KR101771950B1 - 다기능 광촉매제 제조방법 및 이를 이용한 공기살균 및 정화용 셀 - Google Patents

다기능 광촉매제 제조방법 및 이를 이용한 공기살균 및 정화용 셀 Download PDF

Info

Publication number
KR101771950B1
KR101771950B1 KR1020170015227A KR20170015227A KR101771950B1 KR 101771950 B1 KR101771950 B1 KR 101771950B1 KR 1020170015227 A KR1020170015227 A KR 1020170015227A KR 20170015227 A KR20170015227 A KR 20170015227A KR 101771950 B1 KR101771950 B1 KR 101771950B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
air
weight
parts
photocatalyst
cell
Prior art date
Application number
KR1020170015227A
Other languages
English (en)
Inventor
조창운
Original Assignee
주식회사 포워드메디
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 포워드메디 filed Critical 주식회사 포워드메디
Priority to KR1020170015227A priority Critical patent/KR101771950B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101771950B1 publication Critical patent/KR101771950B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/0009Use of binding agents; Moulding; Pressing; Powdering; Granulating; Addition of materials ameliorating the mechanical properties of the product catalyst
    • B01J37/0018Addition of a binding agent or of material, later completely removed among others as result of heat treatment, leaching or washing,(e.g. forming of pores; protective layer, desintegrating by heat)
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L9/00Disinfection, sterilisation or deodorisation of air
    • A61L9/16Disinfection, sterilisation or deodorisation of air using physical phenomena
    • A61L9/18Radiation
    • A61L9/20Ultraviolet radiation
    • A61L9/205Ultraviolet radiation using a photocatalyst or photosensitiser
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/06Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
    • B01J21/063Titanium; Oxides or hydroxides thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/06Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
    • B01J21/08Silica
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/42Platinum
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/46Ruthenium, rhodium, osmium or iridium
    • B01J23/464Rhodium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/48Silver or gold
    • B01J23/50Silver
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/72Copper
    • B01J35/0006
    • B01J35/004
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/19Catalysts containing parts with different compositions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J35/39Photocatalytic properties

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Disinfection, Sterilisation Or Deodorisation Of Air (AREA)

Abstract

본 발명은 광촉매 물질과 광대역 자외선이 결합된 광촉매 산화반응을 일으켜 공기를 살균 및 탈취하는 방사형 공간 살균기에 관한 것으로, 상세하게는 본체 내에 독립적으로 설치되어 교체가 용이하고 사후 관리가 편리한 살균모듈을 구비하여 공기 유동 통로를 제공하고, 내부로 유입된 공기를 광촉매 산화반응을 이용하여 살균 및 탈취하여 공기의 살균 및 탈취 효과를 향상시키는 방사형 공간 살균기에 관한 것이다.
본 발명은 산화규소 50~57중량부, 이산화티타늄 38~41중량부, 백금 2~4중량부, 구리 1~1.5중량부, 로듐 1.5~2.5중량부, 은 0.5~1중량부를 혼합용기에 넣어 2시간동안 혼합하고, 이를 가열용기에 넣어 1300~1500℃의 온도로 용해한 후 응고시켜 유리와 같은 결정질로 만들진 다기능 광촉매를 이용한 공기살균 및 정화용 셀의 기저판을 이루는 일정 폭의 스트립에 반경 방향으로 다수개의 주름을 연속적으로 형성 시키면서 나선형으로 형성되는 나선형 구조물로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

다기능 광촉매제 제조방법 및 이를 이용한 공기살균 및 정화용 셀{a cell for sterilized and purifying air using the photocatalyst}
본 발명은 오염된 공기를 정화하는 다기능 광촉매제 제조방법 및 이를 이용한 공기살균 및 정화용 셀에 관한 것이다.
근래에 들어 인구 증가와 산업화가 급속도로 진행됨에 따라 대기오염 및 유해세균의 출현이 더욱 심화되어 가고 있어 인간과 동식물의 생활 활동에 나쁜 영향을 주고 있다. 이러한 대기오염 및 사람 간의 감염에는 메르스균, 슈퍼 박테리아, H1N1(신종플루/조류독감 등), 전염성 병균, 살모넬라균, 대장균, 황색포도상구균, 리스테리아균, 레지오넬라균, 노로바이러스, 곰팡이균 등의 부유세균 등과, 악취의 원원물질인 Nox(질소 산화물), SOx(황산화물), 휘발성 유기화합물(VOCs), 포름알데하이드(새집증후군), 암모니아, 톨루엔, 아세트알데하이드(담배냄새 주원인) 등과 같은 각종 유해결합물의 함량이 높아지고 있는 실정이다.
이러한 오염된 공기를 살균 처리없이 그대로 흡입할 경우에는 인체에 악영향을 미칠 수 있다. 이에 따라 최근에는 각 가정이나 대중이 모이는 숙박시설(호텔, 모텔 등), 쇼핑센터(백화점, 마트 등), 문화시설(박물관, 전시관, 콘서트홀 등), 의료기관(병원, 양로원 등), 교육기관(학교, 유치원, 학원 등), 교통기관(공항, 기차, 지하철 등), 사무실, 상가 등에서는 공기 청정기를 설치하여 오염된 공기를 정화시켜 사람들이 정화된 깨끗한 상태의 공기를 흡입할 수 있도록 하여 보다 쾌적한 환경에서 생활할 수 있도록 하고 있다.
일반적으로 매연 또는 실내공기와 같이 오염된 공기를 정화하는데 사용하는 공기 정화장치는 빛의 파장에 의해 공기정화작용을 하는 UV램프를 사용하여 오염된 공기를 정화하게 되어있다.
이와 같이 광촉매를 이용한 여러 가지 공기 정화장치가 제안되어 있는데, 이들 기존의 광촉매는 산화티타늄과 같은 단일 재질로 이루어져 그 효과가 낮을뿐만 아니라, 단일 재질로 이루어진 이러한 광촉매를 사용하여 하나의 단일 물건으로 만들수가 없기 때문에 광촉매 자체를 그대로 공기 정화장치로 이용하기가 곤란하였다.
또한, 기존의 공기 정화장치는 공기와 접촉면적을 넓게 하면서, UV등과 같은 살균력이 있는 빛을 발생하는 전등에서 비추어지는 불빛이 효과적으로 광촉매에 접촉하게 하기 위해, 통상 그물망이나 철망등에 광촉매를 뿌리고 이 그릴을 통과하는 공기가 광촉매에 접촉하여 살균 및 정화 처리되게 한다.
그런데 이러한 기존의 공기 정화장치는 그물망이나 철망 등에 공기가 통과하면서 먼지가 쌓이게 되고, 이 먼지가 그물망 또는 철망의 틈을 막게 되므로 공기가 통과하는 효과가 떨어지게 되며, 이렇게 공기 통과율이 낮아짐에 따라 공기의 정화효과도 떨어지는 단점이 있었다.
한편, 공기의 살균과 탈취 효과를 향상시키기 위해 광촉매 물질과 광대역 자외선의 결합에 의한 광촉매 산화반응으로 공기를 살균 및 탈취하는 공간 살균기가 개발되었으며, 그 일례들이 대한민국 등록특허 제10-0660138호(등록일: 2006. 12. 14.), 대한민국 공개특허 제10-2008-0103037호(공개일: 2008. 12. 26.), 대한민국 등록특허 제10-0943328호(등록일: 2010. 02. 11.), 대한민국 등록특허 10-1055358호(등록일: 2011. 08. 02.) 등을 포함하여 다수의 선행문헌들에서 제안된 바 있었다.
상기한 선행문헌들을 포함하여 지금까지 알려진 종래기술에 따른 공간 살균기는 광촉매 산화반응을 이용하여 공기를 살균 및 탈취하는 것으로, 자외선과 자외선에 의하여 활성화된 광촉매를 이용하여 공기를 살균 및 탈취한 후 살균 및 탈취된 공기와 이온을 공기 중으로 배출시켜 실내 공기를 정화시키는 방식으로, 기존의 필터방식이나 플라즈마 방식의 공기 청정기에 비해 살균 및 탈취 효과를 크게 향상시켰다.
그러나, 종래기술에 따른 공기 살균기는 유입된 공기를 살균 및 탈취하여 배출하는 살균장치(유닛)가 본체와 일체로 형성(분리되지 않음)됨에 따라 기존의 공기 청정기와 마찬가지로 부품 교환, 수리 및 청소가 어려워 사후 관리가 불편할 뿐만 아니라, 공기 유통 경로가 단순하여 살균장치 내부로 유입된 공기가 자외선 및 광촉매와 반응하는 시간이 짧아 공기의 살균 및 탈취 효과를 극대화시키는데 한계가 있었다. 그리고, 이러한 방식은 대기 중의 공기를 흡입하는 능력의 한계를 이유로 그 효과가 미비할 수밖에 없었다.
또한, 대한민국 등록특허 10-1055358호에서는 살균유닛의 후단에 반사판을 설치하여 공기가 살균유닛의 근처에서 일시적으로 정체되게 하여 공기가 자외선 및 광촉매와 반응하는 시간을 증가시킴으로써 공기의 살균 효과를 개선하였으나, 반사판이 케이스의 내측과 이격되어 중앙부에 판상 구조로 설치됨에 따라 대부분의 공기가 반사판과 케이스 사이로 통과하여 공기의 정체시간을 증가시키는데 한계가 있었다.
대한민국 등록특허공보 제10-0660138호(2006년 12월 14일 등록) 대한민국 공개특허공보 제10-2008-0103037호(2008년 12월 26일 공개) 대한민국 등록특허공보 제10-0943328호 (2010년 02월 11일 등록) 대한민국 등록특허공보 제10-1055358호 (2011년 08월 02일 등록)
따라서, 본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 다음과 같은 목적들이 있었다.
첫째, 본 발명의 공기 정화용 광촉매는 산화규소 및 산화티타늄등과 같은 공기 정화기능이 뛰어난 여러 가지 물질이 혼합되어 이루어지기 때문에 UV램프를 통한 UV광 조사에 의해 그 산화반응이 배가되도록 하여 공기 정화기능이 최대로 발휘될 수 있도록 한 다기능 광촉매제 제조방법 및 이를 이용한 공기살균 및 정화용 셀을 제공하는데 그 목적이 있다.
둘째, 본 발명에 따른 공기살균 및 정화용 셀은 스트립이 나선구조로 감겨 있으면서 그 표면에 반경 방향으로 다수개의 주름이 잡혀있기 때문에 공기와 접촉 면적이 증대되어 공기 정화효과를 가일층 높일 수 있을 뿐만 아니라, 필요에 따라서는 광촉매를 유리와 같은 결정질로 만들어 그 자체로서 공기정화셀을 만들 수가 있기 때문에 공기 정화효과를 더욱 증대시킬 수 있도록한 다기능 광촉매제 제조방법 및 이를 이용한 공기살균 및 정화용 셀을 제공하는데 그 목적이 있다.
셋째, 본 발명에 따른 공기살균 및 정화용 셀은 스트립이 나선형의 구조로 이루고 있기 때문에 공기가 통과할 때 먼지가 공기통과구멍을 막는 등의 현상이 전혀 발생하지 않게 되므로 공기 통과효과를 좋게 하여 공기 정화효과를 증대시킬 수 있도록한 다기능 광촉매제 제조방법 및 이를 이용한 공기살균 및 정화용 셀을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로서 본 발명은, 산화규소, 이산화티타늄, 백금, 구리, 로듐 및 은을 혼합한 후 가열용기에 넣어 1300~1500℃의 온도로 용해한 후 응고시켜 결정질로 제조하는 다기능 광촉매 제조방법에 있어서,
산화규소 50~57중량부, 이산화티타늄 38~41중량부, 백금 2~4중량부, 구리 1~1.5중량부, 로듐 1.5~2.5중량부, 은 0.5~1중량부를 혼합용기에 넣어 2시간 동안 혼합하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기와 같이 제조된 다기능 광촉매를 이용하여 기저판을 이루는 일정 폭의 스트립에 반경 방향으로 다수개의 주름을 연속적으로 형성시키면서 나선형으로 형성하며, 상기 기저판은, 고형체의 형상을 유지할 수 있는 원단섬유, 부직포, 플라스틱 중 어느 하나의 재질로 이루어지고, 상기 기저판의 정화셀에 광촉매 분말을 바인드 또는 세라믹 도료에 섞어 도포하여 세팅되고, 상기 공기살균 및 정화용 셀이 장착되는 베이스와, 하단부는 상기 베이스에 고정되면서 내부에 상기 공기살균 및 정화용 셀을 수용하며, 내외부가 통하도록 빈 공간을 갖는 커버가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
본 발명인 다기능 광촉매 제조방법과 이를 이용한 공기살균 및 정화용 셀에 의하면, 첫째 공기 정화용 광촉매가 산화규소 및 산화티타늄등과 같은 공기 정화기능이 뛰어난 여러 가지 물질이 혼합되어 이루어지기 때문에 UV램프를 통한 UV광 조사에 의해 그 산화반응이 배가되므로 공기 정화기능이 최대로 발휘될 수 있는 것이다.
둘째, 공기살균 및 정화용 셀은 스트립이 나선구조로 감겨 있으면서 그 표면에 반경 방향으로 다수개의 주름이 잡혀있기 때문에 공기와 접촉 면적이 증대되어 공기 정화효과를 가일층 높일 수 있을 뿐만 아니라, 필요에 따라서는 광촉매를 유리와 같은 결정질로 만들어 그 자체로서 공기정화셀을 만들 수가 있기 때문에 공기 정화효과를 더욱 증대시킬 수 있는 것이다.
셋째, 상기 공기살균 및 정화용 셀은 스트립이 나선형의 구조로 이루고 있기 때문에 공기가 통과할 때 먼지가 공기통과구멍을 막는 등의 현상이 전혀 발생하지 않게 되므로 공기 통과효과를 좋게 하여 공기 정화효과를 증대시킬 수 있음은 물론, UV에 의한 살균력을 극대화 및 광촉매 작용에 의한 악취, 유해가스, 휘발성 유기화합물 및 각종 세균, 바이러스, 곰팡이류 미생물 살균 및 제거 효율을 증대시킬 수 있는 우수한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 다기능 광촉매를 이용한 공기살균 및 정화용 셀의 개략 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 공기살균 및 정화용 셀의 요부 확대도.
도 3은 본 발명에 따른 다기능 광촉매를 이용한 공기살균 및 정화용 셀의 요부 단면 구조도.
도 4는 본 발명에 따른 다기능 광총매를 이용한 공기살균 및 정화 장치의 구성도.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 다기능 광촉매와 이를 이용한 공기살균 및 정화용 셀을 자세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명에 따른 공기정화용 광촉매는 산화규소 50~57중량부, 이산화티타늄 38~41중량부, 백금 2~4중량부, 구리 1~1.5중량부, 로듐 1.5~2.5중량부, 은 0.5~1중량부를 혼합용기에 넣어 2시간동안 혼합하고, 이를 가열용기에 넣어 1300~1500℃의 온도로 용해한 후 응고시켜 유리와 같은 결정질로 만들어진다.
상기 구성원소 중 산화규소(SiO₂)는 각 원자간의 결합력이 우수한 결합구조를 가지고 있으며, 높은 용융점을 가지고 고온 용융시에 유리로 성형을 하는데 많은 도움을 준다.
상기 산화규소가 50중량부 이하로 함유될 경우, 각 원자간의 결합력이 취약해지며 용융시 유리 성형이 제대로 이루어지지 않게 되고, 상기 산화규소가 57중량부 이상으로 함유될 경우에는 그 함량이 높을수록 유리 성형이 도움이 되는 것이나, 상대적으로 공기정화용 광촉매의 산화력(살균력)을 위하여 함유되는 산화규소(SiO₂)의 함유량이 적게 되는 것으로, 본 발명에서 상기 산화규소는 50~57중량부 함유함이 바람직하다.
또한, 상기 산화규소와 함께 함유되는 구성원소인 이산화티타늄(TiO₂)은 광촉매로써 빛의 조사에 의해 금속 표면에 전자-정공을 생성하며, 이들은 산소와 물분자와 결합하는 반응에 의해 OH radical을 생성시키는데, 이 OH radical은 산소음이온계의 물질로 산화력(살균력)이 오존의 180배나 되는 물질로 세균 및 유기 화합물을 살균 및 중화시킨 후 인체에 무해한 H₂O와 CO₂로 전환되는 차세대 환경 개선 물질이다.
이와같은 이산화 티타늄(TiO₂)은 공기정화용 광촉매에 38~41중량부 함유하게 되며, 이때 상기 이산화 티타늄(TiO₂)의 함유량이 38중량부 이하일 경우에는 공기정화용 광촉매에 유입되는 세균 및 유기 화합물등을 제대로 살균 및 중화시킬 수 없게 되며, 그 함유량이 41중량부 이상일 경우에는 공기정화용 광촉매의 가공이 어렵게 되며, 이산화 티타늄 자체가 고가로 형성되어 비 경제적인 단점이 있는 것으로, 본 발명에서와 같이 산화규소는 38~41중량부 함유함이 가장 바람직하다.
또한, 상기 이산화 티타늄(TiO₂)과 함께 함유되는 구성원소인 백금(Pt)은 공기정화용 광촉매의 부식에 대한 저항이 강하며, 특히 훌륭한 촉매로서, 광촉매 산화반응의 전도성을 우수하게 수행하여, 상기 광촉매 산화반응을 촉진시킨다.
상기 백금은 공기정화용 광촉매에 2~4중량부 함유하게 되며, 이때 상기 백금(Pt)의 함유량이 2중량부 이하일 경우에는 공기정화용 광촉매의 광촉매 산화반응을 촉진시킬 수 없게 되어 세균 및 유기 화합물등을 제대로 살균 및 중화시킬 수 없게 되며, 그 함유량이 4중량부 이상일 경우에도 상기와 유사한 광촉매 산화반응을 일으키게 되고, 특히 백금 자체가 고가로 형성되어 비 경제적인 단점이 있는 것으로, 본 발명에서와 같이 백금은 2~4중량부 함유함이 가장 바람직하다.
이에 더하여, 상기 공기정화용 광촉매의 구성원소인 로듐(Rhodium)은 질소 산화물을 분해하는데 탁월한 성능을 나타내는 촉매이며 자동차 배기가스등과 같은 질소 산화물질등을 빠르게 제거하는 데 주로 사용된다.
상기 질소 산화물은 물에 유해되기 어렵고 고온에서 직접 생성되기 때문에 대기 오염의 주된 원인으로 알려져 있다. 이와 같은 물질들을 로듐의 촉매 반응에 의해 대기의 구성물질인 질소 및 산소로 환원시키는 것이다.
이와 같은 로듐(Rhodium)은 1.5~2.5중량부 함유되는 것으로, 이때 상기 로듐이 1.5중량부 이하일 경우 질소 산화물질등을 빠르게 제거할 수 없게 되며, 상기 로듐이 2.5중량부 이상일 경우에는 질소 산화물을 분해하는데 탁원한항 반면에 오히려 촉매제인 백금(Pt)과 반응하여 그 마모를 촉진시키게 되는데 기인하는 것으로, 본 발명에서와 같이 상기 로듐(Rhodium)은 1.5~2.5중량부 함유됨이 가장 바람직하다.
그리고 구성원소 은(Silver)은 공기 중에 존재하는 다량의 산소를 끌어들이는 역할을 하며 안정적이고 산화 반응중에 그 자신은 산화되지 않는다.
이와 같은 은의 경우, 산화티타늄의 효과를 더욱 증대시키는데 필요한 것으로써, 산화 티타늄에 은을 섞어 오염물질 제거에 대한 비교실험을 해본 결과 약3배 정도 빨리 분해하는 것을 확인할 수 있었다.
상기와 같은 은의 함유량은 0.5~1중량부가 바람직하며, 이때 상기 은의 함유량은 0.5중량부 이하일 경우에는 산화반응이 제대로 일어나지 않으며, 은 함유량이 1중량부 이상일 경우 상기와 같이 촉매제인 백금(Pt)과 반응하여 그 마모를 촉진시키는 것으로, 상기 은의 함유량은 0.5~1중량부가 바람직하다.
마지막으로 구성원소 구리(Copper)는 은과 같이 산화티타늄 촉매반응을 향상 시키는 반응을 하는 것이다.
이러한 구리의 함유량은 1~1.5중량부가 바람직한 것으로, 상기 구리의 함유량이 1중량부 이하일 경우에는 상기와 같이 산화반응이 제대로 일어나지 않으며, 구리 함유량이 1.5중량부 이상일 경우 상기와 같이 촉매제인 백금(Pt)과 반응하여 그 마모를 촉진시키는 것으로, 상기 구리의 함유량은 1~1.5중량부가 바람직하다.
상기한 바와 같은 여러 가지 구성원소의 화합물을 나노사이즈로 생산하여 물리적 반응을 극대화시킴으로써 보다 능률적인 고급산화공정(AOP)을 증진 시킨다.
그리고 이러한 구성원소들은 혼합용기에 넣어 2시간 동안 혼합하고, 이를 가열용기에 넣어 1300~1500℃의 온도로 용해한 후 응고시켜 결정질로 만들어 사용하는데, 이와 같은 결정질을 공기 정화셀 자체를 이루도록 만들어 그대로 사용하거나, 또는 상기 결정질을 분쇄기로 분쇄하여 분말로 사용한다.
이와 같이 만들어진 본 발명의 광촉매를 사용하여 실험한 결과 하기 표 1에서와 같이,
[표 1]
Figure 112017011418704-pat00001
1. 오염물질을 완전산화 및 분해처리하여 2차 감염 및 오염을 배제하는 효과가 있으며,
2. 액상 및 기체상의 오염물질도 처리가 가능하고,
3. 상온과 상압 및 저온에서도 처리가 가능하며.
4. COD 및 색도, 냄새제거능력이 탁월한 효과가 있다.
한편, 본 발명에 따른 다기능 광촉매를 이용한 공기살균 및 정화용 셀은 도 1은 본 발명에 따른 다기능 광촉매를 이용한 공기살균 및 정화용 셀의 개략 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 공기살균 및 정화용 셀의 요부 확대도이며, 도 3은 본 발명에 따른 다기능 광촉매를 이용한 공기살균 및 정화용 셀의 요부 단면 구조도이며, 도 4는 본 발명에 따른 다기능 광총매를 이용한 공기살균 및 정화 장치의 구성도이다.
상기 도1 내지 도 4에 나타낸 바와 같은 본 발명의 공기살균 및 정화용 셀(1)은, 기저판을 이루는 일정 폭의 스트립(2)에 반경 방향으로 다수개의 주름(3)을 연속적으로 형성시키면서 나선형으로 감은 나선형 구조물로 구성되어 있다.
이와 같이 스트립(2)에 주름(3)을 형성시킬 때, 도 1에 도시된 바와 같이 반경 방향의 안쪽은 주름의 폭을 좁게 하고 반경 방향의 바깥쪽은 주름의 폭을 넓게 형성시킴으로써, 자연스럽게 직선의 스트립(2)이 원형으로 감기게 되고, 이렇게 원형으로 감기는 스트립(2)을 일정한 각도로 비틀면서 형성시켜 주면 나선형 구조물이 이루어지게 되는 것이다.
따라서, 본 발명에 따른 정화셀(1)은 도 1과 도면 3에 도시하여 나타낸 바와 같이 중심부분에 일정한 크기가 빈 공간을 남겨두고, 이 빈 공간(4a)의 바깥쪽에 스트립(2)이 나선형으로 감겨질 수 있도록 한다.
상기한 바와 같은 구조로 이루어진 공기살균 및 정화용 셀(1)은 상기에서 설명한 바와 같은 과정을 통하여 만들어진 다기능 광촉매를 유리와 같은 결정질 그 자체를 사용하여 만들 수가 있다.
또한, 본 발명에 따른 공기살균 및 정화용 셀(1)의 다른 실시에는 상기 스트립(2)을 이루는 기저판으로서 금속물이나, 원단섬유, 부직포, 합성수지, 플라스틱 등과 같이 고형체의 형상을 유지할 수 있는 것이면 어떠한 소재로 만든 것이어도 상관이 없다.
이와 같이, 기저판을 광촉매 그 자체가 아닌 다른 재료를 사용하는 경우에는 상기에서 설명한 광촉매 분말을 바인드 또는 세라믹 도료에 섞어 도포하여 세팅 시키게 된다.
한편, 상기 공기살균 및 정화용 셀(1)의 중심부에 형성된 빈 공간 속에는 내부에 UV발생기(미도시)를 삽입 설치함으로써, 상기 UV발생기에서 발생하는 특수한 파장대, 예를 들어 극초음파의 빛이 광촉매에 닿아 더욱더 공기 정화효과를 더 높이게 되는 것이다.
물론, 상기 UV발생기만으로도 어느 정도의 살균등의 효과를 얻을 수가 있지만, 본 발명에서와 같이 광촉매제가 도포된 공기살균 및 정화용 셀(1)의 내부에 설치하여 사용함으로써 효과를 증대시킬 수 있으며, 특히 스트립(2)에 주름(3)을 형성시켜 원형으로 감아 표면적을 최대한으로 증대시킨 공기살균 및 정화용 셀(1)을 이용함으로써, 광촉매의 효과는 물론 공가 정화와 살균 등의 효과를 배가할 수 있는 것이다.
따라서, 본 발명에 따라 다기능 광촉매를 이용한 공기살균 및 정화용 셀(1)의 내부에 UV발생기를 삽입 설치하여 만들어진 공기정화장치를 자동차의 배기관 내부에 설치하여 사용하면, 자동차에서 배출되는 배기가스에 함유된 각종 질산화물이나 기타 다른 유해물질이 정화되어 깨끗한 공기만을 배출하게 된다,
한편, 전술한 공기살균 및 정화용 셀(1)은 베이스(5)에 장착되고, 공기살균 및 정화용 셀(1)의 외부에는 빈 공간(4a)을 갖는 커버(4)가 씌워지며, 커버(4)의 하단부는 베이스(5)에 고정되어 이루어진다.
도면상에 도시하지는 않았지만 베이스(5)의 내부에는 송풍팬이 구비되고, 하방향으로 빈 공간이 형성되어 공기가 베이스(5)의 하부로부터 상방향으로 이동하였다가 커버(4)의 빈 공간(4a)을 통해 나가면서 자연스럽게 공기살균 및 정화용 셀(1)의 스트립(2)과 접촉될 수 있게 된다.
아울러, 커버(4)는 공기살균 및 정화용 셀(1)을 외부 압력으로부터 보호하는 역할도 수행하게 된다.
이와 같은 본 발명의 공기정화장치를 사용하면,
1. 초기투자비 및 운전비가 저렴하고,
2. 처리 면적 및 공간을 기준으로 한 처리 수량에 비해 설치면적을 좁게 할 수가 있으며,
3. 자동화 및 모듈식 적용이 가능하다는 등의 효과를 얻을 수 있는 것이다.
이상에서와 같이 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 바람직한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아니다. 이처럼 이 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 본 발명의 실시예의 결합을 통해 다양한 실시예들이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
1 : 공기살균 및 정화용 셀 2 : 트립
3 : 주름 4 : 커버
4a : 빈 공간 5 : 베이스

Claims (5)

  1. 산화규소, 이산화티타늄, 백금, 구리, 로듐 및 은을 혼합한 후 가열용기에 넣어 1300~1500℃의 온도로 용해한 후 응고시켜 결정질로 제조하는 다기능 광촉매 제조방법에 있어서,
    산화규소 50~57중량부, 이산화티타늄 38~41중량부, 백금 2~4중량부, 구리 1~1.5중량부, 로듐 1.5~2.5중량부, 은 0.5~1중량부를 혼합용기에 넣어 2시간 동안 혼합하는 것을 특징으로 하는 다기능 광촉매 제조방법.
  2. 삭제
  3. 청구항 1의 방법에 의해 제조된 다기능 광촉매를 이용하여 기저판을 이루는 일정 폭의 스트립에 반경 방향으로 다수개의 주름을 연속적으로 형성시키면서 나선형으로 형성하며, 상기 기저판은, 고형체의 형상을 유지할 수 있는 원단섬유, 부직포, 플라스틱 중 어느 하나의 재질로 이루어지고, 상기 기저판의 정화셀에 광촉매 분말을 바인드 또는 세라믹 도료에 섞어 도포하여 세팅되고, 상기 공기살균 및 정화용 셀이 장착되는 베이스와, 하단부는 상기 베이스에 고정되면서 내부에 상기 공기살균 및 정화용 셀을 수용하며, 내외부가 통하도록 빈 공간을 갖는 커버가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 다기능 광촉매를 이용한 공기살균 및 정화용 셀.
  4. 삭제
  5. 삭제
KR1020170015227A 2017-02-02 2017-02-02 다기능 광촉매제 제조방법 및 이를 이용한 공기살균 및 정화용 셀 KR101771950B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170015227A KR101771950B1 (ko) 2017-02-02 2017-02-02 다기능 광촉매제 제조방법 및 이를 이용한 공기살균 및 정화용 셀

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170015227A KR101771950B1 (ko) 2017-02-02 2017-02-02 다기능 광촉매제 제조방법 및 이를 이용한 공기살균 및 정화용 셀

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101771950B1 true KR101771950B1 (ko) 2017-08-29

Family

ID=59759997

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170015227A KR101771950B1 (ko) 2017-02-02 2017-02-02 다기능 광촉매제 제조방법 및 이를 이용한 공기살균 및 정화용 셀

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101771950B1 (ko)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102013181B1 (ko) * 2019-04-16 2019-08-22 아페이론테크(주) 광촉매 탈취장치
KR102165870B1 (ko) 2020-07-23 2020-10-14 주식회사 에스티알솔루션 광촉매제가 포함된 공간 내부 공기살균 및 정화용 셀
KR20210115394A (ko) * 2020-03-13 2021-09-27 동명대학교산학협력단 공기정화 기능을 갖춘 공기살균기
CN113513809A (zh) * 2021-06-22 2021-10-19 蚌埠学院 一种光催化消毒反应器及其空气净化装置
KR200495463Y1 (ko) * 2020-12-18 2022-05-30 한국산업기술시험원 공기 살균 및 정화장치의 유로구조
KR20240001592U (ko) 2023-03-17 2024-09-24 정창수 광촉매를 이용한 살균장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110082026A1 (en) 2009-09-16 2011-04-07 Sumitomo Chemical Company, Limited Photocatalyst composite and photocatalytic functional product using the same
WO2011078203A1 (ja) * 2009-12-24 2011-06-30 国立大学法人 東京大学 ウイルス不活化剤
JP2014152062A (ja) * 2013-02-07 2014-08-25 Tokyo Metropolitan Univ 光触媒ガラス
KR101676817B1 (ko) * 2016-05-11 2016-11-17 주식회사 포워드메디 방사형 공간 살균기

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110082026A1 (en) 2009-09-16 2011-04-07 Sumitomo Chemical Company, Limited Photocatalyst composite and photocatalytic functional product using the same
WO2011078203A1 (ja) * 2009-12-24 2011-06-30 国立大学法人 東京大学 ウイルス不活化剤
JP2014152062A (ja) * 2013-02-07 2014-08-25 Tokyo Metropolitan Univ 光触媒ガラス
KR101676817B1 (ko) * 2016-05-11 2016-11-17 주식회사 포워드메디 방사형 공간 살균기

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102013181B1 (ko) * 2019-04-16 2019-08-22 아페이론테크(주) 광촉매 탈취장치
KR20210115394A (ko) * 2020-03-13 2021-09-27 동명대학교산학협력단 공기정화 기능을 갖춘 공기살균기
KR102334223B1 (ko) 2020-03-13 2021-12-01 동명대학교산학협력단 공기정화 기능을 갖춘 공기살균기
KR102165870B1 (ko) 2020-07-23 2020-10-14 주식회사 에스티알솔루션 광촉매제가 포함된 공간 내부 공기살균 및 정화용 셀
WO2022019439A1 (ko) * 2020-07-23 2022-01-27 주식회사 에스티알솔루션 광촉매제가 포함된 공간 내부 공기살균 및 정화용 셀
KR200495463Y1 (ko) * 2020-12-18 2022-05-30 한국산업기술시험원 공기 살균 및 정화장치의 유로구조
CN113513809A (zh) * 2021-06-22 2021-10-19 蚌埠学院 一种光催化消毒反应器及其空气净化装置
KR20240001592U (ko) 2023-03-17 2024-09-24 정창수 광촉매를 이용한 살균장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101771950B1 (ko) 다기능 광촉매제 제조방법 및 이를 이용한 공기살균 및 정화용 셀
KR101870034B1 (ko) 주름형 광촉매 유닛 및 이를 포함하는 공기 정화 장치
KR101386404B1 (ko) 타원관 형상의 광촉매모듈 및 이온클러스터 발생모듈을 갖는 공기살균정화장치
JP2005342509A (ja) 空気殺菌・脱臭装置
CN102811794B (zh) 基于原位光催化氧化和臭氧化使用增强的多功能涂层的空气净化系统和方法
KR20190020442A (ko) 자외선 광촉매를 이용한 공기 정화 유닛 및 그를 포함하는 공기 정화 장치
CN201880486U (zh) 一种空气净化装置
KR102165870B1 (ko) 광촉매제가 포함된 공간 내부 공기살균 및 정화용 셀
CN102462857A (zh) 空气净化装置
CN203276733U (zh) 一种带有一项或多项空气消毒净化技术的视频显示设备
KR101883062B1 (ko) 광촉매 유닛 및 이를 포함하는 공기 정화 장치
CN104422019A (zh) 复合多功能室内空气污染治理机
CN109499234A (zh) 医院环境空气处理系统
KR100945311B1 (ko) 가시광 반응형 복합 광촉매 필터 및 이를 이용한 공기정화장치
KR102003536B1 (ko) 공기청정기능을 갖는 공간살균기
CN100368062C (zh) 光触媒空气净化器
KR20220052872A (ko) 바이러스 살균과 미세먼지 제거 및 탈취 기능을 갖는 바이러스 살균 미세먼지 공기정화기
CN101469895A (zh) 简易多功能室内空气净化器
KR100949164B1 (ko) 이온화 믹싱셀을 갖는 다단 광촉매 산화와 환원 반응기 및 그 방법과 이를 이용한 냄새제거장치
KR100535940B1 (ko) 공기정화기
KR200340227Y1 (ko) 광촉매를 이용한 공기살균기
KR100713173B1 (ko) 기-액 2상 유동층 반응기를 포함하는 공기정화장치
KR200321858Y1 (ko) 광촉매를 이용한 고효율 대용량 살균 및 정화장치
CN103495335B (zh) 一种空气净化装置及其净化方法
CN202086828U (zh) 一种室内空气净化器

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant