KR101750678B1 - Method for evaluating performance of functional building materials with photocatalyst - Google Patents
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Abstract
본 발명은 a) 내부에 광촉매 기능성 건축자재가 위치한 광반응부에 일정 농도의 오염물질을 공급하는 단계; b) 상기 광촉매 기능성 건축자재에 가시광을 조사하여, 상기 광반응부에서 배출되는 오염물질의 배출농도를 측정하는 단계; 및 c) 하기 관계식 1을 이용하여, 상기 광촉매 기능성 건축자재의 오염물질 분해율을 구하는 단계;를 포함하는 광촉매 기능성 건축자재의 광분해 성능 평가방법에 관한 것이다:
[관계식 1]
[상기 관계식 1에서, R은 상기 광촉매 기능성 건축자재의 오염물질 분해율(%)이고, [F]0 는 상기 a) 단계시 상기 오염물질의 공급농도(ppm)이며, [F] 는 상기 b) 단계시 상기 오염물질의 배출농도(ppm)이다.]The present invention provides a method for producing a photocatalytic functional material, comprising the steps of: a) supplying a predetermined concentration of a contaminant to a photocatalytic reaction part in which a photocatalytic functional building material is located; b) measuring the concentration of pollutants emitted from the photoreactive unit by irradiating the photocatalytic functional building material with visible light; And c) obtaining a pollutant decomposition rate of the photocatalytic functional building material using the following relational expression 1: < EMI ID = 1.0 >
[Relation 1]
[F] 0 is the supply concentration (ppm) of the pollutant in the step a), [F] is the concentration of the pollutant in the step b) (Ppm) of the contaminant at the stage.
Description
본 발명은 광촉매 기능성 건축자재의 성능을 평가하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for evaluating the performance of a photocatalytic functional building material.
광촉매 기능성 건축자재는 새로 지어지는 건축물에서 발생되는 새집증후군 유발물질인 폼알데하이드(formaldehyde), 휘발성 유기화합물(VOCs) 등을 제거하는 역할을 하는 것으로서, 국내에는 벽지 및 페인트를 중심으로 500여 제품이 형성되어 있다. 또한, 광촉매 기능성 건축자재는 액상 및 고상으로 제조될 수 있으며, 예를 들면 액상 건축자재는 페인트일 수 있고, 고상 건축자재는 벽지일 수 있다. Photocatalytic functional building materials are used to remove formaldehyde and volatile organic compounds (VOCs), such as sick house syndrome, which are generated in new buildings. In Korea, more than 500 products . In addition, the photocatalytic functional building material can be made in liquid and solid form, for example the liquid building material can be paint and the solid building material can be wallpaper.
광촉매는 광의 조사에 의하여 여러 가지 물질의 화학변화를 유도할 수 있는 물질이며, TiO2, SiO2, WO3, ZnO 등 매우 다양하게 존재한다. 그 중에서도 최근에는 광할성이 높고 제조 단가가 매우 저렴한 TiO2 계열의 광촉매가 다양한 응용 분야에서 매우 각광을 받고 있다. 또한 이러한 광촉매의 제조법도 매우 다양하여 세계적으로 등록된 특허만해도 일일이 나열하기 어려운 실정이다. 그러나 이들 광촉매에 대하여 규정된 광활성 평가 방법이 잘 알려지지 않아 광촉매를 판매하거나 연구하는 사람들이 각자 별도의 활성 평가법을 사용하고 있는 실정이다. Photocatalyst is a substance that can induce chemical change of various substances by irradiation of light, and there are many kinds such as TiO 2 , SiO 2 , WO 3 and ZnO. In recent years, TiO 2 -based photocatalysts having a high photocatalytic property and a very low manufacturing cost have been very popular in various applications. In addition, the manufacturing methods of such photocatalysts are also very diverse, and it is difficult to list all the registered patents globally. However, since the method for assessing photoactivity for these photocatalysts is not well known, people who sell or study photocatalysts use separate methods of activity evaluation.
한국등록특허 제10-0477936호(이하 '선행문헌 1'이라고 함)에는 광촉매의 광활성을 자외선을 이용하여 평가하는 방법을 제공하고 있다. 그러나, 선행문헌 1과 같은 평가법은 자외선을 광원으로 이용하여 평가하기 때문에, 현재 일상생활에서 우리가 사용하는 가시광선을 이용하였을 경우와 비교하면 그 결과가 달라질 수 있다. Korean Patent No. 10-0477936 (hereinafter referred to as "Prior Art 1") provides a method for evaluating the photoactivities of photocatalysts using ultraviolet rays. However, since the evaluation method as in the prior art document 1 is evaluated by using ultraviolet light as a light source, the result may be different from the case where visible light rays used in our daily life are used.
더욱이, 현재 상용적으로 판매되고 제품에 적용되고 있는 광촉매들은 가시광선 보다는 380 nm 이하 파장의 자외선을 더 많이 흡수하는 밴드갭을 가지고 있어서, 상기 선행문헌 1처럼 광원이 자외선이라면 그 효율은 과대평가될 수 밖에 없을 것이다. Furthermore, since photocatalysts currently commercially available and applied to products have a bandgap that absorbs ultraviolet rays having a wavelength of 380 nm or less more than visible light, the efficiency is overestimated if the light source is ultraviolet as in the prior art 1 It will be out of order.
따라서, 실제 건축물의 실내에서 발현되는 광촉매의 특성을 정확하게 파악할 수 있는 주요 변수들을 검토하여, 이를 손쉽게 적용하여 광촉매의 특성을 정확하게 판단할 수 있는 광촉매 기능성 건축자재의 광분해 성능 평가방법이 요구된다. Therefore, there is a need for a method for evaluating the photocatalytic performance of a photocatalytic functional building material that can accurately determine characteristics of a photocatalyst by examining key parameters that can accurately grasp the characteristics of the photocatalyst in an actual building.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 가시광 하에서 광촉매 기능성 건축자재의 광분해 성능을 정확하게 판단할 수 있는 광촉매 기능성 건축자재의 광분해 성능 평가방법을 제공함에 있다. The present invention has been devised to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a photocatalytic performance evaluation method of a photocatalytic functional building material which can accurately determine a photocatalytic performance of a photocatalytic functional building material under visible light.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 광촉매 기능성 건축자재의 광분해 성능 평가방법은 a) 내부에 광촉매 기능성 건축자재가 위치한 광반응부에 일정 농도의 오염물질을 공급하는 단계; b) 상기 광촉매 기능성 건축자재에 가시광을 조사하여, 상기 광반응부에서 배출되는 오염물질의 배출농도를 측정하는 단계; 및 c) 하기 관계식 1을 이용하여, 상기 광촉매 기능성 건축자재의 오염물질 분해율을 구하는 단계;를 포함한다: According to an aspect of the present invention, there is provided a method for evaluating the photodegradation performance of a photocatalytic functional building material, comprising the steps of: (a) supplying a predetermined concentration of a contaminant to a photoreaction unit in which a photocatalytic functional building material is located; b) measuring the concentration of pollutants emitted from the photoreactive unit by irradiating the photocatalytic functional building material with visible light; And c) obtaining a pollutant decomposition rate of the photocatalytic functional building material using the following relational expression 1:
[관계식 1][Relation 1]
[상기 관계식 1에서, R은 상기 광촉매 기능성 건축자재의 오염물질 분해율(%)이고, [F]0 는 상기 a) 단계시 상기 오염물질의 공급농도(ppm)이며, [F] 는 상기 b) 단계시 상기 오염물질의 배출농도(ppm)이다.][F] 0 is the supply concentration (ppm) of the pollutant in the step a), [F] is the concentration of the pollutant in the step b) (Ppm) of the contaminant at the stage.
본 발명의 일 실시예에 따른 광촉매 기능성 건축자재의 광분해 성능 평가방법에 있어, 상기 a) 단계시, 상기 광반응부에 상기 오염물질과 공기가 혼합된 시험용 가스를 주입하고, 상기 c) 단계 이후에, d) 하기 관계식 2를 이용하여, 상기 광촉매 기능성 건축자재의 오염물질 분해량을 구하는 단계;를 더 포함할 수 있다: In the method of evaluating photocatalytic performance of a photocatalytic functional building material according to an embodiment of the present invention, in the step a), a test gas in which the pollutant and air are mixed is injected into the photoreactive part, and after step c) D) calculating the amount of the pollutant decomposed in the photocatalytic functional building material using the following formula 2:
[관계식 2][Relation 2]
[상기 관계식 2에서, Q는 상기 광촉매 기능성 건축자재의 오염물질 분해량(μmol/h)이고, f는 상기 시험용 가스의 유량(L/min)이다.](In the above-mentioned relational expression 2, Q is the decomposition amount (μmol / h) of the pollutant in the photocatalytic functional building material and f is the flow rate (L / min) of the test gas.
본 발명의 일 실시예에 따른 광촉매 기능성 건축자재의 광분해 성능 평가방법에 있어, 상기 오염물질은 휘발성 유기화합물 및 폼알데하이드에서 적어도 하나 이상 선택되는 것일 수 있다. In the photocatalytic performance evaluation method of a photocatalytic functional building material according to an embodiment of the present invention, the pollutant may be selected from at least one or more of volatile organic compounds and formaldehyde.
본 발명의 일 실시예에 따른 광촉매 기능성 건축자재의 광분해 성능 평가방법에 있어, 상기 오염물질의 공급농도는 0.05 내지 0.15 ppm 일 수 있다. In the photocatalytic performance evaluation method of a photocatalytic functional building material according to an embodiment of the present invention, the concentration of the contaminant may be 0.05 to 0.15 ppm.
본 발명의 일 실시예에 따른 광촉매 기능성 건축자재의 광분해 성능 평가방법에 있어, 상기 b) 단계시, 상기 오염물질의 농도를 측정하는 시간은 3 시간 이하일 수 있다. In the photocatalytic performance evaluation method of the photocatalytic functional building material according to the embodiment of the present invention, the time for measuring the concentration of the pollutant may be 3 hours or less in the step b).
본 발명의 일 실시예에 따른 광촉매 기능성 건축자재의 광분해 성능 평가방법에 있어, 상기 b) 단계시, 상기 가시광의 파장은 380 내지 780 nm 일 수 있다. In the photocatalytic performance evaluation method of a photocatalytic functional building material according to an embodiment of the present invention, in step b), the wavelength of the visible light may be 380 to 780 nm.
본 발명의 일 실시예에 따른 광촉매 기능성 건축자재의 광분해 성능 평가방법에 있어, 상기 가시광의 조도는 800 내지 1000 lx 일 수 있다. In the photocatalytic performance evaluation method of the photocatalytic functional building material according to an embodiment of the present invention, the illuminance of the visible light may be 800 to 1000 lx.
본 발명의 일 실시예에 따른 광촉매 기능성 건축자재의 광분해 성능 평가방법에 있어, 상기 [F] 는 상기 가시광을 조사한 직후, 1 시간 경과 후, 및 2 시간 경과 후에 상기 오염물질의 배출 농도를 각각 측정하여 평균한 값일 수 있다. In the photocatalytic performance evaluating method of the photocatalytic functional building material according to the embodiment of the present invention, the concentration of the pollutants is measured individually, immediately after the irradiation of the visible light, after 1 hour, and after 2 hours And may be averaged.
본 발명에 따른 광촉매 기능성 건축자재의 광분해 성능 평가방법은, 실제 건축물 실내와 유사한 환경에서 광촉매에 의해 제거되는 오염물질의 분해율 및 분해량을 정확하게 측정하는 방법을 제공한다. The method of evaluating photocatalytic performance of a photocatalytic functional building material according to the present invention provides a method of accurately measuring the decomposition rate and decomposition amount of a contaminant removed by a photocatalyst in an environment similar to a room of an actual building.
또한, 본 발명에 따른 광촉매 기능성 건축자재의 광분해 성능 평가방법은 자연광 상태에서 오염물질의 분해율 및 분해량을 측정하므로, 자외선을 이용한 건축자재의 광분해 성능 측정시 과대평가될 수 있는 문제를 방지할 수 있다.In addition, the photocatalytic performance evaluation method of the photocatalytic functional building material according to the present invention measures the decomposition rate and the decomposition amount of the pollutant in the natural light state, so that the problem that can be overestimated when measuring the photocatalytic performance of the building material using ultraviolet rays can be prevented have.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광촉매 기능성 건축자재의 광분해 성능 평가방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광촉매 기능성 건축자재의 광분해 성능 평가 장치를 도시한 모식도이다.1 is a flow chart of a method for evaluating photodegradation performance of a photocatalytic functional building material according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram showing an apparatus for evaluating photodegradation performance of a photocatalytic functional building material according to an embodiment of the present invention.
이하 본 발명에 관하여 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예 및 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 또한, 본 발명의 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail. The following embodiments and drawings are provided by way of example so that those skilled in the art can fully understand the spirit of the present invention. In addition, unless otherwise defined in the technical and scientific terms used herein, unless otherwise defined, the meaning of what is commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs is as follows, A description of known functions and configurations that may unnecessarily obscure the gist of the present invention will be omitted.
본 발명을 서술함에 있어, "광촉매"는 광의 조사에 의하여 여러 가지 물질의 화학변화를 유도할 수 있는 물질을 의미하며, 가시광의 조사에 의하여 화학변화가 유도되는 물질이면 바람직할 수 있다. 상기 광촉매의 일 예로서, TiO2, SiO2, WO3, ZnO 등일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되지 않는다. In describing the present invention, "photocatalyst" means a substance capable of inducing a chemical change of various substances by irradiation of light, and may be preferably a substance that induces a chemical change by irradiation of visible light. Examples of the photocatalyst include TiO 2 , SiO 2 , WO 3 , ZnO, and the like, but the present invention is not limited thereto.
본 발명을 서술함에 있어, "가시광"은 상기 광촉매가 여러 가지 물질의 화학변화를 유도하도록 특정 영역의 파장을 가지는 광일 수 있다. 예컨대, 상기 가시광의 파장은 380 내지 800 nm 일 수 있다. In describing the present invention, "visible light" may be light having a wavelength of a specific region such that the photocatalyst induces a chemical change of various substances. For example, the wavelength of the visible light may be 380 to 800 nm.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광촉매 기능성 건축자재의 광분해 성능 평가방법의 순서도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광촉매 기능성 건축자재의 광분해 성능 평가 장치를 도시한 모식도이다. FIG. 1 is a flow chart of a photolysis performance evaluation method of a photocatalytic functional building material according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic view illustrating a photolysis performance evaluation device of a photocatalytic functional building material according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명은 기본적으로 광반응부에 오염물질을 주입하는 단계(S10), 광촉매 기능성 건축자재에 가시광을 조사하는 단계(S20), 오염물질의 배출농도를 측정하는 단계(S30), 및 오염물질 분해율을 구하는 단계(S40)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the present invention basically comprises a step S10 of injecting a contaminant into a photoreactive part, a step S20 of irradiating visible light to the photocatalytic functional building material, a step S30 ), And a step (S40) of obtaining a pollutant decomposition rate.
상기 광반응부에 오염물질을 주입하는 단계(S10)는 도 2에 도시된 공급부(100)에서 광반응부(200) 내부로 오염물질을 주입하는 단계를 의미한다. The step S10 of injecting the pollutant into the photoreactive part means injecting the pollutant into the
상세하게, 상기 공급부(100)는 오염물질 공급장치, 공기청정장치, 유량조절기, 기체혼합기, 습도조절기 등을 포함할 수 있다. In detail, the
상기 광반응부(200)는 상기 공급부(100)와 연통되며, 항온조, 광조사챔버 등을 구비할 수 있다. The
본 발명의 일 실시예 따른 광반응부에 오염물질을 주입하는 단계(S10)에 있어, 상기 광촉매 기능성 건축자재를 상기 광조사챔버에 미리 장입시킨 후, 상기 광조사챔버 내부를 불활성 가스 등으로 환기시킬 수 있다. In the step S10 of injecting contaminants into the photoreactive part according to an embodiment of the present invention, the photocatalytic functional building material is charged in advance in the light irradiation chamber, and then the inside of the light irradiation chamber is ventilated with an inert gas or the like .
또한, 상기 광조사챔버는 가시광을 조사할 수 있는 가시광조사부재를 구비할 수 있다. Further, the light irradiation chamber may include a visible light irradiation member capable of irradiating visible light.
이후, 상기 상기 공급부(100)의 오염물질 공급장치로부터 일정 농도의 오염물질을 상기 광반응부(200)으로 공급한다. Then, a pollutant having a predetermined concentration is supplied from the pollutant supply device of the
이때, 상기 오염물질의 공급농도는 0.05 내지 0.15 ppm 인 것이 본 발명의 목적달성에 좋다. 상기 오염물질의 공급농도는 0.08 내지 0.12 ppm 인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.09 내지 0.11 ppm 일 수 있다. 상기 오염물질의 공급농도 범주를 만족하는 경우, 본 발명에 따른 광촉매 기능성 건축자재의 오염물질 분해율 및 분해량이 상승되며, 이로 광분해 성능 평가방법의 정확도가 향상된다. At this time, the supply concentration of the pollutant is 0.05 to 0.15 ppm in order to achieve the object of the present invention. The supply concentration of the pollutants is preferably 0.08 to 0.12 ppm, more preferably 0.09 to 0.11 ppm. When the concentration range of the pollutant is satisfied, the pollutant decomposition rate and decomposition amount of the photocatalytic functional building material according to the present invention are increased, and the accuracy of the photolytic decomposition performance evaluation method is improved.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어, 상기 오염물질은 휘발성 유기화합물 및 폼알데하이드에서 적어도 하나 이상 선택되는 것일 수 있다. 상기 휘발성 유기화합물은 인체에 유해한 독성물질이며, 일 예로 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 에틸렌 등을 포함할 수 있다. Further, in one embodiment of the present invention, the pollutants may be selected from at least one or more of volatile organic compounds and formaldehyde. The volatile organic compounds are toxic substances harmful to the human body, and examples thereof include benzene, toluene, xylene, ethylene and the like.
한편, 본 발명의 일 실시예 따른 광반응부에 오염물질을 주입하는 단계(S10)에 있어, 상기 오염물질과 공기가 혼합된 시험용 가스를 상기 광반응부(200)으로 주입하여 수행할 수 있다. Meanwhile, in the step S10 of injecting the pollutant into the photoreactive part according to an embodiment of the present invention, the test gas in which the pollutant and the air are mixed may be injected into the
상기 광촉매 기능성 건축자재에 가시광을 조사하는 단계(S20)는 일정 영역의 파장과 세기를 가지는 가시광을 광촉매 기능성 건축자재에 조사하는 단계를 의미한다. The step S20 of irradiating visible light to the photocatalytic functional building material refers to a step of irradiating the photocatalytic functional building material with visible light having a wavelength and an intensity of a certain area.
본 발명의 일 실시예에 따른 광촉매 기능성 건축자재에 가시광을 조사하는 단계(S20)에 있어, 상기 가시광의 파장은 380 내지 780 nm 인 것이 본 발명의 목적달성에 좋다. 상기 가시광의 파장은 400 내지 780 nm, 또는 420 내지 780 nm 인 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 450 내지 780 nm 일 수 있다. 상기 가시광의 파장 범주를 만족하는 경우, 본 발명에 따른 광촉매 기능성 건축자재의 오염물질의 광분해 성능의 정확도가 향상된다.In the step S20 of irradiating visible light to the photocatalytic functional building material according to an embodiment of the present invention, the wavelength of the visible light is preferably 380 to 780 nm to achieve the object of the present invention. The wavelength of the visible light is preferably 400 to 780 nm, or 420 to 780 nm, and more preferably 450 to 780 nm. When the wavelength range of the visible light is satisfied, the photocatalytic performance of the photocatalytic functional building material according to the present invention is improved.
또한, 상기 가시광의 세기는 10 내지 20 W/m2 일 수 있으며, 상기 세기 범주를 가지는 가시광을 일정 크기의 광촉매 기능성 건축자재에 조사할 수 있으나, 본 발명이 상기 범주에 한정되지 않는다. In addition, the intensity of the visible light may be 10 to 20 W / m < 2 >, and the visible light having the intensity category may be irradiated on the photocatalytic functional building material of a certain size. However, the present invention is not limited to the above category.
이때, 상기 광촉매 기능성 건축자재에 조사되는 상기 가시광의 조도는 800 내지 1000 lx 일 수 있다. 상기 가시광의 조도 범주를 만족하는 경우, 본 발명에 따른 광촉매 기능성 건축자재의 광분해 반응속도가 향상되며, 이로 본 발명에 따른 광분해 성능 평가시 측정의 정확도가 향상된다.At this time, the illuminance of the visible light irradiated to the photocatalytic functional building material may be 800 to 1000 lx. When the light intensity of the visible light is satisfied, photocatalytic reaction speed of the photocatalytic functional building material according to the present invention is improved, and the accuracy of the measurement is improved when the photodissociation performance according to the present invention is evaluated.
상기 오염물질의 배출농도를 측정하는 단계(S30)는 상기 광반응부(200)에서 배출되는 오염물질의 배출농도를 측정하는 단계를 의미한다. The step of measuring the concentration of the pollutants (S30) is a step of measuring the concentration of the pollutants discharged from the
도 2를 참조하면, 상기 광반응부(200)는 측정부(300)와 연통되며, 상기 측정부(300)에서 상기 오염물질의 배출농도를 측정하게 된다. Referring to FIG. 2, the
상세하게, 상기 측정부(300)는 상기 오염물질의 성분을 분석하는 분석기, 오염물질을 배출하는 펌프 등을 포함할 수 있다. In detail, the
본 발명의 일 실시예에 따른 오염물질의 배출농도를 측정하는 단계(S30)에 있어, 상기 오염물질의 배출농도를 측정하는 시간은 3 시간 이하인 것이 본 발명의 목적달성에 좋다. 바람직한 측정 시간은 2.5 시간 이하, 더 바람직하게는 2시간 이하일 수 있다. 상기 범주를 만족하는 경우, 오랜 측정시간에 따른 노이즈 발생을 억제하므로 본 발명에 따른 광촉매 기능성 건축자재의 광분해 성능 평가방법의 정확도 향상에 바람직하다. In the step S30 of measuring the pollutant discharge concentration according to an embodiment of the present invention, the time for measuring the discharge pollutant concentration is preferably 3 hours or less to achieve the object of the present invention. The preferred measurement time may be 2.5 hours or less, more preferably 2 hours or less. When the above-mentioned criterion is satisfied, it is preferable to improve the accuracy of the photocatalytic performance evaluation method of the photocatalytic functional building material according to the present invention by suppressing noise generation over a long measuring time.
상기 오염물질 분해율을 구하는 단계(S40)는 하기 관계식 1을 이용하여 상술한 광촉매 기능성 건축자재의 오염물질 분해율을 구하는 단계를 의미한다: The step (S40) of obtaining the pollutant decomposition ratio means a step of obtaining the pollutant decomposition ratio of the photocatalytic functional building material using the following relational expression 1:
[관계식 1] [Relation 1]
[상기 관계식 1에서, R은 상기 광촉매 기능성 건축자재의 오염물질 분해율(%)이고, [F]0 는 상기 a) 단계시 상기 오염물질의 공급농도(ppm)이며, [F] 는 상기 b) 단계시 상기 오염물질의 배출농도(ppm)이다.][F] 0 is the supply concentration (ppm) of the pollutant in the step a), [F] is the concentration of the pollutant in the step b) (Ppm) of the contaminant at the stage.
본 발명의 일 실시예에 따른 오염물질 분해율을 구하는 단계(S40)에 있어, 상기 [F]는 상기 가시광을 조사한 직후, 1 시간 경과한 후, 및 2 시간 경과한 후에 상기 오염물질의 배출농도를 각각 측정하고, 측정된 배출농도를 평균하여 구하는 단계를 의미할 수 있다. In the step (S40) of obtaining the pollutant decomposition ratio according to an embodiment of the present invention, the emission concentration of the pollutant may be determined by [F] immediately after the irradiation of the visible light, after 1 hour and after 2 hours Respectively, and then averaging the measured emission concentrations.
한편, 본 발명은 상기 오염물질 분해율을 구하는 단계(S40) 이후에, 하기 관계식 2를 이용하여 광촉매 기능성 건축자재의 오염물질 분해량을 구하는 단계를 더 포함할 수 있다: In the meantime, the present invention can further include a step of obtaining the amount of decomposition of contaminants in the photocatalytic functional building material using the following equation (2) after the step (S40) of obtaining the contaminant decomposition rate:
[관계식 2][Relation 2]
[상기 관계식 2에서, Q는 상기 광촉매 기능성 건축자재의 오염물질 분해량(μmol/h)이고, f는 상기 시험용 가스의 유량(L/min)이다.](In the above-mentioned relational expression 2, Q is the decomposition amount (μmol / h) of the pollutant in the photocatalytic functional building material and f is the flow rate (L / min) of the test gas.
상술한 바와 같이, 본 발명은 자연광 상태에서 오염물질의 분해율 및 분해량을 측정하므로, 자외선을 이용한 건축자재의 광분해 성능 측정시 과대평가될 수 있는 문제를 방지할 수 있게 된다. As described above, the present invention measures the decomposition rate and decomposition amount of contaminants in the natural light state, and thus it is possible to prevent a problem that can be overestimated when measuring the photodegradation performance of building materials using ultraviolet rays.
이하 본 발명의 구체적인 설명을 위하여 하기의 실시예를 들어 상세하게 설명하겠으나, 본 발명이 다음 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
실시예 1Example 1
49 mm×99.5 mm×5 mm 의 크기를 가지며, TiO2 3 g이 포함된 광촉매 기능성 건축자재를 20 L의 광반응부 내부에 장입하였다. 이때 상기 광반응부의 온도는 25 ℃ 이었다. 이후 상기 광반응부로 0.1 ppm의 톨루엔과 공기를 주입하였다. 이때 상기 공기의 습도는 50 % 이었다. A photocatalytic functional building material with a size of 49 mm x 99.5 mm x 5 mm and containing 3 g of TiO 2 was charged into the 20 L photoreactive part. At this time, the temperature of the photoreactive portion was 25 占 폚. Then, 0.1 ppm of toluene and air were injected into the photoreactive portion. At this time, the humidity of the air was 50%.
이후 상기 광반응부 내부에 위치한 상기 광촉매 기능성 건축자재에 파장이 약 380 내지 780 nm 인 가시광을 2시간 동안 조사하였다. 이때, 상기 가시광의 조도는 900 lx 이었다. 또한, 상기 광반응부에서 배출되는 상기 톨루엔의 농도는 가시광을 조사한 직후, 1 시간 후, 및 2 시간 후에 각각 측정한 후 평균하여 평균값을 획득하였다. Then, visible light having a wavelength of about 380 to 780 nm was irradiated to the photocatalytic functional building material located inside the photoreactive part for 2 hours. At this time, the illuminance of the visible light was 900 lx. The concentration of the toluene discharged from the photoreactive portion was measured immediately after the irradiation of visible light, after 1 hour and 2 hours, and then averaged to obtain an average value.
추가적으로, 상기 톨루엔의 농도 측정은 TD-GC/MS 를 이용하여 분석하였으며, 상세한 분석조건을 하기 표 1에 수록하였다. In addition, the concentration of the toluene was measured using TD-GC / MS, and the detailed analysis conditions are listed in Table 1 below.
이후 상술한 관계식 1 및 2를 이용하여, 상기 광촉매 기능성 건축자재의 분해율과 분해량을 각각 구하였으며, 표 3에 상기 광촉매 기능성 건축자재의 분해량을 수록하였다. The degradation rate and the decomposition amount of the photocatalytic functional building material were determined using the relational expressions 1 and 2 described above. Table 3 shows the decomposition amount of the photocatalytic functional building material.
실시예 2Example 2
톨루엔 대신에 폼알데히드를 주입한 것과 폼알데히드의 농도 측정을 LC/MS/MS 를 이용하여 분석한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 실시하였다. LC/MS/MS의 분석조건은 하기 표 2에 수록하였다. The same procedure as in Example 1 was carried out except that formaldehyde was injected instead of toluene and the concentration of formaldehyde was analyzed by LC / MS / MS. Analysis conditions of LC / MS / MS are listed in Table 2 below.
실시예 3Example 3
0.01 ppm의 폼알데히드를 주입한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 실시하였다. The procedure of Example 2 was repeated except that 0.01 mole of formaldehyde was injected.
실시예 4Example 4
0.05 ppm의 폼알데히드를 주입한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 실시하였다. The procedure of Example 2 was repeated except that 0.05 mole of formaldehyde was injected.
실시예 5Example 5
0.2 ppm의 폼알데히드를 주입한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 실시하였다. The procedure of Example 2 was repeated except that 0.2 ppm of formaldehyde was added.
비교예 1Comparative Example 1
가시광 대신에 파장이 약 300 내지 400 nm 인 자외선을 조사한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 실시하였다. The procedure of Example 1 was repeated except that ultraviolet light having a wavelength of about 300 to 400 nm was irradiated instead of visible light.
비교예 2Comparative Example 2
가시광 대신에 파장이 약 300 내지 400 nm 인 자외선을 조사한 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일하게 실시하였다.The procedure of Example 2 was repeated except that ultraviolet light having a wavelength of about 300 to 400 nm was irradiated instead of visible light.
표 4에 상기 실시예 2 내지 5에서 측정된 폼알데하이드의 분해율이 수록되었다. 상기 분해율은 상술한 관계식 1을 이용하여 계산되었으며, 각각 10회 측정하여 평균한 분해율 평균값 및 오차를 나타낸다. 실시예 3은 폼알데하이드의 주입 농도가 0.01 ppm으로 너무 낮아, 분해율의 오차가 15.1로 너무 크게 나타났다. 실시예 2 및 4는 실시예 5 대비 우수한 분해율을 각각 나타내었고, 실시예 5는 실시예 2 대비 분해율이 약 11 % 감소하였다. Table 4 lists the degradation rates of the formaldehyde measured in Examples 2 to 5 above. The decomposition rate was calculated using the above-described relational expression 1, and shows the average value and error of the decomposition rate measured 10 times each. In Example 3, the injected concentration of formaldehyde was too low at 0.01 ppm, and the error of the decomposition rate was too large at 15.1. Examples 2 and 4 showed excellent degradation rates compared to Example 5, and Example 5 showed a degradation rate of about 11% lower than Example 2.
이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Those skilled in the art will recognize that many modifications and variations are possible in light of the above teachings.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .
Claims (8)
b) 상기 광촉매 기능성 건축자재에 가시광을 조사하여, 상기 광반응부에서 배출되는 오염물질의 배출농도를 측정하는 단계;
c) 하기 관계식 1을 이용하여, 상기 광촉매 기능성 건축자재의 오염물질 분해율을 구하는 단계; 및
d) 하기 관계식 2를 이용하여, 상기 광촉매 기능성 건축자재의 오염물질 분해량을 구하는 단계;를 포함하며,
상기 오염물질의 공급농도는 0.05 내지 0.1 ppm 이며,
상기 가시광의 파장은 420 내지 780 nm 이며,
상기 가시광의 조도는 800 내지 1000 lx 인
것을 특징으로 하는 광촉매 기능성 건축자재의 광분해 성능 평가방법:
[관계식 1]
[상기 관계식 1에서, R은 상기 광촉매 기능성 건축자재의 오염물질 분해율(%)이고, [F]0 는 상기 a) 단계시 상기 오염물질의 공급농도(ppm)이며, [F] 는 상기 b) 단계시 상기 오염물질의 배출농도(ppm)이다.]
[관계식 2]
[상기 관계식 2에서, Q는 상기 광촉매 기능성 건축자재의 오염물질 분해량(μmol/h)이고, f는 상기 시험용 가스의 유량(L/min)이다.]
a) providing a test gas in which a photocatalytic functional building material in which a photocatalytic functional building material is located is mixed with a predetermined concentration of pollutants and air;
b) measuring the concentration of pollutants emitted from the photoreactive unit by irradiating the photocatalytic functional building material with visible light;
c) obtaining a pollutant decomposition rate of the photocatalytic functional building material using the following relational expression 1; And
d) obtaining a decomposition amount of contaminants in the photocatalytic functional building material using the following formula 2,
The supply concentration of the pollutants is 0.05 to 0.1 ppm,
The wavelength of the visible light is 420 to 780 nm,
The illuminance of the visible light is 800 to 1000 lx
A method for evaluating photodegradation performance of a photocatalytic functional building material characterized by:
[Relation 1]
[F] 0 is the supply concentration (ppm) of the pollutant in the step a), [F] is the concentration of the pollutant in the step b) (Ppm) of the contaminant at the stage.
[Relation 2]
(In the above-mentioned relational expression 2, Q is the decomposition amount (μmol / h) of the pollutant in the photocatalytic functional building material and f is the flow rate (L / min) of the test gas.
상기 오염물질은 휘발성 유기화합물 및 폼알데하이드에서 적어도 하나 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 광촉매 기능성 건축자재의 광분해 성능 평가방법.
The method according to claim 1,
Wherein the pollutant is selected from at least one of volatile organic compounds and formaldehyde.
상기 b) 단계시, 상기 오염물질의 농도를 측정하는 시간은 3시간 이하인 것을 특징으로 하는 광촉매 기능성 건축자재의 광분해 성능 평가방법.
The method according to claim 1,
The method for evaluating photocatalytic performance of a photocatalytic functional building material according to claim 1, wherein the time for measuring the concentration of the pollutant in the step b) is 3 hours or less.
상기 [F] 는 상기 가시광을 조사한 직후, 1 시간 경과 후, 및 2 시간 경과 후에 상기 오염물질의 배출 농도를 각각 측정하여 평균한 값인 것을 특징으로 하는 광촉매 기능성 건축자재의 광분해 성능 평가방법.
The method according to claim 1,
The method of evaluating photocatalytic performance of a photocatalytic functional building material according to claim 1, wherein the concentration [F] is a value obtained by measuring an emission concentration of the pollutant immediately after irradiation of the visible light, after 1 hour, and after 2 hours.
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