KR101765383B1 - 광촉매와 흡착제에 의한 바이오에어로졸의 제거 평가장치 및 그 평가방법 - Google Patents

광촉매와 흡착제에 의한 바이오에어로졸의 제거 평가장치 및 그 평가방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광촉매와 흡착제에 의한 바이오에어로졸의 제거 평가장치 및 그 평가방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 외부의 공기가 내부로 유입될 수 있도록 상부가 개방되고, 내부에 응축된 바이러스(10)가 저장되는 바이러스저장부(100); 상기 바이러스저장부(100)에 연장 연결되는 유동관(202)을 통해 상기 바이러스저장부(100)에서 상기 바이러스(10)가 기화되면서 발생되는 바이오에어로졸(30)이 내부로 유입되고, 상면과 하면에 광원을 발산하는 광원발생기(210)가 구비되는 광원부(200); 상기 광원부(200)의 내부에 구비되면서 상기 유동관(202)과 연결되고 상기 유동관(202)을 통해 내부로 유입되는 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)가 흡착되거나 광분해 될 수 있도록 하는 흡착제(310)와 광촉매(320)가 내장되는 반응부(300); 상기 바이러스저장부(100)와 광원부(200)를 연결하는 상기 유동관(202)에 연결되어 상기 유동관(202) 내에서 유동되는 바이오에어로졸(30)이 내부로 유입 또는 차단되도록 제어하는 제1개폐밸브(410)가 구비되고, 내부로 유입되는 상기 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)의 농도를 측정하는 제1농도측정부(400); 및 상기 반응부(300)에 관 형태로 연장형성되는 유입관(502)에 연결되어 상기 반응부(300)에서 흡착되거나 광분해 된 바이오에어로졸(30)이 내부로 유입 또는 차단되도록 제어하는 제2개폐밸브(510)가 구비되고, 상기 반응부(300)에서 반응된 후 내부로 유입되는 상기 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)의 농도를 측정하는 제2농도측정부(500);를 포함하되, 상기 광원부(200)는, 외부로부터 내부로 빛이 유입되는 것을 차단하는 광원하우징(220)을 포함하고, 상기 광원발생기(210)는, 소등 되어 상기 반응부(300) 내의 바이오에어로졸(30)이 상기 흡착제(310)에만 반응할 수 있도록 하거나, 점등 되어 상기 반응부(300) 내의 바이오에어로졸(30)이 상기 흡착제(310)와 광촉매(320)에 동시에 반응할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

광촉매와 흡착제에 의한 바이오에어로졸의 제거 평가장치 및 그 평가방법{A REMOVAL AND EVALUATION APPARATUS FOR BIO-AEROSOL OF PHOTO-CATALYST AND ADSORPTION-CATALYST AND ADSORBENT AND THE METHOD THEREWITH}
본 발명은 광촉매와 흡착제에 의한 바이오에어로졸의 제거 평가장치 및 그 평가방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 광촉매와 흡착제에 노출되는 바이오에어로졸 내의 바이러스가 흡착제에 의해 흡착되고 광촉매에 의해 광분에 되는 양을 측정할 수 있도록 하는 광촉매와 흡착제에 의한 바이오에어로졸의 제거 평가장치 및 그 평가방법에 관한 것이다.
흡착제에 대한 흡착대상 물질의 흡착량을 농도별로 다양하고 정확하게 분석하는 것은, 예컨대 석유화학공정의 흡착탑 설비와 같이 흡착을 이용한 특정 성분의 분리를 목적으로 하는 장치 내지 설비의 설계 및 운전조건 개선 등에 있어서 필수적인 흡착등온식(adsorption isotherm)의 획득을 위하여 매우 중요하다.
흡착제에 대한 흡착대상 물질의 흡착량을 분석하는 방법으로 가장 전통적인 방법으로는 정적 평형 방법(staticequilibrium method)이 있다. 정적 평형 방법에서는, 흡착제가 있는 용기에 흡착대상 물질이 포함된 액체 시료를 투입하고, 오랜 시간 방치하여 평형에 도달하도록 한 후, 액체 시료 중의 흡착대상 물질 농도의 변화를 측정한다.
이러한 정적 평형 방법은, 수시간에서 수일에 이를 정도로 시간이 많이 걸리고, 또한, 1회의 실험 후에는 흡착제와 액체 시료를 모두 폐기하고 새로운 실험 조건에 맞추어 흡착제 및 흡착 대상 물질의 계량을 다시 실시하여야 하기 때문에 실험 효율성이 떨어지며, 교체된 흡착제들 간의 미세한 차이 등으로 인하여 오차 발생의 가능성이 커지는 등의 단점이 있다.
한편, 빛에 의해 일어나는 물질의 분해반응으로 보통은 공유결합을 이루는 분자의 결합이 분해되는 것을 광분해라고 한다.
이러한 광분해의 경우 공유결합을 이루는 분자들은 결합을 형성하기 위해서 에너지를 방출하고, 분자들 간 결합을 끊기 위해서는 에너지가 필요한데, 화학에서는 이러한 에너지를 결합에너지라고 부르며, 드물게는 분자를 해리하는 데 필요한 에너지라고 하여 분리에너지 또는 해리에너지라고 부른다.
이렇게 분자를 해리시키는 에너지는 빛의 파장으로 에너지를 표현할 수 있으며, 이때 특정 파장 이상의 빛을 쪼여 공유결합을 끊을 수 있게 된다.
이러한 광분해를 위해 광원을 발생하여 조사하는 것을 광촉매라고하고, 광촉매에 대한 광분해 대상 물질의 광분해량을 정확하게 분석하는 작업의 경우도 광부해량을 정확하게 분석하기 어려운 문제점이 있었다.
특히, 바이오에어로졸 내의 바이러스에 대해 흡착제에 의한 바이러스의 흡착량의 측정과 광촉매에 의한 바이러스의 광분해량의 측정이 하나의 설비를 통해 이루어지도록 하기가 어려웠고, 그 결과값 또한 오차 발생의 가능성이 큰 문제점이 있었다.
특허문헌 등록특허 10-0687061
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명에 따른 광촉매와 흡착제에 의한 바이오에어로졸의 제거 평가장치 및 그 평가방법은, 바이오에어로졸 내의 바이러스에 대해 흡착제에 의한 바이러스의 흡착량의 측정과 광촉매에 의한 바이러스의 광분해량의 측정이 하나의 설비를 통해 이루어지도록 할 수 있는 광촉매와 흡착제에 의한 바이오에어로졸의 제거 평가장치 및 그 평가방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명에 따른 광촉매와 흡착제에 의한 바이오에어로졸의 제거 평가장치 및 그 평가방법은, 흡착제와 바이러스 측정장치를 이용하여 단시간에 흡착제의 흡착 효율을 확인하면서도 측정의 오차를 최소화할 수 있는 광촉매와 흡착제에 의한 바이오에어로졸의 제거 평가장치 및 그 평가방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명에 따른 광촉매와 흡착제에 의한 바이오에어로졸의 제거 평가장치 및 그 평가방법은, 광촉매와 바이러스 측정장치를 이용하여 단시간에 광촉매의 광분해 효율을 확인하면서도 측정의 오차를 최소화할 수 있는 광촉매와 흡착제에 의한 바이오에어로졸의 제거 평가장치 및 그 평가방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명에 따른 광촉매와 흡착제에 의한 바이오에어로졸의 제거 평가장치 및 그 평가방법은, 외부의 공기가 내부로 유입될 수 있도록 상부가 개방되고, 내부에 응축된 바이러스(10)가 저장되는 바이러스저장부(100); 상기 바이러스저장부(100)에 연장 연결되는 유동관(202)을 통해 상기 바이러스저장부(100)에서 상기 바이러스(10)가 기화되면서 발생되는 바이오에어로졸(30)이 내부로 유입되고, 상면과 하면에 광원을 발산하는 광원발생기(210)가 구비되는 광원부(200); 상기 광원부(200)의 내부에 구비되면서 상기 유동관(202)과 연결되고 상기 유동관(202)을 통해 내부로 유입되는 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)가 흡착되거나 광분해 될 수 있도록 하는 흡착제(310)와 광촉매(320)가 내장되는 반응부(300); 상기 바이러스저장부(100)와 광원부(200)를 연결하는 상기 유동관(202)에 연결되어 상기 유동관(202) 내에서 유동되는 바이오에어로졸(30)이 내부로 유입 또는 차단되도록 제어하는 제1개폐밸브(410)가 구비되고, 내부로 유입되는 상기 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)의 농도를 측정하는 제1농도측정부(400); 및 상기 반응부(300)에 관 형태로 연장형성되는 유입관(502)에 연결되어 상기 반응부(300)에서 흡착되거나 광분해 된 바이오에어로졸(30)이 내부로 유입 또는 차단되도록 제어하는 제2개폐밸브(510)가 구비되고, 상기 반응부(300)에서 반응된 후 내부로 유입되는 상기 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)의 농도를 측정하는 제2농도측정부(500);를 포함하되, 상기 광원부(200)는, 외부로부터 내부로 빛이 유입되는 것을 차단하는 광원하우징(220)을 포함하고, 상기 광원발생기(210)는, 소등 되어 상기 반응부(300) 내의 바이오에어로졸(30)이 상기 흡착제(310)에만 반응할 수 있도록 하거나, 점등 되어 상기 반응부(300) 내의 바이오에어로졸(30)이 상기 흡착제(310)와 광촉매(320)에 동시에 반응할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1개폐밸브(410)는, 상기 제2개폐밸브(510)가 개방되면 폐쇄되고, 상기 제2개폐밸브(510)가 폐쇄되면 개방된다.
삭제
상기 반응부(300)는, 상기 유동관(202)과 연결되어 상기 바이러스저장부(100)에서 바이오에어로졸(30)이 내부로 유입되도록 하고, 내부에 상기 흡착제(310)와 광촉매(320)가 수용되는 반응하우징(330)과, 상기 반응하우징(330)의 상면과 하면에 각각 구비되어, 상기 광원발생기(210)에서 발산되는 광원이 반응하우징(330)을 투과하여 광촉매(320)에 노출될 수 있도록 하는 투명판(340)을 포함한다.
삭제
상기 반응하우징(330)은, 상기 투명판(340)의 테두리에 형성되어 반응하우징(330) 내부의 바이오에어로졸(30)이 반응하우징(330) 내에서 밀폐된 상태로 수용될 수 있도록 하는 패킹(350)과, 상기 투명판(340)이 반응하우징(330)의 상면과 하면에 각각 고정될 수 있도록 상기 투명판(340)의 테두리부위와 반응하우징(330)의 외면 테두리부위를 동시에 감싸는 고정편(360)과, 상기 고정편(360)을 관통하여 반응하우징(330)에 체결되면서 상기 고정편(360)이 반응하우징(330)에 고정될 수 있도록 하는 볼트(370)를 포함한다.
상기 투명판(340)은, 상기 광원발생기(210)에서 발산되는 광원이 투명판(340)을 투과하는 투과율을 조절하기 위한 명암필름(342)을 포함한다.
상기 상기 흡착제(310)와 광촉매(320)는, 다공성 벌집 구조의 폴리우레탄 지지체 상에 이산화티타늄 박막이 고정되고 상기 이산화티타늄 박막 상에 구리가 도핑된다.
상기 제1농도측정부(400)는, 상기 제1농도측정부(400)로 유입되는 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 농도를 측정하고, 그 바이러스(10)를 배양할 수 있는 제1배양측정기(420)를 포함하고, 상기 제2농도측정부(500)는, 상기 제2농도측정부(500)로 유입되는 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 농도를 측정하고, 그 바이러스(10)를 배양할 수 있는 제2배양측정기(520)를 포함한다.
외부의 공기가 내부에 응축된 바이러스(10)가 저장되는 바이러스저장부(100)에서 기화되어 바이오에어로졸(30) 상태를 이루면서 제1농도측정부(400)와, 제2농도측정부(500)를 순차적으로 거친 후에 제1농도측정부(400)와, 제2농도측정부(500)의 바이러스(10) 농도차이를 확인하는 기본농도확인단계(S100); 상기 제1농도측정부(400)와 제2농도측정부(500) 사이에 바이러스(10)를 흡착할 수 있는 흡착제(310)와 바이러스(10)를 광원으로 분해하는 광촉매(320)가 내장되는 반응부(300)를 구비하고, 상기 제1농도측정부(400)에 형성되는 제1개폐밸브(410)를 개방하고, 상기 제2농도측정부(500)에 형성되는 제2개폐밸브(510)를 폐쇄하여 상기 제1농도측정부(400)에 진입된 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 농도를 측정하는 제1농도측정단계(S200); 상기 제1농도측정단계(S200)가 완료된 후, 상기 제1농도측정부(400)에 형성되는 제1개폐밸브(410)를 폐쇄하고, 상기 제2농도측정부(500)에 형성되는 제2개폐밸브(510)를 개방하며, 상기 반응부(300)를 통과하는 바이오에어로졸(30)이 흡착제(310)를 거치도록 한 후 상기 제2농도측정부(500)에 진입된 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 농도를 측정하는 제2농도측정단계(S300); 및 상기 제2농도측정단계(S300)가 완료된 후, 상기 제1농도측정부(400)에 형성되는 제1개폐밸브(410)를 폐쇄하고, 상기 제2농도측정부(500)에 형성되는 제2개폐밸브(510)를 개방하며, 상기 반응부(300)를 통과하는 바이오에어로졸(30)이 흡착제(310)와 광촉매(320)를 동시에 거치도록 한 후 상기 제2농도측정부(500)에 진입된 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 농도를 측정하는 제3농도측정단계(S400);를 포함하고, 상기 기본농도확인단계(S100)를 통해 제1농도측정부(400)와, 제2농도측정부(500)의 바이러스(10) 농도차이를 확인한 차이값을, 상기 제2농도측정단계(S300)에서 제2농도측정부(500)에 진입된 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 농도와, 상기 제1농도측정단계(S200)에서의 제1농도측정부(400)에 진입된 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 농도를 비교하는 비교값에 적용하여, 상기 흡착제(310)에 의해 흡착되는 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 흡착율에 대한 오차값을 확인하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1농도측정단계(S200)를 통해 상기 제1농도측정부(400)에 진입된 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)의 농도와, 상기 제2농도측정단계(S300)를 통해 제2농도측정부(500)에 진입된 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 농도를 상호 비교하여, 상기 흡착제(310)에 의해 흡착되는 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 흡착율을 확인할 수 있다.
삭제
상기 제1농도측정단계(S200)를 통해 상기 제1농도측정부(400)에 진입된 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)의 농도와, 상기 제3농도측정단계(S400)를 통해 제2농도측정부(500)에 진입된 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 농도를 상호 비교하여, 상기 흡착제(310)와 광촉매(320)를 동시에 사용했을 경우, 흡착 및 광분해되는 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 흡착율 및 광분해율을 확인할 수 있다.
상기 기본농도확인단계(S100)를 통해 제1농도측정부(400)와, 제2농도측정부(500)의 바이러스(10) 농도차이를 확인한 차이값을, 상기 제3농도측정단계(S400)에서 제2농도측정부(500)에 진입된 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 농도와, 상기 제1농도측정단계(S200)에서의 제1농도측정부(400)에 진입된 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 농도를 비교하는 비교값에 적용하여, 상기 흡착제(310)와 광촉매(320)에 의해 흡착 및 광분해되는 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 흡착율 및 광분해율에 대한 오차값을 확인하게 된다.
삭제
본 발명에 따른 광촉매와 흡착제에 의한 바이오에어로졸의 제거 평가장치 및 그 평가방법은, 흡착제에 의한 바이러스의 흡착량의 측정과 광촉매에 의한 바이러스의 광분해량의 측정이 하나의 설비를 통해 이루어지도록 함으로써 그에 따른 비용을 절감할 수 있는 경제적 효과가 있다.
본 발명에 따른 광촉매와 흡착제에 의한 바이오에어로졸의 제거 평가장치 및 그 평가방법은, 바이오에어로졸 내의 바이러스가 흡착제에 흡착 되는 효율을 측정하면서도 측정의 오차를 최소화할 수 있기 때문에 그에 따른 측정 평가의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.
본 발명에 따른 광촉매와 흡착제에 의한 바이오에어로졸의 제거 평가장치 및 그 평가방법은, 바이오에어로졸 내의 바이러스가 광착촉매에 의해 광분해 되는 효율을 측정하면서도 측정의 오차를 최소화할 수 있기 때문에 그에 따른 측정 평가의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 광촉매와 흡착제에 의한 바이오에어로졸의 제거 평가장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 광촉매와 흡착제에 의한 바이오에어로졸의 제거 평가장치의 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 광촉매와 흡착제에 의한 바이오에어로졸의 제거 평가장치의 다른 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 광촉매와 흡착제에 의한 바이오에어로졸의 제거 평가장치의 요부를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4에 따른 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 광촉매와 흡착제에 의한 바이오에어로졸의 제거 평가방법을 개략적으로 나타내는 순서도 이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시 예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
이하의 상세한 설명에서는, 일 예로 광촉매와 흡착제에 노출되는 바이오에어로졸 내의 바이러스가 흡착제에 의해 흡착되고 광촉매에 의해 광분에 되는 양을 측정할 수 있도록 하는 광촉매와 흡착제에 의한 바이오에어로졸의 제거 평가장치 및 그 평가방법 [특히, 반응부]의 기술적 구성을 동일하게 적용할 수 있음은 물론이라 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 광촉매와 흡착제에 의한 바이오에어로졸의 제거 평가장치를 나타내는 도면이다.
도 1을 살펴보면, 본 발명에 따른 광촉매와 흡착제에 의한 바이오에어로졸의 제거 평가장치는, 외부의 공기가 내부로 유입될 수 있고, 내부에 응축된 바이러스(10)가 저장되는 바이러스저장부(100)와, 광원을 발산하는 광원발생기(210)가 구비되는 광원부(200)와, 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)가 흡착되거나 광분해 될 수 있도록 하는 흡착제(310)와 광촉매(320)가 내장되는 반응부(300)와, 상기 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)의 농도를 측정하는 제1농도측정부(400)와, 상기 반응부(300)에서 반응된 후 내부로 유입되는 상기 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)의 농도를 측정하는 제2농도측정부(500)를 포함한다.
상기 바이러스저장부(100)는, 외부의 공기가 내부로 유입될 수 있도록 상부가 개방되고, 내부에 응축된 바이러스(10)가 저장되도록 하게 된다.
이렇게, 상기 바이러스저장부(100)에 응축된 상태로 수용되는 바이러스(10)는 외부에서 상기 바이러스저장부(100) 내부로 유입되는 공기에 의해 기화되어 바이오에어로졸(30) 상태가 될 수 있게 된다.
여기서, 상기 바이오에어로졸(30)은 상기 바이러스저장부(100)에 연장 연결되는 유동관(202)을 통해 상기 광원부(200)로 유입되게 된다.
이러한 상기 광원부(200)는, 상기 바이러스저장부(100)에 연장 연결되는 유동관(202)을 통해 상기 바이러스저장부(100)에서 상기 바이러스(10)가 기화되면서 발생되는 바이오에어로졸(30)이 내부로 유입되고, 상면과 하면에 광원을 발산하는 광원발생기(210)가 구비되게 된다.
여기서, 상기 광원부(200)는, 상기 광원발생기(210)를 통해 상기 흡착제(310)와 광촉매(320)가 내장되는 반응부(300)에 광원을 조사하여 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)가 광촉매(320)에 의해 광분해될 수 있도록 하는 역할을 담당하게 된다.
이때, 상기 흡착제(310)와 광촉매(320)는, 다공성 벌집 구조의 폴리우레탄 지지체 상에 이산화티타늄 박막이 고정되고 상기 이산화티타늄 박막 상에 구리가 도핑된다.
상기 폴리우레탄(PU)은 기판 또는 지지체의 역할을 담당하며, 100-300 m의 기공 크기를 갖는 다공성 물질이므로 흡착 기능이 우수하다. 또한, 표면 개질을 통하여 이산화티타늄과 화학적으로 결합이 가능하다.
상기 이산화티타늄(TiO2)은 광촉매의 주요 재료로서, 내구성, 내마모성이 우수하며, 화학적으로 안정하고, 인체에 무해하며, 다른 재료들에 비해서 가격이 저렴한 장점이 있다.
본 발명에서는 상기 이산화티타늄 박막 상에 구리를 도핑하여, 이산화티타늄의 밴드갭 에너지를 낮춤으로써 자외선을 포함하여 가시광선 영역에서도 우수한 광촉매 활성을 나타낼 수 있도록 하였다.
따라서, 본 발명에 따른 구리-이산화티타늄/폴리우레탄으로 이루어진 상기 흡착제(310)와 광촉매(320)는, 흡착제의 기능과 광촉매 기능을 동시에 수행할 수 있는 다기능 물질이다.
이렇게, 구리-이산화티타늄/폴리우레탄으로 이루어진 상기 흡착제(310)와 광촉매(320)는 폴리우레탄 지지체가 실리콘을 브릿지 원소로서 사용하여 표면 개질을 통해 생성된 C-Si-O-Ti 결합에 의해 이산화티타늄 박막과 화학적 결합이 가능하므로 사용시 TiO2가 쉽게 박리되지 않으며, 따라서 반영구적으로 광촉매 활성을 나타낼 수 있다.
한편, 상기 광원발생기(210)는 사용자의 필요에 따라 상기 반응부(300)에서 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)가 흡착제(310)에 흡착되는 흡착율을 확인하기 위해서 소등된 상태를 유지할 수 있다.
그리고, 상기 반응부(300)에서 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)가 광촉매(320)와 흡착제(310)를 통해 광분해 되고 흡착되는 광분해도와 흡착율을 확인할 경우, 상기 광원발생기(210)가 점등되어 사용되게 된다.
이때, 상기 광원발생기(210)는 사용자의 필요에 따라 자외서 또는 적외선이 사용될 수 있고, 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)가 광분해 될 수 있다면 다양한 파장의 빛이 사용될 수 있는 것은 당연하다.
이를 위해, 상기 광원부(200)는, 상기 광원발생기(210)와 상기 광원발생기(210)가 고정된 상태로 상기 반응부(300)에 광원을 발산할 수 있도록 하면서, 외부의 빛이 상기 반응부(300)에 노출되는 것을 차단하는 광원하우징(220)을 포함할 수 있다.
결과적으로, 상기 광원발생기(210)는, 소등 되어 상기 반응부(300) 내의 바이오에어로졸(30)이 상기 흡착제(310)에만 반응할 수 있도록 하거나, 점등 되어 상기 반응부(300) 내의 바이오에어로졸(30)이 상기 흡착제(310)와 광촉매(320)에 동시에 반응할 수 있도록 하게 되는 것이다.
한편, 상기 반응부(300)는, 상기 광원부(200)의 내부에 구비되면서 상기 유동관(202)과 연결되고, 상기 흡착제(310)와 광촉매(320)가 내장되어 상기 유동관(202)을 통해 내부로 유입되는 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)가 흡착되거나 광분해 될 수 있도록 하는 역할을 수행하게 된다.
이를 위해, 상기 반응부(300)는, 상기 유동관(202)과 연결되어 상기 바이러스저장부(100)에서 바이오에어로졸(30)이 내부로 유입되도록 하고, 내부에 상기 흡착제(310)와 광촉매(320)가 수용되는 반응하우징(330)을 포함할 수 있다.
결과적으로, 상기 반응부(300)는, 상기 바이러스저장부(100)에서 기화되어 상기 반응하우징(330)의 내부로 유입되는 상기 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)가 상기 흡착제(310)와 광촉매(320)를 통해 흡착 및 광분해될 수 있도록 하게 되는 것이다.
그리고, 상기 제1농도측정부(400)는, 상기 바이러스저장부(100)와 광원부(200)를 연결하는 상기 유동관(202)에 연결되어 상기 유동관(202) 내에서 유동되는 바이오에어로졸(30)이 내부로 유입 또는 차단되도록 제어하는 제1개폐밸브(410)가 구비되고, 내부로 유입되는 상기 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)의 농도를 측정하는 역할을 담당하게 된다.
이를 위해, 상기 제1농도측정부(400)는, 상기 제1농도측정부(400)로 유입되는 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 농도를 측정하고, 그 바이러스(10)를 배양할 수 있는 제1배양측정기(420)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2농도측정부(500)는, 상기 반응부(300)에 관 형태로 연장형성되는 유입관(502)에 연결되어 상기 반응부(300)에서 흡착되거나 광분해 된 바이오에어로졸(30)이 내부로 유입 또는 차단되도록 제어하는 제2개폐밸브(510)가 구비되고, 상기 반응부(300)에서 반응된 후 내부로 유입되는 상기 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)의 농도를 측정하는 역할을 담당하게 된다.
이를 위해, 상기 제2농도측정부(500)는, 상기 제2농도측정부(500)로 유입되는 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 농도를 측정하고, 그 바이러스(10)를 배양할 수 있는 제2배양측정기(520)를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 반응부(300)의 내부에 구비되는 상기 흡착제(310)와 광촉매(320)를 통해, 상기 바이러스저장부(100)에서 기화되어 상기 반응하우징(330)의 내부로 유입되는 상기 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)가 상기 흡착제(310)와 광촉매(320)에 흡착 및 광분해될 수 있도록 하게 된다.
특히, 상기 제1농도측정부(400)로 유입되는 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 농도를 측정하고, 상기 제1배양측정기(420)를 통해 바이러스(10)를 배양하는 동안에는 상기 제1개폐밸브(410)가 개방되고 상기 제2개폐밸브(510)는 폐쇄된 상태를 유지하게 된다.
이렇게, 상기 제1배양측정기(420)를 통해 상기 바이러스저장부(100)에서 상기 반응부(300)로 진입되기 전 상태의 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 농도를 측정할 수 있어, 흡착 및 광분해 되기 전의 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 농도를 확인할 수 있게 된다.
이때, 상기 제1농도측정부(400)에서 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 농도를 측정할 경우에는, 상기 제1개폐밸브(410)는 개방되고 상기 제2개폐밸브(510)는 폐쇄된 상태를 유지하게 된다.
이어서, 상기 제1농도측정부(400)에서 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 농도 측정이 완료되면, 상기 제1개폐밸브(410)는 폐쇄되고 상기 제2개폐밸브(510)는 개방되어, 상기 바이러스저장부(100)에서 기화된 바이오에어로졸(30)은 상기 반응부(300)를 거쳐 흡착 및 광분해 된 후 상기 제2농도측정부(500)로 유동되게 된다.
이렇게, 사용자의 필요에 따라, 상기 제1개폐밸브(410)는, 상기 제2개폐밸브(510)가 개방되면 폐쇄되고, 상기 제2개폐밸브(510)가 폐쇄되면 개방될 수 있게 된다.
상기 반응부(300)를 거쳐 흡착 및 광분해 된 후 상기 제2농도측정부(500)로 유입되는 바이오에어로졸(30)은, 상기 제2배양측정기(520)를 통해 제2농도측정부(500)에서 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 농도를 측정하고, 그 바이러스(10)를 배양할 수 있게 된다.
즉, 상기 제2농도측정부(500)에서는 제2농도측정부(500)를 통해 상기 반응부(300)를 거쳐 흡착 및 광분해 된 후 상기 제2농도측정부(500)로 유입되는 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)의 농도를 측정할 수 있게 되는 것이다.
결과적으로, 상기 반응부(300)를 거치기 전의 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 농도와 상기 반응부(300)를 거친 후의 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 농도를 상호 비교하여 상기 반응부(300)의 상기 흡착제(310)와 광촉매(320)에의한 흡착율과 광분해율을 확인할 수 있게 된다.
이렇게, 상기 반응부(300)의 상기 흡착제(310)와 광촉매(320)에의한 흡착율과 광분해율을 보다 명확하게 비교하여 확인하는 내용에 대한 설명은 하기에서 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 광촉매와 흡착제에 의한 바이오에어로졸의 제거 평가장치의 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하여 도 2를 살펴보면, 본 발명에 따른 광촉매와 흡착제에 의한 바이오에어로졸의 제거 평가장치는, 외부의 공기가 내부로 유입될 수 있고, 내부에 응축된 바이러스(10)가 저장되는 바이러스저장부(100)와, 광원을 발산하는 광원발생기(210)가 구비되는 광원부(200)와, 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)가 흡착되거나 광분해 될 수 있도록 하는 흡착제(310)와 광촉매(320)가 내장되는 반응부(300)와, 상기 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)의 농도를 측정하는 제1농도측정부(400)와, 상기 반응부(300)에서 반응된 후 내부로 유입되는 상기 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)의 농도를 측정하는 제2농도측정부(500)를 포함한다.
본 발명의 실시 예에서는, 먼저 상기 반응부(300)에 흡착제(310)와 광촉매(320)를 사용하지 않은 상태에서의 상기 제1농도측정부(400)의 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)의 농도와, 상기 제2농도측정부(500)의 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)의 농도를 상호 비교하여, 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)의 농도 오차값을 구하게 된다.
이렇게, 상기 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)의 농도 오차값이 구해지게 되면, 상기 광원발생기(210)가 소등된 상태를 유지함으로써, 상기 반응부(300)에서 상기 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)가 상기 흡착제(310)에만 반응할 수 있도록 하게 된다.
도 2를 살펴보면, 외부에서 상기 바이러스저장부(100)에 유입되는 공기가 기화되면서 형성되는 바이오에어로졸(30)이 상기 제1농도측정부(400)로 유입될 수 있도록 제1개폐밸브(410)는 개방된 상태를 유지하게 되고, 상기 제2농도측정부(500)의 제2개폐밸브(510)는 폐쇄된 상태를 유지하게 된다.
이상태에서, 상기 제1농도측정부(400)로 유입되는 상기 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)는 제1배양측정기(420)에 의해 배양된 후 상기 바이러스(10)의 농도가 측정되게 된다.
상기 제1농도측정부(400)에서 바이러스(10)의 농도가 측정완료되면, 상기 제1개폐밸브(410)는 폐쇄되고, 상기 제2농도측정부(500)의 상기 제2개폐밸브(510)는 개방되게 된다.
이와 동시에, 상기 반응부(300)의 흡착제(310)가 배치되어 사용되게 되고, 상기 바이러스저장부(100)에서 형성되는 바이오에어로졸(30)은 상기 반응부(300)를 거치면서 상기 흡착제(310)에 의해 바이러스(10)가 흡착되는 과정을 거친 후, 개방된 상기 제2개폐밸브(510)를 통해 제2농도측정부(500)로 유입되게 된다.
이렇게, 상기 반응부(300)를 거친 바이오에어로졸(30)내의 남은 바이러스(10)는 제2농도측정부(500)의 제2배양측정기(520)에 의해 배양된 후 상기 바이러스(10)의 농도가 측정되게 된다.
이로써, 상기 반응부(300)의 흡착제(310)를 거치기 전 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 농도값과, 상기 반응부(300)의 흡착제(310)를 거친 후의 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 농도값을 확인할 수 있게 된다.
결과적으로, 상기 흡착제(310)를 거치기전의 바이러스(10) 농도값에, 상기 흡착제(310)를 거친 후의 바이러스(10) 농도값을 차감할 경우, 상기 흡착제(310)에 의해 흡착되는 바이러스(10)의 양을 확인할 수 있게 되고 이에 따른 상기 흡착제(310)의 흡착율을 확인할 수 있게 된다.
특히, 기 확인된 상기 반응부(300)에 흡착제(310)와 광촉매(320)를 사용하지 않은 상태에서의 상기 제1농도측정부(400)의 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)의 농도와, 상기 제2농도측정부(500)의 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)의 농도의 오차값을 상기 흡착제(310)를 거치기전의 바이러스(10) 농도값에, 상기 흡착제(310)를 거친 후의 바이러스(10) 농도값을 차감한 차감값에 적용함으로 인해, 더욱 정확한 상기 흡착제(310)의 흡착율을 확인할 수 있게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 광촉매와 흡착제에 의한 바이오에어로졸의 제거 평가장치의 다른 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하여 도 3을 살펴보면, 본 발명에 따른 광촉매와 흡착제에 의한 바이오에어로졸의 제거 평가장치는, 외부의 공기가 내부로 유입될 수 있고, 내부에 응축된 바이러스(10)가 저장되는 바이러스저장부(100)와, 광원을 발산하는 광원발생기(210)가 구비되는 광원부(200)와, 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)가 흡착되거나 광분해 될 수 있도록 하는 흡착제(310)와 광촉매(320)가 내장되는 반응부(300)와, 상기 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)의 농도를 측정하는 제1농도측정부(400)와, 상기 반응부(300)에서 반응된 후 내부로 유입되는 상기 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)의 농도를 측정하는 제2농도측정부(500)를 포함한다.
마찬가지로, 먼저 상기 반응부(300)에 흡착제(310)와 광촉매(320)를 사용하지 않은 상태에서의 상기 제1농도측정부(400)의 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)의 농도와, 상기 제2농도측정부(500)의 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)의 농도를 상호 비교하여, 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)의 농도 오차값을 구하게 된다.
그리고, 상기 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)의 농도 오차값이 구해지게 되면, 상기 광원발생기(210)가 점등된 상태를 유지함으로써, 상기 반응부(300)에서 상기 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)가 상기 흡착제(310)와 광촉매(320)에서 동시에 반응할 수 있도록 하게 된다.
도 3을 살펴보면, 먼저 외부에서 상기 바이러스저장부(100)에 유입되는 공기가 기화되면서 형성되는 바이오에어로졸(30)이 상기 제1농도측정부(400)로 유입될 수 있도록 제1개폐밸브(410)는 개방된 상태를 유지하게 되고, 상기 제2농도측정부(500)의 제2개폐밸브(510)는 폐쇄된 상태를 유지하게 된다.
이상태에서, 상기 제1농도측정부(400)로 유입되는 상기 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)는 제1배양측정기(420)에 의해 배양된 후 상기 바이러스(10)의 농도가 측정되게 된다.
상기 제1농도측정부(400)에서 바이러스(10)의 농도가 측정완료되면, 상기 제1개폐밸브(410)는 폐쇄되고, 상기 제2농도측정부(500)의 상기 제2개폐밸브(510)는 개방되게 된다.
이와 동시에, 상기 반응부(300)의 흡착제(310)와 광촉매(320)가 배치되어 사용되게 되고, 광원부(200)의 광원발생기(210)가 점등된 된 상태에서 상기 바이러스저장부(100)에서 형성되는 바이오에어로졸(30)은 상기 반응부(300)를 거치면서 상기 흡착제(310)와 광촉매(320)에 의해 바이러스(10)가 흡착 및 광분해되는 과정을 거친 후, 개방된 상기 제2개폐밸브(510)를 통해 제2농도측정부(500)로 유입되게 된다.
이렇게, 상기 반응부(300)를 거친 바이오에어로졸(30)내의 남은 바이러스(10)는 제2농도측정부(500)의 제2배양측정기(520)에 의해 배양된 후 상기 바이러스(10)의 농도가 측정되게 된다.
이로써, 상기 반응부(300)를 거치기 전 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 농도값과, 상기 반응부(300)의 흡착제(310)와 광촉매(320)를 거친 후의 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 농도값을 확인할 수 있게 된다.
결과적으로, 상기 흡착제(310)와 광촉매(320)를 거치기전의 바이러스(10) 농도값에, 상기 흡착제(310)와 광촉매(320)를 거친 후의 바이러스(10) 농도값을 차감할 경우, 상기 흡착제(310)와 광촉매(320)에 의해 흡착 및 광분해 되는 바이러스(10)의 양을 확인할 수 있게 되고 이에 따른 상기 흡착제(310)의 흡착율과 광촉매(320)의 광분해율을 확인할 수 있게 된다.
특히, 기 확인된 상기 반응부(300)에 흡착제(310)와 광촉매(320)를 사용하지 않은 상태에서의 상기 제1농도측정부(400)의 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)의 농도와, 상기 제2농도측정부(500)의 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)의 농도의 오차값을, 상기 흡착제(310)와 광촉매(320)를 거치기전의 바이러스(10) 농도값에, 상기 흡착제(310)와 광촉매(320)를 거친 후의 바이러스(10) 농도값을 차감한 차감값에 적용함으로 인해, 더욱 정확한 상기 흡착제(310)의 흡착율 및 광촉매(320)의 광분해율을 확인할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명에 따른 광촉매와 흡착제에 의한 바이오에어로졸의 제거 평가장치의 요부를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4에 따른 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 1 을 참조하여 도 4 및 도 5를 살펴보면, 본 발명에 따른 광촉매와 흡착제에 의한 바이오에어로졸의 제거 평가장치는, 외부의 공기가 내부로 유입될 수 있고, 내부에 응축된 바이러스(10)가 저장되는 바이러스저장부(100)와, 광원을 발산하는 광원발생기(210)가 구비되는 광원부(200)와, 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)가 흡착되거나 광분해 될 수 있도록 하는 흡착제(310)와 광촉매(320)가 내장되는 반응부(300)와, 상기 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)의 농도를 측정하는 제1농도측정부(400)와, 상기 반응부(300)에서 반응된 후 내부로 유입되는 상기 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)의 농도를 측정하는 제2농도측정부(500)를 포함한다.
상기 반응부(300)는, 상기 광원부(200)의 내부에 구비되면서 상기 유동관(202)과 연결되고, 상기 흡착제(310)와 광촉매(320)가 내장되어 상기 유동관(202)을 통해 내부로 유입되는 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)가 흡착되거나 광분해 될 수 있도록 하는 역할을 수행하게 된다.
이를 위해, 상기 반응부(300)는, 상기 유동관(202)과 연결되어 상기 바이러스저장부(100)에서 바이오에어로졸(30)이 내부로 유입되도록 하고, 내부에 상기 흡착제(310)와 광촉매(320)가 수용되는 반응하우징(330)을 포함할 수 있다.
더불어, 상기 반응부(300)는, 상기 반응하우징(330)의 상면과 하면에 각각 구비되어, 상기 광원발생기(210)에서 발산되는 광원이 반응하우징(330)을 투과하여 광촉매(320)에 노출될 수 있도록 하는 투명판(340)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 투명판(340)은, 상기 광원발생기(210)에서 발산되는 광원이 반응하우징(330)을 투과하여 광촉매(320)에 노출될 수 있도록 하여 상기 반응부(300)의 내부를 지나는 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)가 광분해될 수 있도록 하는 역할을 수행하게 된다.
한편, 상기 반응하우징(330)은, 상기 투명판(340)의 테두리에 형성되어 반응하우징(330) 내부의 바이오에어로졸(30)이 반응하우징(330) 내에서 밀폐된 상태로 수용될 수 있도록 하는 패킹(350)을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 반응하우징(330)은, 상기 투명판(340)이 반응하우징(330)의 상면과 하면에 각각 고정될 수 있도록 상기 투명판(340)의 테두리부위와 반응하우징(330)의 외면 테두리부위를 동시에 감싸는 고정편(360)을 포함할 수 있다.
더불어, 상기 반응하우징(330)은, 상기 고정편(360)을 관통하여 반응하우징(330)에 체결되면서 상기 고정편(360)이 반응하우징(330)에 고정될 수 있도록 하는 볼트(370)를 포함할 수 있다.
상기 패킹(350)은, 상기 반응하우징(330) 내부의 바이오에어로졸(30)이 상기 투명판(340)과 반응하우징(330)의 틈사이를 통해 누출되는 것을 차단하는 역할을 하게 된다.
그리고, 상기 고정편(360)은, 상기 투명판(340)의 테두리를 감싸면서 상기 바능하우징(330)의 외면에 상기 볼트(370)를 통해 견고하게 고정됨으로써, 상기 투명판(340)이 상기 반응하우징(330)에 견고하게 고정된 상태를 유지할 수 있도록 하게 된다.
더불어, 상기 볼트(370)가 고정편(360) 및 반응하우징(330)에서 원활하게 분리될 수 있기 때문에, 상기 반응하우징(330) 상에서 상기 투명판(340)을 간편하게 교체하여 사용할 수 있게 된다.
특히, 상기 투명판(340)은, 상기 광원발생기(210)에서 발산되는 광원이 투명판(340)을 투과하는 투과율을 조절하기 위한 명암필름(342)을 포함할 수 있다.
이러한, 상기 명암필름(342)은, 다양한 명암을 교체하여 사용할 수 있고, 이에 따라 상기 광원발생기(210)에서 발산되는 광원이 투명판(340)을 투과하는 투과율을 원활하게 조절할 수 있게 되는 것이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 반응하우징(330)의 내부에는 상기 흡착제(310)와 광촉매(320)가 배치되게 된다.
그리고, 상기 흡착제(310)와 광촉매(320)는, 다공성 벌집 구조의 폴리우레탄 지지체 상에 이산화티타늄 박막이 고정되고 상기 이산화티타늄 박막 상에 구리가 도핑된다.
더불어, 상기 흡착제(310)와 광촉매(320)는, 구리-이산화티타늄/폴리우레탄으로 이루어지면서 흡착제의 기능과 광촉매 기능을 동시에 수행할 수 있고, 그 형태는 판 형태, 블록 형태, 봉 형태 등 사용자의 필요에 따라 다양한 형태로 형성될 수 있는 것은 당연하다.
특히, 상기 흡착제(310)와 광촉매(320)는, 다양한 형태로 형성되되 상기 바이오에어로졸(30)이 흡착제(310)와 광촉매(320)를 원활하게 관통할 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명에 따른 광촉매와 흡착제에 의한 바이오에어로졸의 제거 평가방법을 개략적으로 나타내는 순서도 이다.
도 1을 살펴보면, 본 발명에 따른 광촉매와 흡착제에 의한 바이오에어로졸의 제거 평가방법은, 제1농도측정부(400)와, 제2농도측정부(500)의 바이러스(10) 농도차이를 확인하는 기본농도확인단계(S100)와, 제1농도측정단계(S200)와, 제2농도측정단계(S300)와, 제3농도측정단계(S400)를 포함한다.
상기 기본농도확인단계(S100)는, 외부의 공기가 내부에 응축된 바이러스(10)가 저장되는 바이러스저장부(100)에서 기화되어 바이오에어로졸(30) 상태를 이루면서 제1농도측정부(400)와, 제2농도측정부(500)를 순차적으로 거친 후에 제1농도측정부(400)와, 제2농도측정부(500)의 바이러스(10) 농도차이를 확인하는 공정을 수행하게 된다.
그리고, 상기 제1농도측정단계(S200)는, 상기 제1농도측정부(400)와 제2농도측정부(500) 사이에 바이러스(10)를 흡착할 수 있는 흡착제(310)와 바이러스(10)를 광원으로 분해하는 광촉매(320)가 내장되는 반응부(300)를 구비하고, 상기 제1농도측정부(400)에 형성되는 제1개폐밸브(410)를 개방하고, 상기 제2농도측정부(500)에 형성되는 제2개폐밸브(510)를 폐쇄하여 상기 제1농도측정부(400)에 진입된 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 농도를 측정하는 공정을 수행하게 된다.
또한, 상기 제2농도측정단계(S300)는, 상기 제1농도측정단계(S200)가 완료된 후, 상기 제1농도측정부(400)에 형성되는 제1개폐밸브(410)를 폐쇄하고, 상기 제2농도측정부(500)에 형성되는 제2개폐밸브(510)를 개방하며, 상기 반응부(300)를 통과하는 바이오에어로졸(30)이 흡착제(310)를 거치도록 한 후 상기 제2농도측정부(500)에 진입된 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 농도를 측정하는 공정을 수행하게 된다.
더불어, 상기 제3농도측정단계(S400)는, 상기 제2농도측정단계(S300)가 완료된 후, 상기 제1농도측정부(400)에 형성되는 제1개폐밸브(410)를 폐쇄하고, 상기 제2농도측정부(500)에 형성되는 제2개폐밸브(510)를 개방하며, 상기 반응부(300)를 통과하는 바이오에어로졸(30)이 흡착제(310)와 광촉매(320)를 동시에 거치도록 한 후 상기 제2농도측정부(500)에 진입된 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 농도를 측정하는 공정을 수행하게 된다.
이러한, 상기 제1농도측정단계(S200)를 통해 상기 제1농도측정부(400)에 진입된 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)의 농도와, 상기 제2농도측정단계(S300)를 통해 제2농도측정부(500)에 진입된 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 농도를 상호 비교하여, 상기 흡착제(310)에 의해 흡착되는 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 흡착율을 확인할 수 있다.
그리고, 상기 제1농도측정단계(S200)를 통해 상기 제1농도측정부(400)에 진입된 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)의 농도와, 상기 제3농도측정단계(S400)를 통해 제2농도측정부(500)에 진입된 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 농도를 상호 비교하여, 상기 흡착제(310)와 광촉매(320)를 동시에 사용했을 경우, 흡착 및 광분해되는 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 흡착율 및 광분해율을 확인할 수 있다.
또한, 상기 기본농도확인단계(S100)를 통해 제1농도측정부(400)와, 제2농도측정부(500)의 바이러스(10) 농도차이를 확인한 차이값을, 상기 제2농도측정단계(S300)에서 제2농도측정부(500)에 진입된 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 농도와, 상기 제1농도측정단계(S200)에서의 제1농도측정부(400)에 진입된 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 농도를 비교하는 비교값에 적용하여, 상기 흡착제(310)에 의해 흡착되는 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 흡착율에 대한 오차값을 확인할 수 있다.
더불어, 상기 기본농도확인단계(S100)를 통해 제1농도측정부(400)와, 제2농도측정부(500)의 바이러스(10) 농도차이를 확인한 차이값을, 상기 제3농도측정단계(S400)에서 제2농도측정부(500)에 진입된 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 농도와, 상기 제1농도측정단계(S200)에서의 제1농도측정부(400)에 진입된 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 농도를 비교하는 비교값에 적용하여, 상기 흡착제(310)와 광촉매(320)에 의해 흡착 및 광분해되는 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 흡착율 및 광분해율에 대한 오차값을 확인하게 된다.
여기서, 상기 흡착제(310)와 광촉매(320)에 의해 흡착 및 광분해되는 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)의 흡착율 및 광분해율을 구하는 내용은 중복되는 설명이기 때문에 생략하기로 한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10 : 바이러스 30 : 바이오에어로졸
100 : 바이러스저장부
200 : 광원부 210 : 광원발생기
220 : 광원하우징
300 : 반응부 310 : 흡착제
320 : 광촉매 330 : 반응하우징
340 : 투명판 342 : 명암필름
350 : 패킹 360 : 고정편
370 : 볼트
400 : 제1농도측정부 410 : 제1개폐밸브
420 : 제1배양측정기
500 : 제2농도측정부 510 : 제2개폐밸브
520 : 제2배양측정기

Claims (13)

  1. 외부의 공기가 내부로 유입될 수 있도록 상부가 개방되고, 내부에 응축된 바이러스(10)가 저장되는 바이러스저장부(100);
    상기 바이러스저장부(100)에 연장 연결되는 유동관(202)을 통해 상기 바이러스저장부(100)에서 상기 바이러스(10)가 기화되면서 발생되는 바이오에어로졸(30)이 내부로 유입되고, 상면과 하면에 광원을 발산하는 광원발생기(210)가 구비되는 광원부(200);
    상기 광원부(200)의 내부에 구비되면서 상기 유동관(202)과 연결되고 상기 유동관(202)을 통해 내부로 유입되는 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)가 흡착되거나 광분해 될 수 있도록 하는 흡착제(310)와 광촉매(320)가 내장되는 반응부(300);
    상기 바이러스저장부(100)와 광원부(200)를 연결하는 상기 유동관(202)에 연결되어 상기 유동관(202) 내에서 유동되는 바이오에어로졸(30)이 내부로 유입 또는 차단되도록 제어하는 제1개폐밸브(410)가 구비되고, 내부로 유입되는 상기 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)의 농도를 측정하는 제1농도측정부(400); 및
    상기 반응부(300)에 관 형태로 연장형성되는 유입관(502)에 연결되어 상기 반응부(300)에서 흡착되거나 광분해 된 바이오에어로졸(30)이 내부로 유입 또는 차단되도록 제어하는 제2개폐밸브(510)가 구비되고, 상기 반응부(300)에서 반응된 후 내부로 유입되는 상기 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)의 농도를 측정하는 제2농도측정부(500);를 포함하되,
    상기 광원부(200)는, 외부로부터 내부로 빛이 유입되는 것을 차단하는 광원하우징(220)을 포함하고,
    상기 광원발생기(210)는, 소등 되어 상기 반응부(300) 내의 바이오에어로졸(30)이 상기 흡착제(310)에만 반응할 수 있도록 하거나, 점등 되어 상기 반응부(300) 내의 바이오에어로졸(30)이 상기 흡착제(310)와 광촉매(320)에 동시에 반응할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 광촉매와 흡착제에 의한 바이오에어로졸의 제거 평가장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1개폐밸브(410)는,
    상기 제2개폐밸브(510)가 개방되면 폐쇄되고, 상기 제2개폐밸브(510)가 폐쇄되면 개방되는 것을 특징으로 하는 광촉매와 흡착제에 의한 바이오에어로졸의 제거 평가장치.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 반응부(300)는,
    상기 유동관(202)과 연결되어 상기 바이러스저장부(100)에서 바이오에어로졸(30)이 내부로 유입되도록 하고, 내부에 상기 흡착제(310)와 광촉매(320)가 수용되는 반응하우징(330)과,
    상기 반응하우징(330)의 상면과 하면에 각각 구비되어, 상기 광원발생기(210)에서 발산되는 광원이 반응하우징(330)을 투과하여 광촉매(320)에 노출될 수 있도록 하는 투명판(340)을 포함하는 광촉매와 흡착제에 의한 바이오에어로졸의 제거 평가장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 반응하우징(330)은,
    상기 투명판(340)의 테두리에 형성되어 반응하우징(330) 내부의 바이오에어로졸(30)이 반응하우징(330) 내에서 밀폐된 상태로 수용될 수 있도록 하는 패킹(350)과,
    상기 투명판(340)이 반응하우징(330)의 상면과 하면에 각각 고정될 수 있도록 상기 투명판(340)의 테두리부위와 반응하우징(330)의 외면 테두리부위를 동시에 감싸는 고정편(360)과,
    상기 고정편(360)을 관통하여 반응하우징(330)에 체결되면서 상기 고정편(360)이 반응하우징(330)에 고정될 수 있도록 하는 볼트(370)를 포함하는 광촉매와 흡착제에 의한 바이오에어로졸의 제거 평가장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 투명판(340)은,
    상기 광원발생기(210)에서 발산되는 광원이 투명판(340)을 투과하는 투과율을 조절하기 위한 명암필름(342)을 포함하는 광촉매와 흡착제에 의한 바이오에어로졸의 제거 평가장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 흡착제(310)와 광촉매(320)는,
    다공성 벌집 구조의 폴리우레탄 지지체 상에 이산화티타늄 박막이 고정되고 상기 이산화티타늄 박막 상에 구리가 도핑되는 것을 특징으로 하는 광촉매와 흡착제에 의한 바이오에어로졸의 제거 평가장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제1농도측정부(400)는,
    상기 제1농도측정부(400)로 유입되는 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 농도를 측정하고, 그 바이러스(10)를 배양할 수 있는 제1배양측정기(420)를 포함하고,
    상기 제2농도측정부(500)는,
    상기 제2농도측정부(500)로 유입되는 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 농도를 측정하고, 그 바이러스(10)를 배양할 수 있는 제2배양측정기(520)를 포함하는 광촉매와 흡착제에 의한 바이오에어로졸의 제거 평가장치.
  9. 외부의 공기가 내부에 응축된 바이러스(10)가 저장되는 바이러스저장부(100)에서 기화되어 바이오에어로졸(30) 상태를 이루면서 제1농도측정부(400)와, 제2농도측정부(500)를 순차적으로 거친 후에 제1농도측정부(400)와, 제2농도측정부(500)의 바이러스(10) 농도차이를 확인하는 기본농도확인단계(S100);
    상기 제1농도측정부(400)와 제2농도측정부(500) 사이에 바이러스(10)를 흡착할 수 있는 흡착제(310)와 바이러스(10)를 광원으로 분해하는 광촉매(320)가 내장되는 반응부(300)를 구비하고, 상기 제1농도측정부(400)에 형성되는 제1개폐밸브(410)를 개방하고, 상기 제2농도측정부(500)에 형성되는 제2개폐밸브(510)를 폐쇄하여 상기 제1농도측정부(400)에 진입된 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 농도를 측정하는 제1농도측정단계(S200);
    상기 제1농도측정단계(S200)가 완료된 후, 상기 제1농도측정부(400)에 형성되는 제1개폐밸브(410)를 폐쇄하고, 상기 제2농도측정부(500)에 형성되는 제2개폐밸브(510)를 개방하며, 상기 반응부(300)를 통과하는 바이오에어로졸(30)이 흡착제(310)를 거치도록 한 후 상기 제2농도측정부(500)에 진입된 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 농도를 측정하는 제2농도측정단계(S300); 및
    상기 제2농도측정단계(S300)가 완료된 후, 상기 제1농도측정부(400)에 형성되는 제1개폐밸브(410)를 폐쇄하고, 상기 제2농도측정부(500)에 형성되는 제2개폐밸브(510)를 개방하며, 상기 반응부(300)를 통과하는 바이오에어로졸(30)이 흡착제(310)와 광촉매(320)를 동시에 거치도록 한 후 상기 제2농도측정부(500)에 진입된 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 농도를 측정하는 제3농도측정단계(S400);를 포함하고,
    상기 기본농도확인단계(S100)를 통해 제1농도측정부(400)와, 제2농도측정부(500)의 바이러스(10) 농도차이를 확인한 차이값을, 상기 제2농도측정단계(S300)에서 제2농도측정부(500)에 진입된 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 농도와, 상기 제1농도측정단계(S200)에서의 제1농도측정부(400)에 진입된 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 농도를 비교하는 비교값에 적용하여, 상기 흡착제(310)에 의해 흡착되는 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 흡착율에 대한 오차값을 확인하는 광촉매와 흡착제에 의한 바이오에어로졸의 제거 평가방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제1농도측정단계(S200)를 통해 상기 제1농도측정부(400)에 진입된 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)의 농도와, 상기 제2농도측정단계(S300)를 통해 제2농도측정부(500)에 진입된 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 농도를 상호 비교하여, 상기 흡착제(310)에 의해 흡착되는 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 흡착율을 확인할 수 있는 것을 특징으로 하는 광촉매와 흡착제에 의한 바이오에어로졸의 제거 평가방법.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 제1농도측정단계(S200)를 통해 상기 제1농도측정부(400)에 진입된 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10)의 농도와, 상기 제3농도측정단계(S400)를 통해 제2농도측정부(500)에 진입된 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 농도를 상호 비교하여, 상기 흡착제(310)와 광촉매(320)를 동시에 사용했을 경우, 흡착 및 광분해되는 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 흡착율 및 광분해율을 확인할 수 있는 것을 특징으로 하는 광촉매와 흡착제에 의한 바이오에어로졸의 제거 평가방법.
  12. 삭제
  13. 제 9항에 있어서,
    상기 기본농도확인단계(S100)를 통해 제1농도측정부(400)와, 제2농도측정부(500)의 바이러스(10) 농도차이를 확인한 차이값을, 상기 제3농도측정단계(S400)에서 제2농도측정부(500)에 진입된 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 농도와, 상기 제1농도측정단계(S200)에서의 제1농도측정부(400)에 진입된 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 농도를 비교하는 비교값에 적용하여, 상기 흡착제(310)와 광촉매(320)에 의해 흡착 및 광분해되는 바이오에어로졸(30) 내의 바이러스(10) 흡착율 및 광분해율에 대한 오차값을 확인하는 광촉매와 흡착제에 의한 바이오에어로졸의 제거 평가방법.
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