적으로 사용되는 에어컨이나 공기정화기, 환기장치, 청소기 등에도 활성탄이나 이산화티탄을 사용한 카트리지 또는 허니콤 타입, 블록타입, 플레이트 타입 등과 같은 다양한 제형의 탈취제가 적용되고 있지만, 이것 역시 탈취효과가 신속하지 못하고 탈취효과가 미흡하다는 문제점이 있다. 또한, 한국특허 제 10-0457699호에는 다공성 흡착제를 이용한 탈취제 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 다공성 흡착제와 금속염 용액을 교반, 수분증발, 소성 및 냉각시켜 각종 가스 흡착력 및 산화분해능이 뛰어난 금속이 담지된 다공성 흡착제를 제조하고 이를 냉장고, 공기청정제나 에어콘에서의 공기청정에 이용하는 것이 개시되어 있다. 또한, 한국특허 제 10-0330599호에서는 다공성 탈취 필터 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 폴리에스테르필터, 폴리우레탄 필터, 스폰지, 하니컴, 부직포, 망 등의 다공성 지지체의 표면에 나노미터 크기의 인산칼슘계 분말을 도포시킴으로써 공기중에 포함되어 있는 악취를 효과적으로 제거하도록 구성한 다공성 탈취 필터 및 그 제조방법에 관해서 공개하고 있다. 또한, 한국특허 제 10-0413243호에서는 겔 형태의 인산알루미늄에 산으로 활성화된 벤토나이트 분말을 첨가한 후, 환류교반 함으로써 제조되는 흰색의 고체분말을 회수하고, pH를 조절하여, 건조함으로써 제조되는 것을 특징으로 하는 냄새제거제가 공개되어 있다. 또한, 한국특허 제 10-0424788호에서는 산용액 또는 산용액과 산화제 혼합용액(활성화 용액)으로 활성화된 벤토나이트와 유기양이온 및 금속양이온을 이용하여 제조된 나노구조체 냄새 제거제에 관한 것을 개시하고 있다. 또한, 한국특허 제 10-0724288호에서는 탈취 및 냄새 제거가 가능한 수지 조성물에 관한 것으로서, 상업화된 활성탄 혹은 산화 티탄/산화아연의 혼합물을 처방함으로써 탈취 및 냄새 제거에 아주 효과적인 수지 조성물을 제공한다. 또한 한국특허 제 10-0536259호에서는 발포성 고분자 폼을 형성시키고 표면에 산화티탄(TiO2)이 함유된 제오라이트(Zeolite) 분말과 활성탄에 나노 은(Ag)이 함유된 은 활성탄 분말을 주재료로 하는 첨가제와 물과 혼합된 카세인(Casein) 용액을 주재료로 하는 접착제를 혼합하여 졸(Sol)상태의 바인더(Binder)를 형성시켜, 졸 상태의 바인더를 발포성 고분자 표면에 함침시켜 제조되어지는 다공성 탈취필터에 대하여 개시하고 있다. 또한 한국특허 제 10-0840735호에서는 조립활성탄 표면에 구리 및 망간화합물을 첨착시킨 활성탄 탈취제에 관한 것이 개시 되어 있다.
Korean Patent No. 10-0118530 discloses an activated carbon containing at least one metal oxide such as iron, chromium, nickel, cobalt, manganese, copper, copper or magnesium or a cartridge type or block type Of deodorant. In addition, U.S. Patent No. 6319440 discloses a deodorant in which a copper or manganese metal catalyst is impregnated with powdered or granular, granular, or fibrous activated carbon, followed by acid treatment. However, in order to remove more effective odor due to limit of deodorizing capacity, it is required to develop a new deodorizing material economically having more powerful deodorizing power with a smaller weight and to develop various deodorant formulations having excellent applicability to other fields. In addition, it is also possible to use deodorant of various formulations such as a honeycomb type, a block type, a plate type, and the like using an activated carbon or a titanium dioxide for an air conditioner, an air purifier, a ventilator or a vacuum cleaner used for purifying the living environment and purifying the indoor air However, this also has a problem that the deodorizing effect is not quick and the deodorizing effect is insufficient. Korean Patent No. 10-0457699 relates to a deodorant using a porous adsorbent and a method for preparing the same. More specifically, the porous adsorbent and a metal salt solution are stirred, water evaporated, fired, and cooled to obtain various gas adsorption and oxidation A porous adsorbent carrying a metal is prepared and used for cleaning the air in a refrigerator, an air cleaner or an air-conditioner. Korean Patent No. 10-0330599 discloses a porous deodorization filter and a method of manufacturing the porous deodorization filter. More particularly, the present invention relates to a porous deodorization filter and a method for manufacturing the porous deodorization filter, and more particularly to a porous deodorization filter having a nanometer- A porous deodorizing filter configured to effectively remove the odor contained in the air by applying a powder of the system, and a manufacturing method thereof. Korean Patent No. 10-0413243 discloses that a white solid powder prepared by adding bentonite powder activated by an acid to gel-type aluminum phosphate is refluxed and stirred, and the pH is adjusted and then dried An odor removing agent is disclosed. Korean Patent No. 10-0424788 discloses a nanostructure deodorizer prepared by using bentonite, an organic cation, and a metal cation activated with an acid solution or an acid solution and an oxidizing agent mixed solution (activation solution). Korean Patent No. 10-0724288 discloses a resin composition capable of deodorizing and deodorizing, and provides a resin composition highly effective for deodorization and deodorization by prescribing a commercial activated carbon or a mixture of titanium oxide / zinc oxide. Korean Patent No. 10-0536259 discloses an additive comprising a zeolite powder having a foamed polymer foam and containing titanium oxide (TiO 2) on its surface and a silver activated carbon powder containing nano silver (Ag) A porous deodorizing filter prepared by impregnating a binder in a sol state onto a surface of a foamable polymer by forming a binder in a sol state by mixing an adhesive containing a casein solution mixed with water as a main material, Lt; / RTI > Korean Patent No. 10-0840735 discloses an activated carbon deodorant in which copper and a manganese compound are impregnated on the surface of an activated charcoal.
상온에서 일산화탄소 제거에 사용되는 촉매로써 산화망간, 산화구리 등의 혼합물로 이루어진 홉켈라이트 (Hopcalite)가 비교적 경제적이며, 일산화탄소를 제거하는 효능이 우수하나, 수분 존재 하에서는 그 효능이 격감하는 단점이 알려져 있다. (M.I. Brittan, H. Bliss, C.A. Walker, AIChE J. 1970, 16, 305). 또한, 금속 산화물에 담지된 나노크기(5 )의 금(Au) 입자로 구성된 촉매 (G.C. Bond와 D.T. Thompson은 Gold Bulletin 2000, 33(2), pp41-51)는 실온에서 CO를 산화시키는 능력이 우수하나, 금속입자를 나노크기로 균일하게 제조하여 골고루 분산 시키기 위해서는 고도의 기술을 필요로 한다. Au, Pd, Pt와 같은 귀금속 촉매는 우수한 촉매효율, 성능의 항상성 및 지속성, 내피독성 등 촉매로써 성능이 탁월하지만 아직까지 경제적이지 못한 문제가 남아있다. 일본특허 등록 제3321422호 및 일본특허 공개 2000-140577호는 밀폐된 공간 내에 존재하는 미량의 일산화탄소, 니코틴, 아세트알데히드, 암모니아, 이산화황을 제거하는 장치에 관한 것이 공개되어 있는데, 이 장치는 일산화탄소를 제거하기 위하여 알루미나, 실리카, 산화철, 티타니아, 지르코니아, 제올라이트 등의 산화물에 백금, 세륨, 팔라듐, 마그네슘, 티탄 등을 담지시킨 촉매를 사용하고, 알데히드를 제거하기 위하여 활성탄, 실리카겔, 티타니아 등의 흡착제를 사용하고, 암모니아를 제거하기 위하여 점착 활성탄 흡착제를 사용하고, 이산화황을 제거하기 위하여 티타니아, 알루미나, 실리카, 제올라이트 등의 산화물에 망간, 구리를 담지시킨 촉매를 사용하고 있다. 그러나, 이러한 촉매들은 실온보다 높은 40 ~ 60℃ 에서 각각의 유독성 기체 제거가 가능하므로 장치를 별도로 가열하여야 하는 단점이 있다. 미국특허 제6,280,691호는 건물내에 공존하는 유독성 가스를 낮은 온도에서 제거하기 위한 장치 내에 저온산화촉매 즉, 백금, 팔라듐 또는 은이 담지된 소재를 장착하여, SOx, NOx, 오존 등을 실온에서 제거하는 방법을 제시하고 있다. 또한, 미국특허 제6,187,276호는 실내에 존재하는 휘발성유기화합물(VOC)을 낮은 온도에서 제거하기 위하여 0.05 ~ 5 중량% 의 백금(Pt), 팔라듐(Pd) 등의 귀금속이 함유된 산화알루미늄을 촉매로 사용하고 있다. 일본특허 공개 평6-219,721호 및 일본특허 공개 평10-296,087호에서는 세리아, 지르코니아, 티타니아를 은(Ag), 팔라듐 (Pd), 로듐(Rh), 백금(Pt) 등의 귀금속과 공침시켜 만든 촉매가 CO를 산화시키는 능력이 있는 것으로 제시하고 있으나, 이는 150 ~ 200℃ 의 고온에서 성능이 우수함을 보여주고 있으나, 실온에서는 활성이 급격히 저하되는 것으로 알려져 있다. 미국특허 제6,492,298호에서는 상온에서 성능을 보이는 산화반응용 촉매의 제조방법에 대해 소개하고 있으며, 환원 처리하여 산소결함자리를 갖는 세리아, 지르코니아 등의 금속산화물에 귀금속을 담지시켜 만든 촉매가 공기중에 포함된 CO, NOx, 에틸렌, 포름알데히드, 트리메틸아민, 메틸머캡탄 및 아세트알데히드 등의 유독성가스를 25℃ 에서 정화시킬 수 있다고 제시하고 있다. 미국특허 제6,503,462호에서도 대기 중에 공존하는 CO, 휘발성 유기화합물(VOC), 오존 등을 정화하는 장치의 발명에 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 금(Au) 등의 귀금속 또는 망간(Mn), 코발트(Co), 철(Fe) 등의 전이금속을 표면적이 큰 알루미나, 실리카, 티타니아 등의 무기소재에 담지시킨 산화반응용 촉매를 사용하여 발명을 형성하고 있다.As a catalyst used for removing carbon monoxide at room temperature, Hopcalite composed of a mixture of manganese oxide and copper oxide is relatively economical and has an excellent effect of removing carbon monoxide, but its effect is reduced in the presence of water . (M.I. Brittan, H. Bliss, C. A. Walker, AIChE J. 1970, 16, 305). In addition, catalysts composed of gold nanoparticles (5) supported on metal oxide (GC Bond and DT Thompson, Gold Bulletin 2000, 33 (2), pp 41-51) have the ability to oxidize CO at room temperature However, a high technology is required to uniformly disperse and uniformly disperse metal particles into nano-sized particles. Precious metal catalysts such as Au, Pd, and Pt have excellent catalytic efficiency, performance consistency and durability, endotoxicity, and excellent performance as catalysts, but they still remain uneconomical. Japanese Patent No. 3321422 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-140577 disclose an apparatus for removing trace amounts of carbon monoxide, nicotine, acetaldehyde, ammonia, and sulfur dioxide present in a closed space. This apparatus removes carbon monoxide Cerium, palladium, magnesium, titanium or the like is supported on an oxide such as alumina, silica, iron oxide, titania, zirconia or zeolite in order to remove aldehyde and an adsorbent such as activated carbon, silica gel or titania is used An adsorbed activated carbon adsorbent is used to remove ammonia, and a catalyst in which manganese or copper is supported on an oxide such as titania, alumina, silica, or zeolite is used to remove sulfur dioxide. However, these catalysts have the disadvantage that they are required to separately heat the apparatus since each of the catalysts can remove toxic gases at a temperature higher than room temperature of 40 to 60 ° C. U.S. Patent No. 6,280,691 discloses a method for removing SOx, NOx, ozone and the like at room temperature by installing a low temperature oxidation catalyst such as platinum, palladium or silver in a device for removing toxic gases coexisting in a building at low temperature . In addition, U.S. Patent No. 6,187,276 discloses a method for removing aluminum oxide (VOC) contained in a room from a low temperature by adding aluminum oxide containing a precious metal such as platinum (Pt), palladium (Pd) . Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 6-219,721 and 10-296,087 disclose that ceria, zirconia and titania are prepared by coprecipitation with precious metals such as silver (Ag), palladium (Pd), rhodium (Rh) Although the catalyst shows the ability to oxidize CO, it shows excellent performance at a high temperature of 150 to 200 ° C, but it is known that the activity decreases sharply at room temperature. U.S. Patent No. 6,492,298 discloses a method of preparing a catalyst for oxidation reaction exhibiting performance at room temperature and a catalyst formed by supporting a noble metal on a metal oxide such as ceria or zirconia having an oxygen vacancy site by reduction treatment Toxic gases such as CO, NOx, ethylene, formaldehyde, trimethylamine, methylmercaptan and acetaldehyde can be purified at 25 ° C. U.S. Patent No. 6,503,462 also discloses an apparatus for purifying CO, volatile organic compounds (VOC), ozone, and the like that coexist in the atmosphere, a noble metal such as platinum (Pt), palladium (Pd) Cobalt (Co), and iron (Fe) on an inorganic material such as alumina, silica, or titania having a large surface area is used to form an invention.
구리-망간 산화물 시스템은 우수한 일산화탄소, 휘발성 유기화합물(VOCs)의 상온분해 특성 및 암모니아나 황화수소와 같은 악취원에 대한 우수한 흡착특성을 보여 왔다. 그러나 구리-망간 산화물 시스템의 촉매활성은 결정도 민감하게 영향을 받는 취약점이 있고, 일정시간 사용 후 재생을 하기 위해 열처리 하는 경우 결정도의 변화에 따라 촉매특성이 급격히 저하 및 수분 존재 하에서의 촉매 특성이 떨어지는 단점이 지적되었다. 또한, 촉매로써 기본적으로 요구되는 비표면적을 좀 더 개선할 필요가 제기 되었다.
Copper-manganese oxide systems have shown excellent adsorption characteristics for carbon monoxide, volatile organic compounds (VOCs) at room temperature decomposition properties and odor sources such as ammonia and hydrogen sulfide. However, the catalytic activity of the copper-manganese oxide system is susceptible to crystallization, and when the catalyst is heat-treated for regeneration after a certain period of time, the catalytic properties of the copper-manganese oxide system deteriorate rapidly in accordance with the change of the crystallinity, Disadvantages were pointed out. In addition, there is a need to further improve the specific surface area required basically as a catalyst.
본 발명자들은 구리-망간 금속산화물의 우수한 탈취 및 유해기체 촉매분해 특성을 개선하기 위하여 촉매로써 기본적으로 요구되는 비표면적을 극대화 시키는 방법을 고안하게 되었다. 즉, 구리-망간 촉매 산화물 제조공정에서 구리-망간 촉매입자와 층상규산염 입자의 house-of-card 구조형성에 의한 다공화를 통해 소재 자체의 다공특성을 개선하여 촉매성능을 향상 시키는 방법을 완성하게 되었다. The present inventors have devised a method for maximizing the specific surface area required as a catalyst in order to improve the excellent deodorization and harmful gas catalytic decomposition properties of the copper-manganese metal oxide. That is, in the copper-manganese catalyst oxide manufacturing process, a method of improving the catalytic performance by improving the porosity of the material itself through copper-manganese catalyst particles and multi-repagination by forming the house-of-card structure of the layered silicate particles is completed .
본 발명은 유해기체 및 악취기체 상온 분해용 촉매인 무정형 구리-망간산화물 (amorphous CuO-MnO2)에 관한 것으로 촉매의 효율, 내구성을 개선하기 위하여 고안되었다. The present invention relates to amorphous CuO-MnO 2 , which is a catalyst for decomposing harmful gas and malodorous gas at room temperature, and is designed to improve the efficiency and durability of the catalyst.
본 발명에서 다공성 구리-망간산화물 촉매의 제조방법은 다음과 같은 단계로 구성된다.
The process for preparing the porous copper-manganese oxide catalyst in the present invention comprises the following steps.
수용액 중에서 팽윤(Swelling)에 의한 층상규산염(layer silicate) 콜로이드 제조단계, 층상규산염 콜로이드 존재하에서 구리 및 망간염 화합물 (초산구리, 질산구리, 염화구리, 황산구리)의 가수분해법에 의하여 구리-망간 전구체를 제조하는 단계, 분리 및 세척 하는 단계, 그리고 마지막으로 건조 및 열처리하여 구리-망간 복합산화물과 층상규산염 격자와의 다공성 복합체를 단계로 구성된다.
A step of preparing a layer silicate colloid by swelling in an aqueous solution, a step of hydrolyzing a copper and manganese salt compound (copper acetate, copper nitrate, copper chloride, copper sulfate) in the presence of a layered silicate colloid, A step of preparing, separating and washing, and finally a step of drying and heat-treating a porous composite of a copper-manganese composite oxide and a layered silicate lattice.
층상규산염 콜로이드 제조는 수팽윤성이 우수한 층상 규산염을 물에 분산시켜 얻어진다. 층상 실리케이트 물질은 팽윤성이 있고, 격자층이 음전하를 띄고 있는 것이며, 층상구조를 갖는 천연 점토 현탁액이면 무방하다. 천연 점토로는 대표적으로 몬모릴로나이트, 사포나이트, 헥토라이트, 논트로나이트, 비델라이트, 벤토나이트와 같은 스멕타이트계 점토를 예로 들 수 있고, 합성점토로는 라포나이트(Laponite), 스멕톤 (Smecton), 합성운모 (Synthetic fluorine mica) 등이 있다. 상기한 팽윤성 점토는 그 격자층이 음전하를 띄고 있어 양이온성 전하를 갖는 금속산화물 입자와 정전기적 인력에 의한 복합화가 이루어지다. 층상규산염 콜로이드 형성에 적합한 팽윤성 점토는 양이온 교환능(CEC : cation exchange capacity, mequiv./100g)이 60 ~ 120 범위의 값이 바람직하다. 양이온교환능이 60 이하이면 수화에너지에 의한 팽윤성이 저하되어 콜로이드 형성에 바람직하지 않고, 반대로 120 이상이면 수용액에서의 팽윤이 효과적으로 일어나지 않는다. 또한 전체 반응 용액중에서 층상규산염 첨가량은 0.5wt% ~ 2.0 wt%가 바람직하다. 0.5wt% 이하이면 층상규산염의 존재에 따른 다공구조 개선 효과가 미미하고, 2.0wt% 이상이면 반응용액의 점도가 지나치게 증가하여 반응이 효과적으로 진행되지 않는다.
The preparation of the layered silicate colloid is obtained by dispersing a layered silicate having excellent water swelling property in water. The layered silicate material is swellable, the lattice layer is negatively charged, and may be a natural clay suspension having a layered structure. Examples of natural clays include smectite-based clays such as montmorillonite, saponite, hectorite, nontronite, videllite and bentonite. Examples of synthetic clays include laponite, Smecton, And mica (Synthetic fluorine mica). In the swelling clay, the lattice layer is negatively charged, so that metal oxide particles having a cationic charge are combined with electrostatic attraction. The swelling clay suitable for the formation of the layered silicate colloid has a cation exchange capacity (CEC: cation exchange capacity, mequiv./100 g) preferably in the range of 60 to 120. When the cation exchange capacity is 60 or less, the swelling property due to hydration energy is lowered, which is not preferable for the formation of colloid. Conversely, when it is 120 or more, swelling in the aqueous solution does not occur effectively. The amount of the layer silicate added in the total reaction solution is preferably 0.5 wt% to 2.0 wt%. If the amount is less than 0.5 wt%, the effect of improving the porous structure is insufficient due to the presence of the layer silicate. If the amount is more than 2.0 wt%, the viscosity of the reaction solution is excessively increased.
두 번째 단계는 구리 및 망간염을 이용하여 구리-망간 혼합산화물(또는 수산화물)을 제조하는 단계이다. 구리염으로는, 예를 들면 초산구리 (Cu(CH3COO)2), 질산구리 (Cu(NO3)2), 염화구리 (CuCl2), 황산구리(CuSO4) 또는 이들의 수화물이 이용될 수 있다. 망간염 으로는, 예를 들면 초산망간 (Mn(CH3COO)2), 질산망간 (Mn(NO3)2), 염화망간 (MnCl2), 황산망간(MnSO4), 과망간산칼륨(KMnO4) 또는 이들의 수화물이 이용될 수 있다. 이들 금속염을 원하는 몰비로 칭량하여 증류수에 용해시킨 후 층상규산염 콜로이드 용액에 첨가한다. 여기에 침전제로 염기를 적정하여 가수분해 반응에 의한 침전반응을 유도한다. 이때 수용액의 pH를 높이기 위한 염기는 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 요소 등 용액의 pH를 높여주는 염기면 제한 없이 사용될 수 있으나 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨 수용액이 가장 바람직하게 사용될 수 있다. 또한, 가수분해를 위한 용액의 pH는 층간에 삽입되는 음이온의 종류에 따라 다소 달라질 수는 있으나 통상적으로 pH = 3 ~ 8 범위로 조절한다. pH가 3 이하인 경우는 가수분해에 의한 염기성 층상화합물이 형성되지 않으며, 또 pH가 8 이상인 경우 일부 재용해에 의하여 반응물의 수율이 저하되는 문제를 일으킬 수 있다. 반응온도와 시간은 특별하게 제한되지 않는다.
The second step is the preparation of a copper-manganese mixed oxide (or hydroxide) using copper and manganese salts. Examples of the copper salt include copper acetate (Cu (CH 3 COO) 2 ), copper nitrate (Cu (NO 3 ) 2 ), copper chloride (CuCl 2 ), copper sulfate (CuSO 4 ) . Manganese as, for example, manganese acetate (Mn (CH 3 COO) 2 ), manganese nitrate (Mn (NO 3) 2) , manganese chloride (MnCl 2), manganese sulfate (MnSO 4), potassium permanganate (KMnO 4 ) Or their hydrates may be used. These metal salts are weighed at a desired molar ratio and dissolved in distilled water and added to the layered silicate colloid solution. The base is then titrated with a precipitant to induce a precipitation reaction by hydrolysis. At this time, the base for increasing the pH of the aqueous solution may be used without limitation of the base surface for increasing the pH of the solution such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, urea, etc. However, sodium hydroxide, potassium hydroxide and sodium carbonate aqueous solution are most preferably used . Also, the pH of the solution for hydrolysis may be somewhat varied depending on the type of anions to be inserted between the layers, but the pH is usually controlled within the range of 3 to 8. When the pH is less than 3, a basic layered compound by hydrolysis is not formed, and when the pH is 8 or more, the yield of the reactant may be lowered due to some redissolving. The reaction temperature and time are not particularly limited.
세 번째 단계는 층상규산염 콜로이드 존재 하에서 가수분해 반응결과로 금속(수)산화물 침전물이 얻어지면 분리 및 수세 공정을 반복하여 미반응 물질과 불순물을 제거한다.
In the third step, if a metal oxide precipitate is obtained as a result of the hydrolysis reaction in the presence of the layered silicate colloid, the separation and washing are repeated to remove unreacted materials and impurities.
네 번째 단계는 수세된 겔(gel)상의 금속(수)산화물-층상규산염 복합체를 건조한 후 열처리 하여 다공성 구리-망간 금속산화물 복합촉매를 얻어내는 단계이다. 겔의 건조는 통상의 건조장치를 이용하여 특별한 제한 없이 수행 할 수 있다. 다공성 금속복합 산화물 촉매를 얻기 위한 열처리는 150 ~ 500℃의 온도 범위에서 실시하는 것이 바람직하다. 150℃ 이하의 경우 탈수반응이 충분하지 못하여 산화물로의 전환이 부족할 수 있으며 다공구조의 형성에도 바람직하지 않다. 반면에 열처리 온도가 500℃ 이상의 경우 구성 금속산화물간의 반응이 촉진되어 결정성 복합금속산화물, 예를 들면 스핀넬 형 CuMn2O4 등, 이 형성될 수 있고, 다공구조가 입자간의 소결로 감소하여 촉매특성을 저하 시키는 원인일 될 수 있다. 반응시간은 0.5 ~ 24시간의 범위에서 선택 할 수 있는데 0.5 시간 이하인 경우 마찬가지로 탈수반응이 완전하게 일어나지 않을 수 있고, 24시간 이상의 경우 부분결정화나 입자간의 소결 문제와 더불어 경제적으로 유리하지 않다.
In the fourth step, the metal (oxide) -layer silicate complex on the washed gel is dried and then heat-treated to obtain a porous copper-manganese metal oxide composite catalyst. The drying of the gel can be carried out without particular limitation by using a conventional drying apparatus. The heat treatment for obtaining the porous metal composite oxide catalyst is preferably carried out in a temperature range of 150 to 500 ° C. When the temperature is lower than 150 ° C, the dehydration reaction is insufficient and conversion to an oxide may be insufficient, and formation of a porous structure is not preferable. On the other hand, when the heat treatment temperature is 500 ° C or higher, the reaction between the constituent metal oxides is promoted to form a crystalline composite metal oxide, for example, spinel CuMn 2 O 4 , and the porous structure is reduced in sintering between particles It may be a cause of deteriorating the catalyst characteristics. The reaction time can be selected in the range of 0.5 to 24 hours. If the reaction time is less than 0.5 hour, the dehydration reaction may not occur completely. If the reaction time is more than 24 hours, the partial crystallization or sintering between particles is not economically advantageous.
상기의 과정을 통해 얻어진 무정형의 다공성 구리-망간 산화물 촉매는 나노두께를 갖는 판상형 입자 존재 하에서 구리-망간 입자가 형성됨에 따라 2차원 층상규산염 입자와 금속산화물 입자 사이에 많은 미세기공이 발생하여 다공특성이 크게 향상되고, 궁극적으로 유해 또는 악취 기체의 흡착 및 분해제거에 효과적으로 적용될 수 있다. The amorphous porous copper-manganese oxide catalyst obtained through the above process has many micropores formed between the two-dimensional layered silicate particles and the metal oxide particles as copper-manganese particles are formed in the presence of the nanometer-thick plate-like particles, Can be greatly improved and ultimately can be effectively applied to the adsorption and decomposition removal of harmful or odorous gases.
본 발명을 통해서 얻어진 무정형의 다공성 구리-망간 복합금속 산화물 촉매는 산업현장, 자동차, 화학플랜트, 발전소, 소각로, 보일러, 지하도로 및 터널, 지하상가, 지하주차장, 일반가정용 공조기 분야에서 유해기체인 일산화탄소, 질소산화물, 황산화물, 암모니아, 휘발성 유기화합물 등에 대한 흡착제거 및 분해제거를 목적으로 하는 곳에 효과적으로 적용될 수 있는 특징을 갖는다.
The amorphous porous copper-manganese composite metal oxide catalyst obtained through the present invention is useful as a catalyst in the field of industrial, automobile, chemical plants, power plants, incinerators, boilers, underpasses and tunnels, underground shopping malls, underground parking lots, , Nitrogen oxides, sulfur oxides, ammonia, volatile organic compounds, and the like.
도 1. 다공성 구리-망간 복합금속 산화물 촉매 제조공정도
도 2. 층상규산염 함유량에 따른 X-선 회절분석 결과
도 3. 280℃ 열처리를 통해 합성한 다공성 구리-망간 합금속 산화물의 질소 흡착-탈착 등온선 곡선.Figure 1. Diagram of porous copper-manganese composite metal oxide catalyst manufacturing process
Figure 2. Results of X-ray diffraction analysis according to layered silicate content
Figure 3. Nitrogen adsorption-desorption isotherm curves of porous copper-manganese metal oxides synthesized by heat treatment at 280 ℃.
실시예를 통하여 본 발명의 구체적인 예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 발명의 구체적인 예를 보여주기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 실시예에 의하여 한정되는 것으로 이해되어서는 안된다.
A specific example of the present invention is presented through examples. However, the following examples are intended to illustrate specific examples of the invention, but the scope of the invention should not be construed as being limited by the examples.
실시예 1Example 1
다공성 구리-망간 혼합금속산화물 촉매 제조공정도는 도1에 도시하였다. 우선 층산규산염으로 합성제품인 라포나이트(Laponite-RD)를 사용하였다. 증류수 200g에 라포나이트 분말 1g을 교반하면서 천천히 첨가하여 수팽윤에 의한 콜로이드를 제조하였다. 염화망간4수화물(MnCl2 .4H2O) 54.4g과 염화구리2수화물(CuCl2 .2H2O) 15.3g을 물 200g에 용해시켜 금속수용액을 제조하고, 혼합금속 수용액을 층상규산염 콜로이드 수용액에 첨가하였다. 여기에 Na2CO3 15.2g을 분말상태로 천천히 첨가하고, 반응용액의 온도를 60℃로 올리고 4시간 동안 교반하면서 가수분해 반응을 실시하였다. 가수분해 반응이 완료되면 원심분리 방법으로 고-액 분리를 실시하고, 증류수를 이용하여 3회 수세하여 미반응 물질 및 분술물을 제거하였다. 이렇게 얻어진 침전물을 120℃에서 2시간 동안 건조시켜 분말상 구리-망간 복합체를 제조하였다. 이어서 280℃에서 2시간 열처리하면 다공성 구리-망간 복합금속 촉매를 제조하였다.
A process diagram of the preparation of the porous copper-manganese mixed metal oxide catalyst is shown in Fig. First, a synthetic product, Laponite-RD, was used as a layered silicate. 1 g of laponite powder was slowly added to 200 g of distilled water with stirring to prepare a colloid by water swelling. Manganese chloride tetrahydrate (MnCl 2. 4H 2 O) and 54.4g of copper chloride dihydrate (CuCl 2. 2H 2 O) was dissolved in 15.3g water 200g preparing a metal solution, and the mixed metal solution to the layered silicate colloid solution . 15.2 g of Na 2 CO 3 was slowly added thereto in powder form, and the temperature of the reaction solution was raised to 60 ° C and the hydrolysis reaction was carried out with stirring for 4 hours. When the hydrolysis reaction was completed, solid-liquid separation was carried out by centrifugation and unreacted material and impurities were removed by washing three times with distilled water. The precipitate thus obtained was dried at 120 DEG C for 2 hours to prepare a powdered copper-manganese composite. Followed by heat treatment at 280 DEG C for 2 hours to prepare a porous copper-manganese composite metal catalyst.
실시예 2Example 2
실시예 1에서 라포나이트 첨가량을 1.0 wt%로 하고, 나머지는 동일하게 하여 다공성 구리-망간 복합금속 촉매를 제조하였다.
A porous copper-manganese composite metal catalyst was prepared in the same manner as in Example 1, except that the addition amount of laponite was changed to 1.0 wt% and the rest was the same.
실시예 3Example 3
실시예 1에서 라포나이트 첨가량을 1.5 wt%로 하고, 나머지는 동일하게 하여 다공성 구리-망간 복합금속 촉매를 제조하였다.
The porous copper-manganese composite metal catalyst was prepared in the same manner as in Example 1, except that the addition amount of laponite was 1.5 wt% and the rest was the same.
비교예 1Comparative Example 1
상기 실시예 1 제조공정에서 층상규산염을 첨가하지 않고 나머지는 동일한 방법으로 구리-망간 금속산화물 촉매를 제조하여 층상규산염의 영향을 확인 하였다. 도 2에는 비교예 1과 실시예 1~3을 통해서 합성된 구리-망간 금속산화물 촉매분말에 대한 X-선 회절분석 결과를 나타내었다. X-선 회절 분석결과로부터 얻어진 구리-망간 혼합금속산화물은 무정형 특징을 나타냄을 확인 할 수 있었다. 도 3에는 비교예 1과 실시예 1~3을 통해서 합성된 구리-망간 금속산화물 촉매분말에 대한 질소 흡착-탈착 등온선 분석결과를 나타내었다. 질소 흡착-탈착 등온선 분석은 액체질소 온도 (77K)에서 측정하였으며, 측정 전에 모든 샘플은 200℃의 진공조건에서 2시간 동안 전처리를 실시하였다. 질소 흡착-탈착 등온선으로부터 계산된 비표면적 (Specific surface area, SBET)은 표1에 나타내었다. 도3과 표1에서 확인 할 수 있는 바와 같이 층상규산염이 포함되는 경우 다공구조 발달에 따라 비표면적인 향상됨을 알 수 있었다.
The copper-manganese metal oxide catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that no layered silicate was added, and the influence of the layered silicate was confirmed. FIG. 2 shows X-ray diffraction analysis results of the copper-manganese metal oxide catalyst powder synthesized through Comparative Example 1 and Examples 1 to 3. The copper-manganese mixed metal oxide obtained from the X-ray diffraction analysis showed amorphous characteristics. FIG. 3 shows the nitrogen adsorption-desorption isotherms of copper-manganese metal oxide catalyst powders synthesized through Comparative Example 1 and Examples 1 to 3. Nitrogen adsorption - desorption isotherms were measured at liquid nitrogen temperature (77K) and all samples were pretreated for 2 hours under vacuum at 200 ℃. The specific surface area (S BET ) calculated from the nitrogen adsorption-desorption isotherm is shown in Table 1. As can be seen from FIG. 3 and Table 1, when the layered silicate is included, the specific surface area is improved according to the development of the porous structure.
[표 1] 질소 흡착-탈착 등온선 분석을 통한 비표면적 분석결과[Table 1] Specific surface area analysis results by nitrogen adsorption-desorption isotherm analysis
실시예 4Example 4
비교예 1과 실시예 1~3을 통해서 합성된 구리-망간 금속산화물 촉매분말에 대한 일산화탄소 제거 효율을 상온에서 평가하였다. 일산화탄소 제거효율 평가는 5L 테들라백에 구리-망간 산화물 시료를 1.5g 넣고 일산화탄소의 농도는 50ppm을 주입한 후 시간에 따른 농도의 변화를 복합가스검지기(Q-RAE Plus)를 이용하여 측정하여 제거효율을 비교하였다. 표 2에 일산화탄소 제거율 측정결과를 비교하였다. 층상규산염 입자가 존재함에 따라 촉매의 다공특성이 향상되고 일산화탄소 제거효율도 크게 향상됨을 확인 하였다.
The carbon monoxide removal efficiency of the copper-manganese metal oxide catalyst powder synthesized through Comparative Example 1 and Examples 1 to 3 was evaluated at room temperature. The carbon monoxide removal efficiency was evaluated by adding 1.5 g of copper-manganese oxide sample to a 5 L tether bag and measuring the change of concentration with time after injecting 50 ppm of carbon monoxide by using a compound gas detector (Q-RAE Plus) The efficiency was compared. Table 2 compares the carbon monoxide removal rate measurement results. It was confirmed that the porous characteristics of the catalyst were improved and the carbon monoxide removal efficiency was greatly improved by the presence of the layered silicate particles.
[표 2] 일산화탄소 제거율 평가결과[Table 2] Evaluation results of carbon monoxide removal rate
실시예 5Example 5
실시예 2와 동일하게 층산규산염으로 합성제품인 라포나이트(Laponite-RD)를 이용하여 1.0wt% 층상규산염 콜로이드 용액 200g 제조 하였다. 여기에 과망간산칼륨 7.1g을 첨가하여 용해시킨 후 초산망간 16.5g과 증류수 45g이 혼합된 용액을 적정하였다. 이어서 초산구리 5.6g과 증류수 84g이 혼합된 용액을 첨가하여 침전을 형성시켰다. 상온에서 4시간 동안 교반하여 반응을 완성시키고, 반응이 완료되면 원심분리 방법으로 고-액 분리를 실시하였다. 이어서 120℃에서 2시간 동안 건조시켜 분말상 구리-망간 복합체를 제조하였다. 열처리는 280℃에서 2시간 실시하여 다공성 구리-망간 복합금속 촉매를 제조하였다. 200 g of a 1.0 wt% layered silicate colloid solution was prepared by using Laponite-RD, which is a synthetic product of a layered silicate, in the same manner as in Example 2. [ To the solution, 7.1 g of potassium permanganate was added and dissolved, and a solution of 16.5 g of manganese acetate and 45 g of distilled water was titrated. Then, a mixture of 5.6 g of copper acetate and 84 g of distilled water was added to form a precipitate. The reaction was completed by stirring at room temperature for 4 hours. When the reaction was completed, solid-liquid separation was carried out by centrifugation. Followed by drying at 120 DEG C for 2 hours to prepare a powdery copper-manganese composite. The heat treatment was carried out at 280 ° C for 2 hours to prepare a porous copper-manganese composite metal catalyst.
Claims (8)
구리 및 망간염 화합물의 혼합 및 반응을 통해 구리-망간 혼합 금속 수산화물 또는 산화물을 제조하는 단계, 분리 및 수세하는 단계, 건조 및 열처리하여 무정형의 다공성 구리-망간 혼합금속산화물 촉매를 제조하는 단계를 포함하고, 상기 열처리는 150 ~ 500℃에서 0.5 ~ 24시간의 범위에서 실시하는 것을 특징으로 하는 유해기체 분해용 촉매 제조 방법.Cation exchange capacity (CEC) is the swelling of the layered silicate powder of 60-120 mequiv./100g in an aqueous solution of 0.5-1.5 wt% to prepare the colloidal phase layered silicate aqueous solution,
Preparing a copper-manganese mixed metal oxide or oxide by mixing and reacting a copper and manganese salt compound, separating and washing with water, drying and heat treatment to prepare an amorphous porous copper-manganese mixed metal oxide catalyst And the heat treatment is carried out at 150 to 500 ° C for 0.5 to 24 hours.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020140126521A KR101649334B1 (en) | 2014-09-23 | 2014-09-23 | Preparation method of porous copper-manganese oxide catalysts |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020140126521A KR101649334B1 (en) | 2014-09-23 | 2014-09-23 | Preparation method of porous copper-manganese oxide catalysts |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20160035224A KR20160035224A (en) | 2016-03-31 |
KR101649334B1 true KR101649334B1 (en) | 2016-08-30 |
Family
ID=55651970
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020140126521A KR101649334B1 (en) | 2014-09-23 | 2014-09-23 | Preparation method of porous copper-manganese oxide catalysts |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101649334B1 (en) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101610757B1 (en) * | 2015-11-24 | 2016-04-08 | 주식회사 세일에프에이 | Composite composition for removing harmful gas containing manganese-copper catalyst |
KR101976598B1 (en) * | 2017-09-19 | 2019-05-09 | 주식회사 세일에프에이 | Copper-manganese oxides for removing harmful gas having high porosity and preparation method thereof |
KR102085424B1 (en) * | 2018-05-24 | 2020-03-05 | 주식회사 세일에프에이 | Preparation method of copper-manganese oxide catalyst for easy waste water treatment |
KR102067339B1 (en) * | 2018-06-25 | 2020-01-16 | 주식회사 세일에프에이 | High strength pellet composition containing a catalyst for removing harmful gas and preparation method thereof |
KR102191480B1 (en) * | 2019-03-08 | 2020-12-16 | 주식회사 세일에프에이 | Manufacturing and recycle method of harmful gas removal catalyst |
KR102191455B1 (en) * | 2019-04-09 | 2020-12-15 | 주식회사 세일에프에이 | Manufacturing and recycle method of harmful gas removal catalyst |
KR102279734B1 (en) * | 2019-08-01 | 2021-07-20 | 주식회사 세일에프에이 | Air purification system for apartment houses |
KR102398681B1 (en) * | 2020-05-21 | 2022-05-17 | 주식회사 글로벌스탠다드테크놀로지 | Nox adsorbent manufacturing method |
KR102501315B1 (en) | 2022-09-20 | 2023-02-22 | 한국건설기술연구원 | Method for manufacturing highly porous silica photo catalyst including iron oxide and manganese oxide, and method for removing synthetic organic chemicals in aqua using the same |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100336967B1 (en) * | 1999-10-20 | 2002-05-17 | 김충섭 | A process for preparing honeycomb type monolithic catalyst |
KR100665235B1 (en) * | 2003-10-18 | 2007-01-16 | 한국과학기술연구원 | Ceramic catalyst having absorption and disintegration properties for vapor phase chemicals and preparation method thereof |
-
2014
- 2014-09-23 KR KR1020140126521A patent/KR101649334B1/en active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20160035224A (en) | 2016-03-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101649334B1 (en) | Preparation method of porous copper-manganese oxide catalysts | |
KR101762718B1 (en) | Porous copper-manganese filter media and the preparation of the same | |
KR101610757B1 (en) | Composite composition for removing harmful gas containing manganese-copper catalyst | |
JP5486497B2 (en) | Deodorizing catalyst, deodorizing method using the same, and regenerating method of the catalyst | |
JP5441380B2 (en) | Formaldehyde oxidation catalyst and method for producing the same | |
JP4293801B2 (en) | Active tubular titanium oxide particles, catalyst containing the titanium oxide particles, and deodorant | |
KR100905004B1 (en) | Porous composite deodorant for removing noxious gas and malodor and manufacturing method thereof | |
KR20170140494A (en) | Manganese-copper catalyst coated silicon carbide honeycomb | |
KR20080104097A (en) | Metal-loaded porous inorganic materials and the preparation the same | |
JP2004074069A (en) | Formaldehyde oxidation removal method | |
KR101680610B1 (en) | Activated carbon adsorbent for acidic gas removal and manufacturing method the same | |
Zhao et al. | Nanomaterials developed for removing air pollutants | |
KR100722429B1 (en) | Preparation method of nano size copper-manganese complex oxide catalyst and the catalyst prepared by the method | |
JP6592191B2 (en) | VOC degradation agent | |
JP2002355558A (en) | Method for oxidation removal of formaldehyde | |
JP3873081B2 (en) | Humidity control deodorant and method for producing the same | |
JP2001314491A (en) | Air purifying filter | |
JP2003210937A (en) | Desulfurization method | |
KR20150132684A (en) | Preparation method of copper-manganese oxides for removing hazardous gas removal | |
US5603928A (en) | Air purification agent and process for production of same | |
JP2017094309A (en) | Aldehyde removal catalyst, method for producing the same, and aldehyde gas removal method | |
JPH04371228A (en) | Gold catalyst for removal of malodorous substance | |
JP2585157B2 (en) | Adsorbent composition and method for producing the same | |
JP4841768B2 (en) | Nitrogen oxide adsorbent comprising chromium-containing oxide and method for producing the same | |
JP2002028486A (en) | Adsorption and decomposition agent of aldehydes and producing method thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |