KR102084019B1 - Block for earthwall comprising visible light active photocatalyst - Google Patents

Block for earthwall comprising visible light active photocatalyst Download PDF

Info

Publication number
KR102084019B1
KR102084019B1 KR1020190094486A KR20190094486A KR102084019B1 KR 102084019 B1 KR102084019 B1 KR 102084019B1 KR 1020190094486 A KR1020190094486 A KR 1020190094486A KR 20190094486 A KR20190094486 A KR 20190094486A KR 102084019 B1 KR102084019 B1 KR 102084019B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
photocatalyst
visible light
retaining wall
inorganic oxide
weight
Prior art date
Application number
KR1020190094486A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
오주명
김영독
김석환
Original Assignee
주식회사 제이치글로벌
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 제이치글로벌 filed Critical 주식회사 제이치글로벌
Priority to KR1020190094486A priority Critical patent/KR102084019B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102084019B1 publication Critical patent/KR102084019B1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D29/00Independent underground or underwater structures; Retaining walls
    • E02D29/02Retaining or protecting walls
    • E02D29/0258Retaining or protecting walls characterised by constructional features
    • E02D29/0266Retaining or protecting walls characterised by constructional features made up of preformed elements
    • 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
    • B01J23/74Iron group metals
    • B01J23/745Iron
    • 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
    • B01J35/002Catalysts characterised by their physical properties
    • B01J35/004Photocatalysts
    • 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
    • B01J35/02Solids
    • B01J35/10Solids characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/1004Surface area
    • B01J35/1009Surface area less than 10 m2/g
    • B01J35/39
    • B01J35/612
    • 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
    • B01J37/02Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0238Impregnation, coating or precipitation via the gaseous phase-sublimation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/06Quartz; Sand
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/10Coating or impregnating
    • C04B20/1055Coating or impregnating with inorganic materials
    • C04B20/1066Oxides, Hydroxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/30Water reducers, plasticisers, air-entrainers, flow improvers
    • C04B2103/302Water reducers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/2038Resistance against physical degradation
    • C04B2111/2061Materials containing photocatalysts, e.g. TiO2, for avoiding staining by air pollutants or the like

Abstract

The present invention relates to a block, which is used for constructing a retaining wall. The retaining wall includes visible light active photocatalyst. According to one aspect of the present invention, the retaining wall including the visible light active photocatalyst is formed such that the photocatalyst is dispersed in a main material including one or more selected in a group comprising cement, wood, sand and aggregates. The photocatalyst includes inorganic oxide and a metal oxide layer derived from an organometallic compound formed on the inorganic oxide, and has photoactivity in a visible light area of 400 nm or more.

Description

가시광 활성 광촉매를 포함하는 옹벽용 블록{BLOCK FOR EARTHWALL COMPRISING VISIBLE LIGHT ACTIVE PHOTOCATALYST}Retaining wall block containing visible light active photocatalyst {BLOCK FOR EARTHWALL COMPRISING VISIBLE LIGHT ACTIVE PHOTOCATALYST}

본 발명은, 옹벽에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 광촉매를 포함하여 공기 정화 기능이 구비된 옹벽에 관한 것이다.The present invention relates to a retaining wall, and more particularly, to a retaining wall having an air purification function including a photocatalyst.

일반적으로 옹벽구조물은 도로, 하천 등의 성토지 또는 절개지의 토사유출로 인한 붕괴를 방지하기 위한 것으로, 벽돌, 콘크리트, 콘크리트 패널, 콘크리트 블럭 등과 같은 인공 구조물로 구축되며, 최근에는 규모 및 시공의 편리성을 고려하여 콘크리트 재질의 옹벽구조물이 널리 사용되고 있다.In general, the retaining wall structure is designed to prevent the collapse of soil or cuts in roads, rivers, and cutouts. It is constructed of artificial structures such as bricks, concrete, concrete panels, and concrete blocks. Retaining wall structures made of concrete are widely used in consideration of their properties.

그러나, 상기와 같은 옹벽은 콘크리트 특유의 색상 및 획일적인 형태로 인하여 위화감을 주게 되고, 자연경관을 해치는 경우가 발생되고 있다. 특히, 아파트 단지, 공원, 박물관 및 전시관 등과 같은 공동생활단지 및 공공시설 등의 경사면, 절개지 및 계단 옹벽구조물에 콘크리트 재질의 옹벽을 설치할 경우, 자연친화적인 주거환경을 추구하는 현대인의 취향에 반하는 문제점이 발생되고 있다.However, the retaining wall as described above gives a sense of discomfort due to the color and uniform shape peculiar to the concrete, it is a case that spoils the natural landscape. In particular, when concrete retaining walls are installed on slopes, cutouts, and staircase retaining walls of common living complexes and public facilities such as apartment complexes, parks, museums, and exhibition halls, there is a problem that is contrary to the taste of modern people pursuing a natural environment. Is occurring.

게다가 일반적으로 이용되는 콘크리트 옹벽에서는 수분과 함께 콘크리트 성분이 용출되어 백화현상이 나타나고 유해물질이 발생되고 있다. 이로 인해 환경오염이 초래될 뿐만 아니라 매우 지저분하게 보이게 되는 문제점이 지적되고 있다.In addition, generally used concrete retaining wall is eluted with moisture, concrete phenomena appear whitening and harmful substances are generated. This not only causes environmental pollution but also points out problems that appear very messy.

이를 극복하기 위한, 여러 가지 바름재들이 개시되고 있으나 수명이 짧거나 또는 그 조성물이 석회나 시멘트등과 같은 자연친화적이지 못한 조성물들이 함유한 바름재들이기 때문에 옥외 바름재로는 매우 바람직하지 못한 단점이 있다.In order to overcome this, various coating materials have been disclosed, but since the life span is short, or because the composition is a coating material containing non-friendly compositions such as lime or cement, it is very undesirable as an outdoor coating material. have.

한편, 최근의 현대사회는 미세먼지 뿐 아니라 다양한 화학물질이 공기 중에 존재하여 공기오염에 따른 건강악화가 해결해야 할 전인류적 관심사로 떠오르고 있다. 이와 같은 공기오염과 관련하여 공기청정기가 현대인들의 필수적인 아이템으로 떠오르고 있다. 그러나 공기청정기는 공기를 정화하기 위하여 별도의 장비가 도입되어야 하는 관계로, 최근에는 실내외에서 사용되어 오는 구조물들에서 자체적으로 공기를 정화하는 기능을 부가하는 방법에 대한 연구가 시도되고 있다. On the other hand, in modern society, not only fine dust but also various chemicals exist in the air, which is emerging as a whole human concern to be addressed by the deterioration of health caused by air pollution. In connection with such air pollution, air purifiers have emerged as an essential item for modern people. However, since air purifiers require the introduction of additional equipment to purify the air, research has recently been conducted on how to add a function to purify the air itself in structures that are used indoors and outdoors.

이와 같이 기본적으로 주위에 존재하는 구조물을 이용하여 실내외의 공기오염을 해소하기 위해 도입된 기술로서 광촉매 기술이 있다. 광촉매는 빛 에너지를 흡수함으로써 촉매활성을 갖는 것으로, 촉매활성에 의해서 강력한 산화력으로 유기물질 등과 같은 환경오염물질을 산화 분해하는 것이다. 즉, 광촉매는, 밴드갭 이상(Band gap)의 에너지를 갖는 광(자외선)을 조사하여 가전자대(Valence band)에서 전도대(conduction band)로의 전자의 천이가 일어나고, 가전자대에서 홀이 형성된다. 이 전자와 정공은 분말의 표면으로 확산되고, 산소 및 수분에 접촉하여 산화환원 반응을 일으키거나 재결합하여 열을 발생시키다. 즉, 전도대의 전자는 산소를 환원시켜 슈퍼옥사이음이온을 생성시키고, 가전자대의 정공은 수분을 산화해서 히드록시 라디칼(OH·)을 형성시킨다. 이러한 정공에 의해 생성되는 히드록시 라디칼(OH·)의 강력한 산화력으로 광촉매 표면에 흡착된 기상 또는 액상의 유기물, 즉, 난부해성 유기물의 분해, 살균력, 친수성 등을 나타낼 수 있다. 일반적으로 광촉매로 이산화티타늄(TiO2) 분말이 사용되고, 이산화티타늄(TiO2)은 인체에 무해하고 광촉매활성이 탁월하며, 내광부식성이 우수하고 가격이 저렴한 이점이 있다. 이산화티타늄(TiO2)은 388㎚ 이하의 자외선을 흡수하여 반응함으로써 전자(전도대)와 정공(가전자대)이 생성되는데, 이때 광원으로 사용되는 자외선은 태양광 외에 램프, 백열전등, 수은램프 등의 인공조명, 발광다이오드 등이 사용될 수 있다. 상기 반응에서 생성된 전자와 정공은 10-12 내지 10-9 초 만에 재결합하지만, 재결합하기 전에 오염물질 등이 표면에 흡착하게 되면 상기 전자와 정공에 의해 분해된다. 하지만, 이산화티타늄(TiO2) 분말의 밴드갭에너지(380nm 이상의 파장)를 태양광에서 획득하는데, 그 광의 2 % 정도 이용할 수 있으므로, 태양광의 주요 파장인 가시광영역(400~800nm)에서 원활한 촉매 활성을 갖는데 어려움이 있다. 즉, 가시광선에 감응하기 위해서는 광촉매의 밴드갭을 효과적으로 줄이고 빛 흡수를 통해 발생되는 전자/정공 쌍을 효율적으로 분리시키는 것이 필수적인데 이산화티타늄(TiO2) 분말의 가시광 감응형 광촉매에서 효율은 아직까지 공기 청정 분야에 상용화되기 위한 수준에는 못 미치고 있는 실정이었다.As such, there is a photocatalyst technology as a technology introduced to solve indoor and outdoor air pollution using a structure existing around it. The photocatalyst has catalytic activity by absorbing light energy, and oxidatively decomposes environmental pollutants such as organic substances with strong oxidizing power by catalytic activity. That is, the photocatalyst irradiates light (ultraviolet rays) having energy of a band gap or more to cause a transition of electrons from a valence band to a conduction band, and a hole is formed in the valence band. These electrons and holes diffuse to the surface of the powder and come into contact with oxygen and moisture to cause a redox reaction or to recombine to generate heat. That is, electrons in the conduction band reduce oxygen to generate superoxane ions, and holes in the valence band oxidize moisture to form hydroxy radicals (OH ·). It is possible to exhibit decomposition, sterilization, hydrophilicity, etc. of gaseous or liquid organic substances adsorbed on the surface of the photocatalyst, ie, hardly dissolving organic substances, by the strong oxidizing power of hydroxy radicals (OH ·) generated by such holes. Generally, titanium dioxide (TiO 2 ) powder is used as a photocatalyst, and titanium dioxide (TiO 2 ) is harmless to humans, has excellent photocatalytic activity, has excellent corrosion resistance and low cost. Titanium dioxide (TiO 2 ) absorbs and reacts with ultraviolet rays of 388 nm or less to generate electrons (conductor bands) and holes (valence bands). Artificial lighting, light emitting diodes and the like can be used. The electrons and holes generated in the reaction recombine in 10 -12 to 10 -9 seconds, but are decomposed by the electrons and holes if contaminants or the like adsorb to the surface before recombination. However, the bandgap energy of titanium dioxide (TiO 2 ) powder (wavelength of 380nm or more) is obtained from sunlight, and since 2% of the light is available, the catalyst activity is smooth in the visible light region (400-800nm), which is the main wavelength of sunlight. Have difficulty with That is, until to sensitive to visible light, it is essential inde titanium dioxide (TiO 2) a visible light sensitive on the type photocatalytic efficiency of the powder to effectively separate the electron / hole pairs generated by the light absorption to reduce the photocatalyst according to the band gap effectively, yet It was far below the level to be commercialized in the air clean field.

본 발명은 상술한 옹벽의 특성 개량 요구와, 현대 사회의 공기 오염, 광촉매의 부족한 기능들에 대한 보완 등을 모두 해결하기 위한 것으로, 본 발명은, 유기금속화합물의 도핑 공정을 도입하여 형성된, 가시광선 영역에서 우수한 광촉매 활성을 갖는, 무기산화물 기반 광촉매를 개발하고, 이를 옹벽에 이용한 것이다.The present invention is to solve all of the above-described demands for improving the characteristics of the retaining wall, and to compensate for air pollution in modern society, lack of photocatalysts, and the like. Inorganic oxide-based photocatalysts having excellent photocatalytic activity in the light ray region have been developed and used for retaining walls.

본 발명은, 새로이 개발한 가시광에서 활성화되는 광촉매를 이용하여 옹벽을 형성하는 주재료에 혼입하거나, 옹벽의 일부에 코팅층을 형성하는 방식으로 적용하고, 이를 통해 옹벽이 태양 빛을 받는 것 만으로도 주위 공기를 정화시키는 기능을 의도한 것이다.The present invention is applied to the main material forming the retaining wall by using a photocatalyst activated by newly developed visible light, or applied by forming a coating layer on a part of the retaining wall. It is intended to purify.

본 발명의 일 실시예는, 무기산화물 기반 광촉매를 포함하고, 광분해 기능을 가짐으로써 빛에 노출되기만 해도 주위 공기를 정화시키는 기능이 구비된 옹벽을 제공하는 것이다. 이러한 기술은 최근 환경오염을 저감시키기 위한 각종 설비의 개발 추세에 부합되는 것이며, 공기정화에 대한 현대인의 욕구, 상용화되기 어려웠던 광촉매의 문제점을 모두 해결한 것이다.An embodiment of the present invention is to provide a retaining wall including an inorganic oxide-based photocatalyst and having a function of purifying ambient air even when exposed to light by having a photolysis function. This technology is in line with the development trend of various facilities to reduce environmental pollution in recent years, and solves all the problems of the modern man's desire for air purification and the photocatalyst which was difficult to be commercialized.

그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 분야 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problem to be solved by the present invention is not limited to those mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 측에 따르는, 가시광 활성 광촉매를 포함하는 옹벽용 블록은, 옹벽을 축조하는데 사용되는 블록으로서, 시멘트, 목재, 모래 및 골재로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 주재료에 광촉매가 분산 형성된 것이고, 상기 광촉매는 무기산화물 및 상기 무기산화물 상에 형성된 유기금속화합물 유래 금속 산화물층을 포함하며 400 nm 이상의 가시광선 영역에서 광활성을 가지는 것이다.According to one aspect of the present invention, a retaining wall block including a visible light active photocatalyst is a block used to construct a retaining wall, and the photocatalyst is added to a main material including at least one selected from the group consisting of cement, wood, sand and aggregate. The photocatalyst is formed by dispersing an inorganic oxide and a metal oxide layer derived from an organometallic compound formed on the inorganic oxide and having photoactivity in a visible light region of 400 nm or more.

일 실시예에 따르면, 상기 옹벽용 블록은 상기 주재료에 물과 광촉매를 혼합하여 교반한 몰타르를 양생하여 얻어지는 것일 수 있다.According to one embodiment, the retaining wall block may be obtained by curing the agitated mortar by mixing water and a photocatalyst in the main material.

일 실시예에 따르면, 상기 주재료 100 중량부에 대하여, 안료 1 내지 5 중량부; 조강제 0.1 내지 3 중량부; 백화방지제 0.5 내지 5 중량부; 및 감수제 0.5 내지 5 중량부;로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 첨가제를 더 포함하고, 상기 광촉매는 상기 주재료 100 중량부 대비 0.1 내지 10 중량부 포함되는 것일 수 있다.According to one embodiment, with respect to 100 parts by weight of the main material, 1 to 5 parts by weight of the pigment; 0.1 to 3 parts by weight of a coarse agent; 0.5 to 5 parts by weight of anti-whitening agent; And 0.5 to 5 parts by weight of a reducing agent; further comprising an additive including at least one selected from the group consisting of, and the photocatalyst may be included in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the main material.

본 발명의 다름 일 측에 따르는, 가시광 활성 광촉매를 포함하는 옹벽은, 옹벽을 축조하는데 사용되는 블록으로서, 시멘트, 목재, 모래 및 골재로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 주재료로 형성된 기재 상에 광촉매를 포함하는 바름재 코팅층이 형성된 것이고, 상기 광촉매는 무기산화물 및 상기 무기산화물 상에 형성된 유기금속화합물 유래 금속 산화물층을 포함하며 400 nm 이상의 가시광선 영역에서 광활성을 가지는 것일 수 있다.According to another aspect of the present invention, a retaining wall including a visible light active photocatalyst is a block used to construct the retaining wall, and is formed on a substrate formed of a main material including at least one selected from the group consisting of cement, wood, sand and aggregate. A coating material coating layer including a photocatalyst is formed on the photocatalyst, and the photocatalyst may include an inorganic oxide and a metal oxide layer derived from an organometallic compound formed on the inorganic oxide, and may have photoactivity in a visible light region of 400 nm or more.

일 실시예에 따르면, 상기 바름재 코팅층은, 황토, 일라이트, 아크릴, 산화마그네슘 및 염화마그네슘으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 더 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment, the coating material coating layer may further include one or more selected from the group consisting of ocher, illite, acrylic, magnesium oxide and magnesium chloride.

일 실시예에 따르면, 상기 바름재 코팅층은 1 mm 내지 10 mm 두께로 형성되는 것일 수 있다.According to one embodiment, the coating material coating layer may be formed to a thickness of 1 mm to 10 mm.

일 실시예에 따르면, 상기 금속 산화물층은 페로센 유래 철 산화물을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the metal oxide layer may include ferrocene-derived iron oxide.

일 실시예에 따르면, 상기 무기산화물은, Ti, Zn, Al 및 Sn 중 적어도 하나를 포함하는 산화물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것이고, 상기 금속 산화물층은 상기 무기산화물 대비 0.001 내지 10 중량%인 철 산화물을 포함하는 것이고, 상기 광촉매는, 30 % 이하의 습도의 건식 조건에서 광활성을 갖는 것일 수 있다.According to one embodiment, the inorganic oxide, at least one selected from the group consisting of an oxide containing at least one of Ti, Zn, Al and Sn, the metal oxide layer is 0.001 to 10% by weight compared to the inorganic oxide It is to include iron oxide of%, the photocatalyst, may have a photoactivity under dry conditions of 30% or less humidity.

일 실시예에 따르면, 상기 무기산화물은 철을 포함하는 무기산화물을 포함하지 않는 것이고, 상기 금속 산화물층은, 상기 무기산화물 상에 증착된 페로센이 열처리된 것일 수 있다.According to an embodiment, the inorganic oxide may not include an inorganic oxide including iron, and the metal oxide layer may be a heat treatment of ferrocene deposited on the inorganic oxide.

일 실시예에 따르면, 상기 금속 산화물은, 하기의 화학식 1로 표시되는 화합물 중 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the metal oxide may include one or more of the compounds represented by Formula 1 below.

[화학식 1][Formula 1]

MexOYHZ Me x O Y H Z

(Me는 1족 내지 3족 중 하나 이상의 금속 원소, X, Y 및 Z는, 각각 0 내지 3에서 선택되고, X 및 Y는 0이 아니다.)(Me is at least one metal element of Groups 1 to 3, X, Y and Z are each selected from 0 to 3, and X and Y are not 0.)

본 발명의 일 실시예에 따르면, 광촉매 코팅층을 포함하는 옹벽을 제공하고 이러한 옹벽은 붕괴를 방지하는 본연의 기능 외에, 가시광선 빛에 노출시키는 것만으로 주위 공기의 유해물질이 저감되는 효과를 거둘 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a retaining wall including a photocatalyst coating layer is provided, and the retaining wall has an effect of preventing harmful substances in ambient air by only exposing to visible light in addition to its inherent function of preventing collapse. have.

보다 구체적으로 본 발명의 일 실시예에 따르면, 가시광선 영역에서 우수한 광촉매 활성을 갖고, 다양한 습도 및 온도 영역에서 우수한 광분해 효율을 갖는 무기산화물 기반 광촉매를 제조하고, 이러한 광촉매가 적용된 옹벽을 제공할 수 있다. More specifically, according to an embodiment of the present invention, an inorganic oxide-based photocatalyst having excellent photocatalytic activity in the visible light region and excellent photolysis efficiency in various humidity and temperature regions may be prepared, and a retaining wall to which the photocatalyst is applied may be provided. have.

본 발명에서 제안하는 옹벽은 가시광선 영역, 저습도 환경 조건에서도 활성화되는 광촉매를 포함하고 있어, 다양한 기후 조건 및 자연광 노출 환경에서 주위 공기를 정화할 수 있다.The retaining wall proposed in the present invention includes a photocatalyst that is activated even in a visible light region and low humidity environment conditions, and thus can purify the ambient air in various climatic conditions and natural light exposure environment.

본 발명에서 제안하는 가시광 활성 광촉매를 포함하는 옹벽은 가시광선 영역을 포함하는 빛을 전달받아 광촉매가 활성화되는 것일 수 있다. 이를 통해서 본 발명에서 제안하는 옹벽은 현대인들의 공기 오염에 대한 공포를 완화시키고, 별도의 공기 정화장치를 구비할 필요가 없이도 주위 공기를 정화 가능하게 됨으로써 다양한 환경에 범용적으로 적용될 수 있다.The retaining wall including the visible light active photocatalyst proposed in the present invention may be one in which the photocatalyst is activated by receiving light including the visible light region. Through this, the retaining wall proposed by the present invention can alleviate the fear of air pollution by modern people, and can be applied to various environments by being able to purify the ambient air without having to provide a separate air purifier.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 본 발명의 옹벽에 적용되는 광촉매의 제조방법의 흐름도를 나타낸 것이다.
도 2는, 본 발명의 실시예에 따라, 본 발명의 옹벽에 적용되는 광촉매의 제조공정에 이용되는 TR-CVD 반응기의 구성을 예시적으로 나타낸 것이다.
도 3은, 본 발명의 실시예에 따라, 본 발명의 옹벽에 적용되는 광촉매의 제조공정을 예시적으로 나타낸 것이다.
도 4는, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 본 발명에 적용되는 광촉매의 이미지를 나타낸 것이다.
도 5는, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 광촉매의 TEM 이미지를 나타낸 것이다.
도 6은, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 광촉매의 광분해 성능의 평가 결과를 나타낸 것이다.
도 7은, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 광촉매의 습도에 따른 광분해 성능의 평가 결과를 나타낸 것이다.
도 8은, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 광촉매의 반복적인 광분해 실험에 따른 광분해 성능의 안정성 평가 결과를 나타낸 것이다.
Figure 1 shows a flow chart of a method for producing a photocatalyst applied to the retaining wall of the present invention, according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 exemplarily shows a configuration of a TR-CVD reactor used in the manufacturing process of the photocatalyst applied to the retaining wall of the present invention according to an embodiment of the present invention.
3 exemplarily shows a process for producing a photocatalyst applied to the retaining wall of the present invention according to an embodiment of the present invention.
4 shows an image of a photocatalyst applied to the present invention manufactured according to an embodiment of the present invention.
5 shows a TEM image of a photocatalyst prepared according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 shows the evaluation results of the photolysis performance of the photocatalyst prepared according to the embodiment of the present invention.
7 shows evaluation results of photodegradation performance according to humidity of a photocatalyst prepared according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 shows the results of the stability evaluation of photodegradation performance according to the repeated photolysis experiment of the photocatalyst prepared according to the embodiment of the present invention.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

아래 설명하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Various changes may be made to the embodiments described below. The examples described below are not intended to be limited to the embodiments and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes for them.

실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of examples. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof described on the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present disclosure does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art, and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same components regardless of reference numerals will be given the same reference numerals and redundant description thereof will be omitted. In the following description of the embodiment, if it is determined that the detailed description of the related known technology may unnecessarily obscure the gist of the embodiment, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.In addition, terms used in the present specification are terms used to properly express preferred embodiments of the present invention, which may vary according to a user, an operator's intention, or customs in the field to which the present invention belongs. Therefore, the definitions of the terms should be made based on the contents throughout the specification. Like reference numerals in the drawings denote like elements.

명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout the specification, when a member is located "on" another member, this includes not only when one member is in contact with another member but also when another member is present between the two members.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it may further include other components, not to exclude other components.

이하, 본 발명의 광촉매를 포함하는 옹벽용 블록에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, a retaining wall block including the photocatalyst of the present invention will be described in detail with reference to embodiments and drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments and drawings.

본 발명은 옹벽용 블록에 광촉매 입자가 포함되어 실제로 설치되고 빛에 노출되는 것 만으로도 주위 공기를 정화하는 기능을 수행할 수 있는 옹벽에 관한 것일 수 있다. 게다가 본 발명의 상기 옹벽용 블록에 적용되는 광촉매는 종래의 광촉매들과는 다르게, 자외선 영역대의 파장이 조사되지 않고 가시광선 영역대의 빛에 노출되기만 하더라도 충분히 활성화될 수 있다. 따라서, 실외 또는 실내에서 태양광에 노출되는 것 자체만으로도 특별한 구동장치 없이 주위 공간의 공기를 높은 효율로 정화시킬 수 있다.The present invention may be related to a retaining wall that includes a photocatalyst particle in a retaining wall block and is actually installed and performs a function of purifying ambient air only by being exposed to light. Furthermore, unlike the conventional photocatalysts, the photocatalyst applied to the retaining wall block of the present invention can be sufficiently activated even if the wavelength of the ultraviolet region is not irradiated and is exposed to light in the visible region. Therefore, the exposure to sunlight in the outdoors or indoors alone can purify the air in the surrounding space with high efficiency without any special driving device.

본 발명자는 이와 같은 효과에 대하여, 유기금속화합물을 열처리함으로써 형성된 금속 산화물층을 포함하는 광촉매를 통해 구현할 수 있음을 확인하고, 이러한 광촉매의 특성을 극대화시킬 수 있는 옹벽용 블록을 개발하고 이에 대하여 제안하는 것이다.The present inventors have confirmed that the present invention can be realized through a photocatalyst including a metal oxide layer formed by heat-treating an organometallic compound, and developed and proposed a retaining wall block capable of maximizing the characteristics of the photocatalyst. It is.

또한, 본 발명의 실시예에서 제안하는 옹벽용 블록은 획일적이지 않으면서도 자연석과 유사한 질감을 갖는 옹벽용 블록을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서 제공하는 옹벽은 유독가스 흡착작용 및 백화현상 방지 효과도 있다.In addition, the retaining wall block proposed in the embodiment of the present invention can provide a retaining wall block having a texture similar to natural stone without being uniform. In addition, the retaining wall provided in the embodiment of the present invention also has a toxic gas adsorption and anti-whitening effect.

본 발명의 일 예에 적용되는 광촉매는, 자외선 영역대에서만 활성화되어 상용화가 어렵던 종래의 광촉매의 문제점을 개선하여, 400 nm 이상의 가시광선 영역대라면 충분히 활성화되는 것이다. 본 발명에 적용되는 광촉매는 태양광을 받을 수 있는 실내외 환경에 설치되기만 하더라도 그 기능을 발휘할 수 있는 것이다.The photocatalyst applied to an example of the present invention improves the problem of the conventional photocatalyst, which is activated only in the ultraviolet region and is difficult to commercialize, and is sufficiently activated in the visible region of 400 nm or more. The photocatalyst applied to the present invention can exhibit its function even if it is installed in an indoor or outdoor environment that can receive sunlight.

상기 광촉매는 무기산화물과 그 상에 형성된 금속 산화물층을 포함할 수 있다. 이 때, 상기 무기산화물과 금속 산화물층을 포함하여 광촉매라 지칭한다. 상기 광촉매는 입자 형태일 수 있지만 그렇지 않을 수도 있다. 상기 광촉매는 종래의 광촉매들과는 다르게 400 nm 이상의 가시광선 영역의 파장과 반응하여 활발한 광활성을 가지는 것을 특징으로 한다. 이는 유기금속화합물 유래의 금속산화물층에서 구현되는 효과일 수 있다.The photocatalyst may include an inorganic oxide and a metal oxide layer formed thereon. At this time, it is referred to as a photocatalyst including the inorganic oxide and the metal oxide layer. The photocatalyst may or may not be in the form of particles. Unlike the conventional photocatalysts, the photocatalyst has active photoactivity by reacting with a wavelength in the visible light region of 400 nm or more. This may be an effect implemented in a metal oxide layer derived from an organometallic compound.

상기 광촉매 입자는, 상기 옹벽의 빛에 노출되는 외표면에 존재하는 것일 수 있다. The photocatalyst particles may be present on an outer surface exposed to light of the retaining wall.

본 발명의 일 측에 따르는, 가시광 활성 광촉매를 포함하는 옹벽은, 옹벽을 축조하는데 사용되는 블록으로서, 시멘트, 목재, 모래 및 골재로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 주재료에 광촉매가 분산 형성된 것이고, 상기 광촉매는 무기산화물 및 상기 무기산화물 상에 형성된 유기금속화합물 유래 금속 산화물층을 포함하며 400 nm 이상의 가시광선 영역에서 광활성을 가지는 것이다.According to one aspect of the invention, the retaining wall comprising a visible light active photocatalyst is a block used to build the retaining wall, the photocatalyst is formed dispersed in the main material comprising at least one selected from the group consisting of cement, wood, sand and aggregate The photocatalyst includes an inorganic oxide and a metal oxide layer derived from an organometallic compound formed on the inorganic oxide and has photoactivity in a visible light region of 400 nm or more.

일 실시예에 따르면, 상기 옹벽용 블록은 상기 주재료에 물과 광촉매를 혼합하여 교반한 몰타르를 양생하여 얻어지는 것일 수 있다.According to one embodiment, the retaining wall block may be obtained by curing the agitated mortar by mixing water and a photocatalyst in the main material.

일 예로서, 상기 옹벽용 블록은 자연석 질감과 형상을 가지면서 축조가 용이하도록 제작되는 것이 바람직하여, 시멘트, 목재, 모래 및 골재를 주성분으로 혼합한 원료 혼합물에 물과 첨가제를 혼합하여 교반한 몰타르를 양생시켜 확보할 수 있다.As an example, the retaining wall block is preferably manufactured to have a natural stone texture and shape, so that it is easy to build, and a mixture of cement, wood, sand, and aggregates as a main component is mixed with water and an additive in a raw material mixture to stir mortar. It can be secured by curing.

일 예로서, 상기 몰타르의 구성은 시멘트 13 ~ 25 중량%, 모래 20 ~ 45 중량%, 골재 30 ~ 67 중량%가 혼합된 원료 혼합물에 상기 시멘트의 100중량부에 대하여 물 32 ~ 55중량부와 첨가제 2.5 ~ 13중량부를 혼합 교반하여 구성될 수 있다.As an example, the composition of the mortar is 32 to 55 parts by weight of water with respect to 100 parts by weight of the cement in a raw material mixture of 13 to 25% by weight of cement, 20 to 45% by weight of sand, and 30 to 67% by weight of aggregate. Additives 2.5 to 13 parts by weight may be configured by mixing and stirring.

상기 골재는 일반적인 자갈을 분쇄한 골재를 사용하는데, 자연석의 질감 효과를 높이기 위하여 골재 전체 중량에 대하여 재활용 골재 또는 천연골재를 20 ~ 50wt% 사용할 수 있다. 이때 재활용 골재는 철강 슬래그, 파쇄 유리, 파쇄 플라스틱, 파쇄 도자기 등이 사용될 수 있고, 천연석 골재는 백운석, 사문석, 칼라 골재 및 알루미늄 실리게이트 광물류 등이 사용될 수 있다.The aggregate is used to crush the general gravel aggregate, in order to increase the texture effect of natural stone can be used 20 ~ 50wt% recycled aggregate or natural aggregate relative to the total weight of the aggregate. At this time, the recycled aggregate may be used steel slag, crushed glass, crushed plastic, crushed ceramics, etc., natural stone aggregate may be used dolomite, serpentine, color aggregate and aluminum silicate minerals.

일 실시예에 따르면, 상기 주재료 100 중량부에 대하여, 안료 1 내지 5 중량부; 조강제 0.1 내지 3 중량부; 백화방지제 0.5 내지 5 중량부; 및 감수제 0.5 내지 5 중량부;로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 첨가제를 더 포함하고, 상기 광촉매는 상기 주재료 100 중량부 대비 0.1 내지 10 중량부 포함되는 것일 수 있다.According to one embodiment, with respect to 100 parts by weight of the main material, 1 to 5 parts by weight of the pigment; 0.1 to 3 parts by weight of a coarse agent; 0.5 to 5 parts by weight of anti-whitening agent; And 0.5 to 5 parts by weight of a reducing agent; further comprising an additive including at least one selected from the group consisting of, and the photocatalyst may be included in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the main material.

상기 안료는 사용자가 원하는 색상을 얻기 위하여 첨가되는 부원료로서, 선택되는 색상을 얻을 수 있는 다양한 종류의 안료를 적어도 하나 이상 선택적으로 사용할 수 있다.The pigment is a subsidiary material added to obtain a color desired by a user, and may selectively use at least one or more kinds of pigments capable of obtaining a selected color.

상기 조강제는 경화를 촉진시키는 원료이고, 백화방지제는 양생된 콘크리트가 시간의 경과에 따라 백색으로 변화되는 것을 방지시키는 원료이며, 감수제는 콘크리트의 시공성을 개선하기 위하여 첨가되는 원료이다. 일 예로서, AE제(air-entraining agent)를 더 포함할 수도 있는데, 이는 콘크리트 시공을 할 때 콘크리트 속에 있는 작은 공기 거품을 고르게 하기 위하여 사용하는 부원료이다.The crude steel is a raw material for promoting hardening, the anti-whitening agent is a raw material for preventing the cured concrete from turning to white over time, and the reducing agent is a raw material added to improve the workability of the concrete. As an example, it may further include an air-entraining agent (AE), which is an auxiliary material used to even the small air bubbles in the concrete when the concrete construction.

상기 첨가제에 대한 각각의 혼합비가 상술한 혼합비를 초과하거나 미치지 못하는 경우, 주재료의 경화 강도를 저하시키거나 각 첨가제의 효과를 원하는 정도로 얻을 수 없게 될 수 있으므로, 상한 혼합비를 만족하는 범위에서 그 혼합비가 조절되는 것이 바람직하다. When the mixing ratio for each of the additives exceeds or falls short of the above-mentioned mixing ratio, the curing strength of the main material may be lowered or the effect of each additive may not be obtained to a desired degree, so that the mixing ratio is within a range satisfying the upper mixing ratio. It is preferred to be adjusted.

상기 옹벽용 블록의 형상은 자연석 질감과 형상을 가지면서 축조가 용이하도록 전면 및 좌우측면은 자연석 형상 및 질감을 갖도록 불규칙한 형상으로 형성되며, 상하면 및 배면은 평평하게 형성되는 것이 바람직하다.The shape of the retaining wall block has a natural stone texture and shape, and the front and left and right sides are formed in an irregular shape to have a natural stone shape and texture to facilitate construction, and the upper and lower surfaces are preferably formed flat.

본 발명의 다른 일 측에 따르는, 가시광 활성 광촉매를 포함하는 옹벽은, 옹벽을 축조하는데 사용되는 블록으로서, 시멘트, 목재, 모래 및 골재로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 주재료로 형성된 기재 상에 광촉매를 포함하는 바름재 코팅층이 형성된 것이고, 상기 광촉매는 무기산화물 및 상기 무기산화물 상에 형성된 유기금속화합물 유래 금속 산화물층을 포함하며 400 nm 이상의 가시광선 영역에서 광활성을 가지는 것일 수 있다.According to another aspect of the present invention, a retaining wall including a visible light active photocatalyst is a block used to construct a retaining wall, and is formed on a substrate formed of a main material including at least one selected from the group consisting of cement, wood, sand and aggregate. A coating material coating layer including a photocatalyst is formed on the photocatalyst, and the photocatalyst may include an inorganic oxide and a metal oxide layer derived from an organometallic compound formed on the inorganic oxide, and may have photoactivity in a visible light region of 400 nm or more.

상기 바름재 코팅층은 증착, 도포, 분사 등 통상적으로 코팅층이 형성될 수 있는 공정을 이용하여 형성될 수 있다. 바람직하게는 상기 바름재 코팅층은 스프레이를 이용한 도포 공정으로 형성되는 것일 수 있다. 일 예로서, 상기 바름재 코팅층의 상부에는 액상 비닐코폴리머 등을 이용하여 보호층을 더 형성할 수도 있다.The coating material coating layer may be formed using a process in which a coating layer may be formed, such as deposition, coating, and spraying. Preferably, the coating material coating layer may be formed by a coating process using a spray. As an example, a protective layer may be further formed on the top of the coating material layer using a liquid vinyl copolymer.

일 예로서, 상기 바름재 코팅층과 상기 옹벽 사이에는 아크릴라텍스 등을 이용한 프라이머 도포층을 더 포함할 수 있다.As an example, a primer coating layer using an acrylic latex may be further included between the coating material layer and the retaining wall.

일 실시예에 따르면, 상기 바름재 코팅층은, 황토, 일라이트, 아크릴, 산화마그네슘 및 염화마그네슘으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 더 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment, the coating material coating layer may further include one or more selected from the group consisting of ocher, illite, acrylic, magnesium oxide and magnesium chloride.

상기 황토는 입자가 곱고 많은 산소를 함유하고 있으며 정화능력이 탁월하고 탈취 및 탈지의 성질이 있다. 황토 1g 속에는 약 2억-2억5천 마리의 미생물이 있다고 보고되는데, 다양한 효소들이 복합적으로 순환작용을 일으킬 뿐 만 아니라 인체에 유익한 다량의 원적외선이 방출되는 것으로 알려져 있다. 상기 황토를 포함할 경우 인체에 유해하지 않으면서도 콘크리트 옹벽 주변 공기의 정화작용과 탈취작용을 기대할 수 있다.The loess is fine in particles, contains a lot of oxygen, has excellent purifying ability and deodorizing and degreasing properties. It is reported that there are about 200-250 million microorganisms in 1 g of loess, and various enzymes are known to not only cause a circulating action but also release a large amount of far infrared rays, which is beneficial to the human body. Including the ocher can be expected to purify and deodorize the air around the concrete retaining wall without being harmful to the human body.

상기 일라이트(illite)는 원적외선을 방출하고 피부에 안전하며, 세포에 대한 생리효과 외에도 피부에 보습효과, 윤기효과 및 탄력효과와 청정효과 등이 있고, 환경호르몬 등 피부의 각종 노폐물을 흡착 제거하는 능력이 탁월할 뿐만 아니라 다량의 음이온이 발생하고 항균작용이 뛰어난 것으로 알려져 있다.The illite emits far infrared rays and is safe for the skin, and in addition to the physiological effects on the cells, there are moisturizing effects, shine and elasticity and clean effects, and adsorption and removal of various wastes of the skin such as environmental hormones. Not only is it excellent in capacity, it generates a large amount of negative ions and is known to be excellent in antibacterial activity.

특히, 일라이트 성분은 수은과 카드늄, 납, 철, 구리 등과 같은 중금속 흡착기능이 있고, 암모니아나 이산화황,황화수소가스 및 염소가스와 같은 유독가스흡착 기능이 있다. 그러므로 일라이트 성분도 인체에 유해하지 않으면서도 음이온 발생과 더불어서 옹벽 표면에 항균작용을 갖도록 할 뿐만 아니라 공기 중의 중금속 흡착작용과 유독가스 흡착작용을 기대할 수 있다.In particular, the illite component has a heavy metal adsorption function such as mercury and cadmium, lead, iron, copper and the like, and has an adsorption function of toxic gases such as ammonia, sulfur dioxide, hydrogen sulfide gas and chlorine gas. Therefore, the illite component can be expected not only to have anion, but also to have an antimicrobial effect on the surface of the retaining wall without harmful to the human body, and to adsorb heavy metals and toxic gases in the air.

상기 아크릴 (acrylic) 성분은 황토의 부착력을 증가시켜 주고 장시간 자외선에 노출되었을 때 자외선에 대한 저항성능을 향상시켜 주는 역할을 수행할 수 있다.The acrylic component may increase the adhesion of ocher and may play a role of improving resistance to ultraviolet rays when exposed to ultraviolet rays for a long time.

상기 산화마그네슘 성분은 마그네슘과 산소의 화합물로서 공기 중에서 이산화탄소를 흡수하는 작용을 할 수 있다.The magnesium oxide component may act to absorb carbon dioxide in the air as a compound of magnesium and oxygen.

상기 염화마그네슘 성분은 흡수성이 강하여 조직 강화를 도모하는 것으로서, 바닷물 속에도 함유하고 있고 식염을 만들때 부산물로서 간수 속에도 약간(2wt%) 함유되어 있는 것이므로 자연 친화적인 성분이다.The magnesium chloride component is strongly absorbent to promote tissue reinforcement, which is contained in seawater, and is slightly natural (2wt%) as a by-product when making salts.

일 실시예에 따르면, 상기 코팅층은 1 mm 내지 10 mm 두께로 형성되는 것일 수 있다. 상기 코팅층이 제시된 수치범위보다 얇은 두께로 형성될 경우, 충분한 정도의 광촉매 입자가 포함되지 않아서 충분한 공기 정화 기능의 구현이 어렵거나, 코팅층의 박리가 발생하는 문제가 생길 수 있다. 상기 코팅층이 제시된 수치범위보다 두꺼운 두께로 형성될 경우, 코팅층 형성 비용이 증가하고 광촉매의 공기 정화 효과 또한 포화될 수 있다.According to one embodiment, the coating layer may be formed to a thickness of 1 mm to 10 mm. When the coating layer is formed to a thickness thinner than the numerical range presented, it may be difficult to implement a sufficient air purification function because it does not contain a sufficient degree of photocatalyst particles, or the peeling of the coating layer may occur. When the coating layer is formed to a thickness thicker than the numerical range shown, the coating layer formation cost increases and the air purification effect of the photocatalyst may also be saturated.

일 예로서, 상기 옹벽은 경도가 높고 열팽창계수가 작으며 비중이 작은 물질을 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 상기 옹벽은 내마모성이 높고 다공질이며 흡음성, 기체 흡착성, 흡수성이 있는 소재를 포함할 수 있다. As one example, the retaining wall may include a material having a high hardness, a low coefficient of thermal expansion, and a low specific gravity. In addition, the retaining wall may include a material having high abrasion resistance, porousness, sound absorption, gas adsorption, and water absorption.

일 예로서, 상기 코팅층에 포함되는 수지는 광촉매의 분산을 유도하고 매트릭스 재로 쓰일 수 있는 다양한 수지 성분을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 코팅층은, 고분자 수지, 실리콘 수지, 실리카 및 발수성 불소 수지를 더 포함하는 것일 수 있다. As an example, the resin included in the coating layer may include various resin components that may induce dispersion of the photocatalyst and serve as a matrix material. According to an embodiment, the coating layer may further include a polymer resin, a silicone resin, silica, and a water repellent fluorine resin.

상기 코팅층은 소수성 수지 및 친수성 수지를 함께 포함하는 것일 수 있다. 상기 코팅층은 소수성 수지에서 유래하는 소수성 영역 및, 실리콘 수지 또는 실리카에서 유래하는 친수성 영역을 동시에 포함하는 것일 수 있다.The coating layer may be one containing a hydrophobic resin and a hydrophilic resin. The coating layer may include a hydrophobic region derived from a hydrophobic resin and a hydrophilic region derived from a silicone resin or silica at the same time.

상기 소수성 영역 및 친수성 영역이 공존함으로써, 친수성 물질 및 소수성 물질이 모두 코팅층 표면에 부착될 수 없도록 하여 코팅층의 표면이 청정하도록 유지되는 것일 수 있다.By the coexistence of the hydrophobic region and the hydrophilic region, both the hydrophilic material and the hydrophobic material may not be attached to the surface of the coating layer, so that the surface of the coating layer may be maintained to be clean.

일 실시예에 따르면, 상기 코팅층은, 은, 구리, 아연 및 백금족 금속원소로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 금속 물질을 더 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the coating layer may further include one or more metal materials selected from the group consisting of silver, copper, zinc and platinum group metal elements.

상기 금속원소가 첨가된 코팅층은, 코팅층 표면에 부착되는 세균과 곰팡이를 어두운 곳에서도 사멸시킬 수 있다. 따라서, 상기 금속 원소를 코팅층에 포함시킬 경우 방오성을 보다 향상시킬 수 있다.The coating layer to which the metal element is added may kill bacteria and fungi attached to the surface of the coating layer even in a dark place. Therefore, when the metal element is included in the coating layer, antifouling properties can be further improved.

상기 코팅층은 Pt, Pd, Ru, Rh, Ir, Os 와 같은 백금족 금속원소 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 백금족 금속원소가 첨가된 코팅층은, 광촉매의 산화환원 활성을 증강시켜서, 유기물 오염의 분해성, 유해 기체와 악취의 분해성을 향상시킬 수 있다.The coating layer may include at least one of platinum group metal elements such as Pt, Pd, Ru, Rh, Ir, and Os. The coating layer to which the platinum group metal element is added may enhance the redox activity of the photocatalyst, thereby improving the degradability of organic contamination and the degradability of harmful gases and odors.

일 예에 따르면, 상기 코팅층은 보강재를 더 포함할 수 있다. 상기 보강재는 다양한 성분을 포함할 수 있으며, 일 예로서, 경량 골재, 발포 우레탄, 글래스 울로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있고, 다공질 소재 및 판상질 소재를 포함하는 것일 수 있다.According to one example, the coating layer may further include a reinforcing material. The reinforcing material may include various components, for example, may include one or more selected from the group consisting of lightweight aggregate, foamed urethane, glass wool, and may include a porous material and a plate-like material.

일 실시예에 따르면, 상기 코팅층은, RB 세라믹스, CRB 세라믹스 또는 둘 다를 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the coating layer may include RB ceramics, CRB ceramics, or both.

RB세라믹스 및 CRB세라믹스란, 해마다 전세계에서 3300만톤 이상 배출되고 있는 쌀겨를 이용하여 제조되는 새로운 개념의 탄소 기반 세라믹 재료를 일컫는다. RB Ceramics and CRB Ceramics are a new concept of carbon-based ceramic materials manufactured using rice bran, which is produced in more than 33 million tonnes annually worldwide.

상기 RB 세라믹스 및/또는 CRB 세라믹스는 쌀겨로 얻을 수 있는 탈지 겨와, 열경화성 수지를 혼합해서 혼련 하고, 압력성형 밑 성형체를 건조시킨 후, 건조성형체를 불활성 가스 분위기중으로 소성한 탄소재료인 것일 수 있다. 이 때 상기 열경화성 수지는 페놀계수지, 디아릴 프탈레이트계 수지, 불포화 폴리에스테르계 수지, 에폭시계수지, 폴리이미드계수지, 트리아진계 수지를 포함하는 것일 수 있다.The RB ceramics and / or CRB ceramics may be a carbon material obtained by mixing and kneading the skim bran obtained from a rice bran, a thermosetting resin, drying the molded body under pressure molding, and then firing the dried molded body in an inert gas atmosphere. . In this case, the thermosetting resin may include a phenol resin, a diaryl phthalate resin, an unsaturated polyester resin, an epoxy resin, a polyimide resin, and a triazine resin.

상기 RB세라믹스 또는 CRB세라믹스는, 공지의 RB 세라믹스 또는 CRB 세라믹스의 제조방법을 이용한 성형 후에 100도이상의 온도로, 탈수해 두는 것일 수 있다.The RB ceramics or CRB ceramics may be dehydrated at a temperature of 100 degrees or more after molding using a known method for producing RB ceramics or CRB ceramics.

상기 RB세라믹스 및/또는 CRB세라믹스는 상기 옹벽의 코팅층에 높은 경도, 낮은 열팽창계수, 낮은 전기전도성, 높은 내마모성을 부여하며, 다공질이며 흡음성, 기체 흡착 및 흡수성을 부여할 수 있다. 동시에 상기 RB 세라믹스 및/또는CRB 세라믹스는 화학적으로 안정되어 광촉매가 작용했을 때에 발생하는 강력한 라디칼에도 문제되지 않는 특징을 부여할 수 있다.The RB ceramics and / or CRB ceramics may impart high hardness, low coefficient of thermal expansion, low electrical conductivity, and high wear resistance to the coating layer of the retaining wall, and may be porous, sound absorbent, and gas absorbed and absorbed. At the same time, the RB ceramics and / or CRB ceramics are chemically stable and can impart a characteristic that is not a problem even to the strong radicals generated when the photocatalyst acts.

일 실시예에 따르면, 상기 금속 산화물층은 페로센 유래 철 산화물을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the metal oxide layer may include ferrocene-derived iron oxide.

일 실시예에 따르면, 상기 무기산화물은, Ti, Zn, Al 및 Sn 중 적어도 하나를 포함하는 산화물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것이고, 상기 금속 산화물층은 상기 무기산화물 대비 0.001 내지 10 중량%인 철 산화물을 포함하는 것이고, 상기 광촉매는, 30 % 이하의 습도의 건식 조건에서 광활성을 갖는 것일 수 있다.According to one embodiment, the inorganic oxide, at least one selected from the group consisting of an oxide containing at least one of Ti, Zn, Al and Sn, the metal oxide layer is 0.001 to 10% by weight compared to the inorganic oxide It is to include iron oxide of%, the photocatalyst, may have a photoactivity under dry conditions of 30% or less humidity.

일 실시예에 따르면, 상기 광촉매는, 무기산화물; 및 상기 무기산화물 상에 형성된 금속 산화물층; 을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the photocatalyst, an inorganic oxide; And a metal oxide layer formed on the inorganic oxide. It may include.

상기 무기산화물은, Ti, Zn, Al 및 Sn 중 적어도 하나를 포함하는 산화물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. The inorganic oxide may include at least one selected from the group consisting of oxides including at least one of Ti, Zn, Al, and Sn.

상기 금속 산화물층은 페로센 유래 철 산화물 층을 포함할 수 있다. 이 때, 철의 함량은 상기 무기산화물 대비 0.001 내지 10 중량% 인 것일 수 있고, 바람직하게는 상기 무기산화물 대비 0.001 내지 5 중량%인 것일 수 있다.The metal oxide layer may include a ferrocene-derived iron oxide layer. In this case, the iron content may be 0.001 to 10% by weight relative to the inorganic oxide, preferably 0.001 to 5% by weight relative to the inorganic oxide.

상기 무기산화물은, 빛 에너지를 흡수하여 촉매활성을 나타내는 무기반도체화합물이며, 예를 들어, Ti, Zn, Al, Fe, W, Sn, Bi, Ta, Cu, Si, Ru, Sr, Ba 및 Ce으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 산화물이며, 바람직하게는 Ti, Zn, Al 및 Sn일 수 있다. 구체적으로, TiO2, Al2O3, ZnO2, ZnO, SrTiO3, Fe2O3, Ta2O5, WO3, SnO2, Bi2O3, NiO, Cu2O, SiO, SiO2, MoS2, InPb, RuO2, CeO2 등일 수 있다. 또한, 산화물 외에 CdS, GaP, InP, GaAs, InPb 등의 반도체 화합물을 더 포함할 수 있다.The inorganic oxide is an inorganic semiconductor compound that absorbs light energy and exhibits catalytic activity. For example, Ti, Zn, Al, Fe, W, Sn, Bi, Ta, Cu, Si, Ru, Sr, Ba, and Ce An oxide containing at least one selected from the group consisting of, preferably Ti, Zn, Al and Sn. Specifically, TiO 2 , Al 2 O 3 , ZnO 2 , ZnO, SrTiO 3 , Fe 2 O 3 , Ta 2 O 5 , WO 3 , SnO 2 , Bi 2 O 3 , NiO, Cu 2 O, SiO, SiO 2 , MoS 2 , InPb, RuO 2 , CeO 2 , and the like. In addition to the oxide, semiconductor compounds such as CdS, GaP, InP, GaAs, and InPb may be further included.

일 실시예에 따르면, 상기 무기산화물은, 비드, 분말, 로드, 와이어, 니들 및 섬유 형태로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하고, 상기 무기산화물의 크기는 1 nm 내지 500 ㎛인 것일 수 있다.According to one embodiment, the inorganic oxide, at least one selected from the group consisting of beads, powder, rod, wire, needle and fiber form, the size of the inorganic oxide may be 1 nm to 500 ㎛.

상기 무기산화물은, 비드, 분말, 로드, 와이어, 니들 및 섬유 형태로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하고, 상기 무기산화물의 크기는 1 nm 이상; 10 nm 이상; 30 nm 내지 500 ㎛; 30 nm 내지 100 ㎛; 또는 30 nm 내지 1 ㎛일 수 있다. 상기 크기는, 형태에 따라 직경, 두께, 길이 등을 의미할 수 있다. The inorganic oxide may include at least one selected from the group consisting of beads, powders, rods, wires, needles, and fibers, and the inorganic oxide may have a size of 1 nm or more; 10 nm or more; 30 nm to 500 μm; 30 nm to 100 μm; Or 30 nm to 1 μm. The size may mean diameter, thickness, length, and the like, depending on the shape.

일 실시예에 따르면, 상기 무기산화물은 철을 포함하는 무기산화물을 포함하지 않는 것이고, 상기 금속 산화물층은, 상기 무기산화물 상에 증착된 페로센이 열처리된 것일 수 있다.According to an embodiment, the inorganic oxide may not include an inorganic oxide including iron, and the metal oxide layer may be a heat treatment of ferrocene deposited on the inorganic oxide.

일 예로서, 상기 금속유기화합물 유래 금속 산화물층은, 페로센 도핑 공정에 의해서 형성된 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 무기산화물 상에 형성된 페로센층을 열처리하여 페로센을 열분해하고, 이러한 열분해 공정에 의해 페로센에서 전환된 철 산화물을 포함할 수 있다. 상기 유기금속화합물의 도핑 공정은, 하기의 제조방법에서 보다 구체적으로 설명한다. As an example, the metal organic compound-derived metal oxide layer may be formed by a ferrocene doping process. For example, the ferrocene layer formed on the inorganic oxide may be thermally decomposed to thermally decompose ferrocene, and may include iron oxide converted from ferrocene by such a pyrolysis process. The doping step of the organometallic compound will be described in more detail in the following production method.

상기 유기금속산화물 유래 금속 산화물층은, 일 예로서 페로센, 페로센 유도체 중 적어도 하나에 의해 유래된 철 산화물일 수 있다. 상기 페로센 유도체는, 페로센 알데히드, 페로센 케톤, 페로센 카르복시산, 페로센 알콜, 페놀 또는 에테르 화합물, 질소-함유 페로센 화합물, 황-함유 페로센 화합물, 인-함유 페로센 화합물, 규소-함유 페로센 화합물, 1,1'-디코퍼 페로센(1,1'-di-copper ferrocene), 페로센 보로닉산(ferrocene boric acid), 페로세닐 큐프러스 아세틸라이트(ferrocenyl cuprous acetylide) 및 비스페로세닐 티타노센(bisferrocenyl titanocene)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.The organometal oxide-derived metal oxide layer may be, for example, iron oxide derived by at least one of ferrocene and ferrocene derivatives. The ferrocene derivatives are ferrocene aldehyde, ferrocene ketone, ferrocene carboxylic acid, ferrocene alcohol, phenol or ether compound, nitrogen-containing ferrocene compound, sulfur-containing ferrocene compound, phosphorus-containing ferrocene compound, silicon-containing ferrocene compound, 1,1 ' In the group consisting of 1,1'-di-copper ferrocene, ferrocene boric acid, ferrocenyl cuprous acetylide and bisferrocenyl titanocene It may include at least one selected.

일 예로서, 상기 유기금속화합물 유래 금속 산화물층에서 금속의 함량이 상기 무기산화물 대비 0.001 내지 10 중량%; 0.01 내지 10 중량%; 0.01 내지 3 중량%; 0.01 내지 1.5 중량%; 또는 0.01 내지 1 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에 포함되면, 가시광 영역에서 광촉매 활성을 증가시켜 광분해 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 금속의 함량이 증가하면 가시광 영역의 흡수가 증가할 수 있으나, 이러한 금속 함량 증가에 의한 광촉매 활성의 저하가 발생할 수 있으므로, 상기 범위 내의 금속의 함량을 포함하는 것이 바람직하고 더 바람직하게는 상기 금속은 철이고, 상기 철의 함량은, 0.01 내지 5 중량%일 수 있다.As an example, the metal content in the organometallic compound-derived metal oxide layer is 0.001 to 10% by weight relative to the inorganic oxide; 0.01 to 10 weight percent; 0.01 to 3 weight percent; 0.01 to 1.5 wt%; Or 0.01 to 1% by weight. When included in the above range, it is possible to increase the photocatalytic activity in the visible light region to improve the photolysis efficiency. In addition, although the absorption of the visible light region may increase when the content of the metal is increased, since the decrease of the photocatalytic activity may occur due to the increase of the metal content, it is preferable to include the content of the metal within the above range, and more preferably, The metal is iron, and the iron content may be 0.01 to 5% by weight.

일 예로서, 상기 유기금속화합물 유래 금속 산화물층은, 0.01 nm 이상; 0.1 nm 이상; 10 nm 이상; 또는 1 nm 내지 100 nm의 두께를 갖는 것일 수 있다. 상기 두께 범위 내에 포함되면, 코팅층의 두께 증가에 따른 광촉매의 다공도 저하를 방지하고, 표면에 수분, OH- 이온, 분해 대상 등의 흡착량을 증가시켜 광분해 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 유기금속화합물 유래 금속 산화물층은, 0.01 nm 이상; 0.1 nm 이상; 10 nm 이상; 또는 1 nm 내지 100 nm의 크기를 갖는 페로센 유래 철산화물을 포함할 수 있다. 상기 크기는 형태에 따라 길이, 직경, 두께 등을 의미할 수 있다. As one example, the metal oxide layer derived from the organometallic compound, 0.01 nm or more; 0.1 nm or more; 10 nm or more; Or may have a thickness of 1 nm to 100 nm. When included in the thickness range, it is possible to prevent a decrease in porosity of the photocatalyst by increasing the thickness of the coating layer, and to increase the adsorption amount of water, OH- ions, decomposition targets, etc. on the surface to improve the photolysis performance. In addition, the metal oxide layer derived from the organometallic compound, 0.01 nm or more; 0.1 nm or more; 10 nm or more; Or ferrocene-derived iron oxide having a size of 1 nm to 100 nm. The size may mean a length, a diameter, a thickness and the like depending on the shape.

일 실시예에 따르면, 상기 무기산화물은 철을 포함하는 무기산화물을 포함하지 않는 것이고, 상기 철 산화물층은, 상기 무기산화물 상에 증착된 페로센이 열처리된 것일 수 있다.According to an embodiment, the inorganic oxide may not include an inorganic oxide including iron, and the iron oxide layer may be a heat treatment of ferrocene deposited on the inorganic oxide.

상기 금속 산화물은, 하기의 화학식 1로 표시되는 화합물 중 1종 이상을 포함할 수 있다. The metal oxide may include one or more kinds of compounds represented by the following Chemical Formula 1.

[화학식 1][Formula 1]

MexOYHZ Me x O Y H Z

여기서, Me는 1족 내지 3족에 해당하는 금속 원소 중 하나 이상이고, X, Y 및 Z는, 각각 0 내지 3에서 선택되고, X 및 Y는 0이 아니다. Here, Me is at least one of the metal elements corresponding to Groups 1 to 3, X, Y and Z are each selected from 0 to 3, and X and Y are not zero.

일 예로서, 상기 Z 또한 0이 아닐 수 있다.As one example, Z may also be nonzero.

일 예로서, 가시광선 영역의 빛을 흡수하고 안정적이며 값이 싼 반도체성 물질인 산화철 (FexOyHz)을 나노 크기의 입자 형태로 TiO2 표면에 도입하여 가시광선에 감응하는 광촉매를 형성할 수 있다. As an example, a photocatalyst that is sensitive to visible light by absorbing light in the visible region and introducing iron oxide (Fe x O y H z ), a stable and inexpensive semiconducting material, into the TiO 2 surface in the form of nano-sized particles. Can be formed.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 광촉매는, 광을 흡수하여 광반응을 나타내는 파장 영역이 자외선에서 가시광선 영역까지 확대될 수 있다. 상기 광촉매는 특히 400 nm 이상의 가시광선 영역에서 종래의 광촉매들 대비 훨씬 우수한 광촉매 활성을 나타낼 수 있다. 또한, 표면에서 분해 대상의 흡착 및 분해시킬 수 있는 광촉매 반응성이 향상되어 다양한 습도 영역에서 광촉매 활성을 가지며, 30 % 이하의 습도의 건식 조건에서도 우수한 광촉매 활성을 나타낼 수 있다. According to one embodiment of the invention, the photocatalyst, the wavelength region that absorbs light and exhibits a photoreaction may be extended from ultraviolet to visible light region. The photocatalyst may exhibit much better photocatalytic activity than conventional photocatalysts, especially in the visible light region of 400 nm or more. In addition, the photocatalytic reactivity that can be decomposed and decomposed on the surface is improved to have photocatalytic activity in various humidity ranges, and to exhibit excellent photocatalytic activity even in dry conditions of 30% or less humidity.

일 예에 따르면, 상기 광촉매 입자는, 5 (m2/g) 이상; 5 (m2/g) 내지 1000 (m2/g); 또는 5 (m2/g) 내지 100 (m2/g)의 비표면적을 갖고, 평균 기공 크기는 50 nm 이하일 수 있다. 상기 무기산화물 표면에 유기금속화합물 유래 금속 산화물을 도입함으로써, 광촉매의 표면에 분해 대상의 흡착량이 증가하고, 광분해 반응성을 증가시켜 광촉매의 효율을 향상시킬 수 있다.According to one example, the photocatalyst particles, 5 (m 2 / g) or more; 5 (m 2 / g) to 1000 (m 2 / g); Or having a specific surface area of 5 (m 2 / g) to 100 (m 2 / g) and an average pore size of 50 nm or less. By introducing an organometallic compound-derived metal oxide on the surface of the inorganic oxide, the adsorption amount of the decomposition target is increased on the surface of the photocatalyst, and the photolysis reactivity is increased to improve the efficiency of the photocatalyst.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 광촉매는, 다양한 유해물질의 분해에 적용되고, 즉, 환경 오염물질, 악취 물질, 유기화합물, 산성가스 등의 처리에 이용될 수 있다. 예를 들어, 기체, 액체 및 고체 물질 중 적어도 하나를 흡착 및/또는 광분해하는데 이용되고, 할로겐램프, 제논램프, 태양광, 발광다이오드 등 다양한 광선을 포함하는 빛 에너지에 의해서 광활성을 나타낼 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 기체로는 산성, 염기성 가스, 아세트알데히드, 케톤류 등의 VOC(휘발성 유기 화합, Volatile Organic Compounds), 방향족 탄화수소와 지방족 탄화수소(Paraffin계와 Olefin계)의 탄화수소류, 오존 가스, 유기 및 무기계 유리 가스 등일 수 있고, 보다 구체적으로, 이산화탄소, 일산화탄소, NOx, SOx, HCl, HF, NH3, 메틸아민, 포름알데히드, 황화수소, 아민, 메틸메르갑탄, 수소, 산소, 질소, 메탄, 파라핀, 올레핀 등일 수 있다. 상기 액체로는 포름알데하이드(Formaldehyde), 아세트알데하이드(Acetaldehyde), 벤젠(Benzene), 톨루엔(Toluene), MEK(Methyl Ethyl Ketone), 트리클로로에틸렌(Trichloroethylene), 살균제, 가솔린, 디젤, 오일, 알코올, 페놀, 염료 등이며, 상기 고체로는 전이금속, Pt, Pd 등의 귀금속, Hg, Cr 등의 이온 및/또는 입자, 100 nm 이하의 나노입자 등일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.According to one embodiment of the invention, the photocatalyst is applied to the decomposition of various harmful substances, that is, it can be used for the treatment of environmental pollutants, odorous substances, organic compounds, acid gases and the like. For example, it is used to adsorb and / or photodecompose at least one of gas, liquid and solid materials, and may exhibit photoactivity by light energy including various light rays such as halogen lamps, xenon lamps, sunlight, light emitting diodes, and the like. More specifically, the gas may be an acid, a basic gas, a VOC (volatile organic compound) such as acetaldehyde, ketones, hydrocarbons of an aromatic hydrocarbon or an aliphatic hydrocarbon (Paraffin-based and Olefin-based), ozone gas, organic, etc. And inorganic glass gases, and more specifically, carbon dioxide, carbon monoxide, NOx, SOx, HCl, HF, NH 3 , methylamine, formaldehyde, hydrogen sulfide, amine, methylmeraptan, hydrogen, oxygen, nitrogen, methane, paraffin , Olefins and the like. As the liquid, formaldehyde, acetaldehyde, benzene, toluene, toluene, methyl ethyl ketone, trichloroethylene, fungicide, gasoline, diesel, oil, alcohol, Phenols, dyes, and the like, and the solids may be transition metals, precious metals such as Pt and Pd, ions and / or particles such as Hg and Cr, nanoparticles of 100 nm or less, but are not limited thereto.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 적용되는, 본 발명에서 제안하는 광촉매의 제조방법의 흐름도를 나타낸 것이다. 일 예에 따르면 도 1에 나타나 있는 방식으로 광촉매를 제조한 후, 위에서 설명한 옹벽을 제조하는 과정에서 기재 등의 표면 코팅층 또는 기재 자체의 성분에 광촉매를 혼합, 분산시키는 방식으로 본 발명의 일 실시예에 따르는 광촉매를 포함하는 코팅층이 형성된 옹벽을 제조할 수 있다.1 shows a flowchart of a method of manufacturing a photocatalyst proposed in the present invention, which is applied to an embodiment of the present invention. According to an example, after the photocatalyst is prepared in the manner shown in FIG. 1, the photocatalyst is mixed and dispersed in a surface coating layer such as a substrate or a component of the substrate itself in the process of manufacturing the retaining wall described above. It is possible to manufacture a retaining wall in which a coating layer including a photocatalyst according to the present invention is formed.

이하에서는 도 1을 참조하여, 본 발명의 특징적인 기술인 상기 가시광 활성을 나타내는 광촉매의 제조방법에 관한 내용을 설명한다. Hereinafter, with reference to FIG. 1, the contents regarding the manufacturing method of the photocatalyst which shows the said visible light activity which is the characteristic technique of this invention are demonstrated.

상기 광촉매의 제조방법은, 무기산화물을 준비하는 단계(110); 상기 무기산화물 상에 금속 산화물층을 형성하는 단계(120); 및 상기 금속 산화물층을 형성하는 단계 이후에 열처리하여 유기금속산화물 유래 금속 산화물층을 형성하는 단계(130);를 포함할 수 있다.The method for preparing the photocatalyst may include preparing an inorganic oxide (110); Forming a metal oxide layer on the inorganic oxide (120); And forming a metal oxide layer derived from an organometallic oxide by heat treatment after forming the metal oxide layer (130).

상기 무기산화물을 준비하는 단계는, 무기산화물 분산액을 준비하거나 또는 무기산화물을 기판 상에 도포하는 단계이며, 상기 분산액은 수성 용매, 유성 용매 또는 이 둘의 혼합물을 적용하고, 상기 기판은, 실리콘 기판, 웨이퍼, 유리 기판, 반도체 기판, 금속 기판 등일 수 있다. 상기 무기산화물은 스핀 코팅, 롤 코팅, 스프레이 코팅, 딥 코팅, 플로 코팅, 닥터 블레이드법 등으로 도포될 수 있다. The preparing of the inorganic oxide may include preparing an inorganic oxide dispersion or applying an inorganic oxide on a substrate, wherein the dispersion is an aqueous solvent, an oily solvent, or a mixture thereof, and the substrate is a silicon substrate. , Wafers, glass substrates, semiconductor substrates, metal substrates, and the like. The inorganic oxide may be applied by spin coating, roll coating, spray coating, dip coating, flow coating, doctor blade method, or the like.

상기 유기금속산화물층을 형성하는 단계는, 습식 코팅법, 스퍼터링법 또는 증착법을 이용하여 유기금속산화물 막을 형성할 수 있다. 일 예로서, 상기 유기금속산화물 막은 페로센 막일 수 있다. 바람직하게는 ALD(atomic layer deposition), CVD(temperature-regulated chemical vapor deposition) 등의 증착법을 이용하고, 더 바람직하게는 TR-CVD(온도 조절식 화학 증착법, temperature-regulated chemical vapor deposition)를 이용하여 페로센층을 형성할 수 있다. 일 예로서, TR-CVD의 적용 시 페로센 양의 조절을 통하여 무기산화물 상에 증착되는 철 산화물의 양을 용이하게 조절할 수 있고, 광촉매의 제조공정을 단순화시키고 효율적으로 광촉매를 제공할 수 있다. In the forming of the organometal oxide layer, an organometal oxide layer may be formed by a wet coating method, a sputtering method, or a deposition method. As an example, the organometal oxide layer may be a ferrocene layer. Preferably, a deposition method such as atomic layer deposition (ALD) or temperature-regulated chemical vapor deposition (CVD) is used, and more preferably, TR-CVD (temperature-regulated chemical vapor deposition) is used. The ferrocene layer can be formed. For example, when the TR-CVD is applied, the amount of iron oxide deposited on the inorganic oxide may be easily controlled by controlling the amount of ferrocene, and the process of manufacturing the photocatalyst may be simplified and the photocatalyst may be efficiently provided.

상기 유기금속산화물층을 형성하는 단계는, 상온 내지 120 ℃에서 실시되고, 바람직하게는 40 ℃ 내지 100 ℃; 더 바람직하게는 60 ℃ 내지 100 ℃에서 실시될 수 있다. 즉, TR-CVD의 적용 시 유기금속산화물층의 기화 공정에 의한 증착을 유도하기 위해서 60 ℃ 내지 100 ℃에서 실시될 수 있다. Forming the organometal oxide layer is carried out at room temperature to 120 ℃, preferably 40 ℃ to 100 ℃; More preferably, it may be carried out at 60 ℃ to 100 ℃. That is, the TR-CVD may be performed at 60 ° C. to 100 ° C. in order to induce the deposition by the vaporization process of the organometal oxide layer.

상기 유기금속산화물층을 형성하는 단계는, 대기 조건 하에서 공기 또는 산소 분위기에서 실시되고, 비활성 기체를 더 포함할 수 있다. The forming of the organometallic oxide layer may be performed in an air or oxygen atmosphere under atmospheric conditions, and may further include an inert gas.

상기 유기금속산화물층을 형성하는 단계의 상기 유기금속산화물층은, 상기 무기산화물 대비 0.01 중량% 내지 20 중량%의 페로센을 포함하는 것으로서, 상기 페로센층을 형성할 수 있다. The organometallic oxide layer in the forming of the organometallic oxide layer may include 0.01% by weight to 20% by weight of ferrocene, and may form the ferrocene layer.

상기 유기금속산화물 유래 금속 산화물층을 형성하는 단계는, 일 예로서, 상기 유기금속산화물층의 열처리를 통하여 금속 산화물로 부분적 또는 완전하게 산화시키고, 탄소 잔여물 등과 같은 불순물을 제거할 수 있다. The forming of the organometal oxide-derived metal oxide layer may include, for example, partially or completely oxidizing the metal oxide through heat treatment of the organometal oxide layer and removing impurities such as carbon residues.

상기 유기금속산화물 유래 금속 산화물층을 형성하는 단계는, 50 ℃ 내지 900 ℃; 또는 100 ℃ 내지 800 ℃; 온도에서 2 단계 이상으로 열처리할 수 있다. Forming the organometal oxide-derived metal oxide layer, 50 ℃ to 900 ℃; Alternatively 100 ° C. to 800 ° C .; The temperature can be heat treated in two or more steps.

예를 들어, 상기 유기금속산화물 유래 금속 산화물층을 형성하는 단계는, 100 ℃ 내지 300 ℃ 온도에서 제1 열처리하는 단계 및 300 ℃ 내지 900 ℃ 온도에서 제2 열처리하는 단계를 포함하고, 각 단계는 서로 상이한 온도에서 열처리할 수 있다. 상기 각 단계는 각각 1분 내지 20 시간 동안 실시되고, 공기, 20 % 이상; 40 % 이상의 산소를 포함하는 공기 또는 비활성 기체 분위기에서 실시될 수 있다. For example, the forming of the organometal oxide-derived metal oxide layer may include a first heat treatment at a temperature of 100 ° C. to 300 ° C. and a second heat treatment at a temperature of 300 ° C. to 900 ° C., and each step may include Heat treatment can be performed at different temperatures. Each of said steps is carried out for 1 minute to 20 hours, respectively, with air, at least 20%; It may be carried out in an air or inert gas atmosphere containing at least 40% oxygen.

즉, 상기 제1 열처리하는 단계는, 유기금속산화물과 산소의 반응에 의해서 금속 산화물로 전환하는 금속 산화물 증착을 위한 어닐링 공정일 수 있다. 상기 제2 열처리하는 단계는, 제1 열처리 단계 이후의 후열 처리단계이며, 탄화물 등과 같은 불순을 제거하여 광촉매의 활성 및 성능을 향상시키는 어닐링 공정일 수 있다. That is, the first heat treatment may be an annealing process for depositing a metal oxide that is converted into a metal oxide by the reaction of the organic metal oxide and oxygen. The second heat treatment step may be a post-heat treatment step after the first heat treatment step, and may be an annealing process of removing impurities such as carbides to improve activity and performance of the photocatalyst.

이하, 실시예 및 비교예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples.

광촉매의 제조 및 특성 평가Preparation and Characterization of Photocatalyst

우선적으로 본 발명의 특징적인 성분인 광촉매를 페로센을 이용하여 제조하였다.Firstly, a photocatalyst, which is a characteristic component of the present invention, was prepared using ferrocene.

단, 하기 실시예는 본 발명의 광촉매의 제조 과정 및 그로부터 구현되는 효과를 증명하기 위하여 도입한 것으로서, 유기금속산화물로서 페로센을 선택하여 예를 든 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are introduced to demonstrate the manufacturing process of the photocatalyst of the present invention and the effect realized therefrom, and only by selecting ferrocene as an organic metal oxide, the contents of the present invention are limited to the following examples. It doesn't happen.

실시예 1Example 1

도 2의 TR-CVD(온도 조절식 화학 증착법) 반응기를 이용하고, 도 3에 나타낸 온도 조절식 화학 증착법을 활용하여 TiO2에 나노 크기의 산화철 입자가 증착된 광촉매(Fe-TiO2)를 제조하였다. 보다 구체적으로, 가열 밴드로 둘러 쌓인 스테인리스강으로 만든 반응기의 내부 바닥에 철의 전구체인 Ferrocene 0.02 g을 Quartz로 만든 용기에 담아 위치시킨다. 반응기 내부 중앙에 3g의 TiO2 (TiO2, P-25, Evonik, 입자 크기: 25 nm)를 스테인리스강 철망으로 만든 용기에 담은 뒤 위치시킨 후 반응기를 폴리이미드 테이프를 이용하여 밀봉한다. 반응기의 온도를 60 ℃에서 2 시간 동안 TR-CVD 기화 공정으로 페로센의 증착공정을 진행하고, 다음으로, 온도를 200 ℃로 올려 12 시간 동안 유지하여 철산화물로 전환하였다. With reference to Fig. 2 of the TR-CVD (temperature controlled chemical vapor deposition) reactor, utilizing a temperature controlled chemical vapor deposition as shown in Figure 3 produce a photocatalyst (Fe-TiO 2) of the iron oxide particles in the nano-scale deposited on the TiO 2 It was. More specifically, 0.02 g of ferrocene, an iron precursor, is placed in a container made of quartz on the inner bottom of a reactor made of stainless steel surrounded by a heating band. In the center of the reactor, 3 g of TiO 2 (TiO 2 , P-25, Evonik, particle size: 25 nm) is placed in a vessel made of stainless steel wire mesh and placed therein, and then the reactor is sealed with polyimide tape. The reactor was heated at 60 ° C. for 2 hours with a process for depositing ferrocene by TR-CVD vaporization, and then, the temperature was raised to 200 ° C. and maintained for 12 hours to convert to iron oxide.

이어서 TiO2를 꺼내 건조 공기 가스 분위기에서 750 ℃에서 2 시간 동안 추가적인 열처리를 하여 최종적으로 철 산화물-TiO2 하이브리드 나노구조의 광촉매(또는, Fe-TiO2로 표시)를 제조하였다. 해당 조건에서 TiO2에 증착된 철의 함량은 약 0.09 wt%이다.Then prepare a final iron oxide -TiO 2 hybrid photocatalytic nano-structure (or, expressed as Fe-TiO 2) by an additional heat treatment for 2 hours at 750 ℃ in dry air gas atmosphere to remove the TiO 2. The iron content deposited on TiO 2 under these conditions is about 0.09 wt%.

실시예 2Example 2

철 전구체 Ferrocene를 0.05g을 적용한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 철 산화물-TiO2 하이브리드 나노구조의 광촉매를 제조하였다. 해당 조건에서 TiO2에 증착된 철의 함량은 약 0.13 wt%이다.Photocatalyst of iron oxide-TiO 2 hybrid nanostructure was prepared in the same manner as in Example 1 except that 0.05 g of iron precursor Ferrocene was applied. The iron content deposited on TiO 2 under these conditions is about 0.13 wt%.

실시예 3Example 3

철 전구체 Ferrocene를 0.1g을 적용한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 철 산화물-TiO2 하이브리드 나노구조의 광촉매를 제조하였다. 해당 조건에서 TiO2에 증착된 철의 함량은 약 0.65 wt%이다.Photocatalyst of iron oxide-TiO 2 hybrid nanostructure was prepared in the same manner as in Example 1 except that 0.1 g of iron precursor Ferrocene was applied. The iron content deposited on TiO 2 under these conditions is about 0.65 wt%.

실시예 4Example 4

철 전구체 Ferrocene를 0.3g을 적용한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 철 산화물-TiO2 하이브리드 나노구조의 광촉매를 제조하였다. 해당 조건에서 TiO2에 증착된 철의 함량은 약 1.81 wt%이다.Photocatalyst of iron oxide-TiO 2 hybrid nanostructure was prepared in the same manner as in Example 1 except that 0.3 g of the iron precursor Ferrocene was applied. The iron content deposited on TiO 2 under these conditions is about 1.81 wt%.

도 4는, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 본 발명에 적용되는 광촉매의 이미지를 나타낸 것이다. 4 shows an image of a photocatalyst applied to the present invention manufactured according to an embodiment of the present invention.

상기 제조된 광촉매(Fe-TiO2)를 일반 철 산화물로 코팅된 TiO2 광촉매와 투명도 및 색을 비교하여 도 4에 나타내었다. 도 4를 살펴보면, 본 발명에 의한 페로센 유래 철 산화물로 코팅된 광촉매(Fe-TiO2)는, 철 산화물(Fe2O3)로 코팅된 광촉매(Fe2O3-TiO2)보다 투명하고 연한 노란색을 갖는 것을 확인할 수 있다. The prepared photocatalyst (Fe-TiO 2 ) is shown in FIG. 4 by comparing transparency and color with TiO 2 photocatalyst coated with general iron oxide. 4, the photocatalyst (Fe-TiO 2 ) coated with ferrocene-derived iron oxide according to the present invention is transparent and softer than the photocatalyst (Fe 2 O 3 -TiO 2 ) coated with iron oxide (Fe 2 O 3 ). It can be seen that it has a yellow color.

상기 제조된 광촉매(Fe-TiO2)의 TEM 이미지(투과 전자현미경으로 측정된 이미지)를 측정하여 도 5에 나타내었다. 도 5에서 철의 함량이 감소할수록 Fe-TiO2 표면에 증착된 산화철 입자의 크기가 작아지는 것을 보여준다.The TEM image (image measured with a transmission electron microscope) of the prepared photocatalyst (Fe-TiO 2 ) was measured and shown in FIG. 5. 5 shows that as the iron content decreases, the size of the iron oxide particles deposited on the Fe-TiO 2 surface decreases.

상기 제조된 광촉매(Fe-TiO2)의 질소 흡착 분석을 통한 비표면적(BET) 및 BJH 평균 기공 크기를 측정하여 표 1에 나타내었다. Specific surface area (BET) and BJH average pore size of the prepared photocatalyst (Fe-TiO 2 ) through nitrogen adsorption analysis were measured and shown in Table 1.

0.13 wt% Fe-TiO2 0.13 wt% Fe-TiO 2 0.65 wt% Fe-TiO2 0.65 wt% Fe-TiO 2 1.81 wt% Fe-TiO2 1.81 wt% Fe-TiO 2 BET Surface area(m2/g)BET Surface area (m 2 / g) 11.625911.6259 10.342610.3426 8.39398.3939 BJHAdsorption average pore size(nm)BJHAdsorption average pore size (nm) 13.213.2 12.512.5 13.913.9

표 1을 살펴보면, Fe-TiO2의 철의 함량이 변화하여도 비표면적과 평균 기공 크기는 크게 변하지 않는 것을 확인할 수 있고, Fe-TiO2의 메조 기공이 형성된 것을 확인할 수 있다. Looking at Table 1, it can be seen that the specific surface area and the average pore size do not change significantly even when the iron content of Fe-TiO 2 is changed, and meso pores of Fe-TiO 2 are formed.

평가예 1Evaluation example 1

위면이 쿼츠 유리로 이루어진 부피 5.3 L 반응기(batch reactor) 내에 실시예 1의 광촉매(Fe-TiO2)를 넣고, 아세트알데히드 초기 농도 66 ppm, 건조 공기(상대습도: ~33%, 총 압력은 760 torr) 및 상온에서 백색 옹벽으로 가시광 영역을 조사하여 아세트알데히드의 광분해 특성을 분석하였다. 반응기 내의 아세트알데히드는 기체크로마토그래피를 이용하여 주시적으로 측정하였다. 그 결과는 도 6에 나타내었다.The photocatalyst of Example 1 (Fe-TiO 2 ) was placed in a volume 5.3 L batch reactor with quartz glass on the top, acetaldehyde initial concentration 66 ppm, dry air (relative humidity: ˜33%, total pressure 760). torr) and the white light retaining wall at room temperature to investigate the photolysis characteristics of acetaldehyde. Acetaldehyde in the reactor was measured closely using gas chromatography. The results are shown in FIG.

도 6은, 33 %의 습도 조건에서 가시광선 (백색광) 조사 시간에 따른 (a) 아세트알데하이드 몰수 변화, 및 (b) 아세트알데하이드의 광분해 반응의 결과 발생한 이산화탄소 몰수 변화를 나타낸 그래프이며, 도 6을 살펴보면, 실시예에서 제조된 광촉매(Fe-TiO2)는 가시광선(백색광) 조사에 의한 광촉매 활성에 의해서 아세트알데히드의 광분해가 이루어지는 것을 확인할 수 있고, 페로센 증착양이 0.09 wt %에서 가시광에서 분해 효율이 가장 큰 것을 확인할 수 있다. 또한, 철의 함량이 적어질수록 Fe-TiO2의 아세트알데하이드 광분해 속도가 빨라지는 것을 확인할 수 있다.FIG. 6 is a graph showing changes in the number of moles of acetaldehyde and the number of moles of carbon dioxide resulting from photolysis reaction of acetaldehyde with visible light (white light) irradiation time at 33% humidity. Looking at it, it can be seen that the photocatalyst (Fe-TiO 2 ) prepared in Example can be decomposed in acetaldehyde by photocatalytic activity by visible light (white light) irradiation, and the decomposition efficiency in visible light at a ferrocene deposition amount of 0.09 wt%. You can see this biggest. In addition, it can be seen that as the iron content decreases, the acetaldehyde photolysis rate of Fe-TiO 2 increases.

평가예 2Evaluation example 2

페로센 증착양이 0.13 wt %인 광촉매(Fe-TiO2)를 습도가 없는 건식 조건 및 상대습도: ~33%의 습도 조건에서 각각 평가예 1과 동일한 방법으로 아세트알데히드의 광분해 특성을 분석하였다. 반응기 내의 아세트알데히드 및 이산화탄소를 기체크로마토그래피를 이용하여 주기적으로 측정하였다. 그 결과는 도 8 및 도 9에 나타내었다.Photocatalyst (Fe-TiO 2 ) having a ferrocene deposition amount of 0.13 wt% was analyzed for photolysis characteristics of acetaldehyde in the same manner as in Evaluation Example 1 in dry conditions without humidity and humidity conditions of ˜33%. Acetaldehyde and carbon dioxide in the reactor were periodically measured using gas chromatography. The results are shown in FIGS. 8 and 9.

도 7은, 건조 조건과 33% 습도 조건에서의 아세트알데하이드 광분해 실험을 했을 때, 가시광선 조사 시간에 따른 (a) 아세트알데하이드 몰 수 변화와 (b) 아세트알데하이드의 광분해 반응의 결과 발생한 이산화탄소 몰수 변화를 나타낸 그래프이며, 도 7을 살펴보면, 점선으로 표시된 같은 아세트 알데하이드 농도 구간에서 두 그래프의 기울기는 비슷하게 나타났는데, 습도의 유무와 상관없이 가시광 조사에서 아세트 알데하이드 광분해 활성은 비슷하게 유지됨을 보여준다.Figure 7 shows the change in the number of moles of carbon dioxide generated as a result of (a) the number of moles of acetaldehyde and (b) the photodegradation of acetaldehyde with the time of visible light irradiation when the experiments of acetaldehyde photolysis under dry conditions and 33% humidity conditions. 7 shows that the slopes of the two graphs are similar in the same acetaldehyde concentration interval indicated by the dotted line, indicating that acetaldehyde photolysis activity is maintained similarly in visible light irrespective of humidity.

또한, 이산화탄소 발생이 광조사 시간에 따라 증가되는 것을 확인할 수 있고, 이는 아세트 알데히드의 완전산화에 의한 이산화탄소 발생된 것이다. In addition, it can be seen that carbon dioxide generation is increased with light irradiation time, which is carbon dioxide generated by the complete oxidation of acetaldehyde.

도 8은, 33% 습도 조건에서 반복적으로 아세트 알데하이드 광분해 실험에 활용하였을 때, 가시광선 조사 시간에 따른 (a) 아세트알데하이드 몰 수 변화와 (b) 아세트알데하이드의 광분해 반응의 결과 발생한 이산화탄소 몰수 변화를 나타낸 그래프이며, 도 8에서 반복적인 광분해 실험에도 높은 광촉매 활성이 유지됨을 확인할 수 있다. FIG. 8 shows the change in the number of moles of acetaldehyde and the number of moles of carbon dioxide as a result of the photolysis of acetaldehyde with the time of visible light irradiation when repeatedly used in the acetaldehyde photolysis experiment at 33% humidity. 8 is a graph showing that high photocatalytic activity is maintained even in the repeated photolysis experiment.

종합적으로, 본 발명은, 산화철이 증착된 TiO2 (이하 Fe-TiO2)는 대표적인 휘발성 유기 화합물 중 하나인 아세트알데하이드의 광분해 실험에 활용되었고 산화철의 함량에 따른 Fe-TiO2의 아세트알데하이드 광분해 활성을 비교하였다. 그 결과 철의 함량이 약 0.09 wt% 정도로 낮을때 Fe-TiO2의 아세트알데하이드의 광분해 활성이 가장 높았고, 20 시간 안에 초기 아세트알데하이드 농도(~95 mol ppm)의 약 70%가 감소하였다. 또한 일반적으로 광촉매의 활성은 습도에 많은 영향을 받게 되지만 본 발명에서 제조한 Fe-TiO2는 건조 조건과 습도 조건에서 비슷한 촉매 활성을 보여 광촉매 활성이 습도에 민감하지 않음을 확인하였다. 다양한 철의 함량을 가지는 Fe-TiO2의 질소 흡착 실험을 진행한 결과, 철의 함량이 광촉매의 총 비표면적에 크게 영향을 주지 않은 것을 확인하였다. 또한, Fe-TiO2의 광촉매 활성은 철의 함량에 크게 영향을 받은 것으로 보았을 때 광촉매의 활성은 표면 구조보다는 증착된 산화철 나노입자와 TiO2가 이루는 계면의 전자구조가 더 중요하다는 것을 알 수 있다. 또한 투과전자현미경을 통해 철 함량이 낮아질수록 표면에 존재하는 산화철 입자의 크기가 작아지는 것을 확인하였고 1~3 나노미터 수준의 산화철 입자가 증착되었을 때 광촉매 활성이 증가될 수 있다. 분석 결과들을 통해 미루어보았을 때 아주 작은 크기의 산화철 나노입자가 약 0.09 wt%의 함량을 가질 때 Fe-TiO2는 가시광선 영역의 빛을 흡수하여 전자/정공 쌍을 가장 효율적으로 분리해내어 산소/물과 반응해 라디칼을 생성시켜 아세트알데하이드를 빠르게 분해시킬 수 있다. 한 편, 타켓 유기물이 완전히 산화되지 않고 부분적으로 산화가 되어 광촉매 표면에 남아 활성 자리를 막으면 광촉매의 활성이 감소하게 되는데 이는 광촉매의 가장 큰 문제점 중의 하나로 지적받고 있다. 그러나 본 발명에서 제조한 Fe-TiO2는 반복된 아세트알데하이드 광분해 실험에도 촉매 활성이 동일하게 유지가 되었고 따라서 촉매 활성 저하의 문제점 역시 없는 것을 확인하였다. Overall, the present invention, iron oxide deposited TiO 2 (hereinafter Fe-TiO 2 ) was utilized in the photolysis experiment of acetaldehyde, one of the representative volatile organic compounds, and acetaldehyde photodegradation activity of Fe-TiO 2 according to the iron oxide content Was compared. As a result, the photodegradation activity of acetaldehyde of Fe-TiO 2 was the highest when the iron content was about 0.09 wt%, and about 70% of the initial acetaldehyde concentration (~ 95 mol ppm) was decreased within 20 hours. In general, the activity of the photocatalyst is greatly affected by the humidity, but Fe-TiO 2 prepared in the present invention showed similar catalytic activity under dry conditions and humidity conditions, confirming that the photocatalytic activity is not sensitive to humidity. As a result of the nitrogen adsorption experiment of Fe-TiO 2 having various iron contents, it was confirmed that the iron content did not significantly affect the total specific surface area of the photocatalyst. In addition, when the photocatalytic activity of Fe-TiO 2 was greatly influenced by the iron content, it can be seen that the photocatalytic activity is more important for the electronic structure of the interface between the deposited iron oxide nanoparticles and TiO 2 than the surface structure. . In addition, as the iron content decreases through the transmission electron microscope, the size of the iron oxide particles present on the surface is reduced, and the photocatalytic activity may be increased when the iron oxide particles having a level of 1 to 3 nanometers are deposited. Based on the analytical results, Fe-TiO 2 absorbs light in the visible range and the most efficient separation of electron / hole pairs by oxygen / nanoparticles when very small iron oxide nanoparticles have a content of about 0.09 wt%. By reacting with water to generate radicals, acetaldehyde can be rapidly decomposed. On the other hand, if the target organic material is not completely oxidized but partially oxidized and remains on the surface of the photocatalyst to block active sites, the activity of the photocatalyst is reduced, which is pointed out as one of the biggest problems of the photocatalyst. However, Fe-TiO 2 prepared in the present invention was confirmed that the catalyst activity was maintained the same even in repeated acetaldehyde photolysis experiments, and thus there was no problem of lowering catalyst activity.

옹벽용 블록의 표면 상에 광촉매 코팅층의 제조Preparation of Photocatalyst Coating Layer on Surface of Retaining Wall Block

상술한 방법으로 제조한 광촉매를 조성물 형태로 준비하여 일반적으로 통용되는 옹벽의 블록(콘크리트 기반의 블록) 상에 코팅층을 5 mm 두께로 형성하고(도포), 건조하였다. 공기 정화 효과를 측정한 결과, 코팅층으로 형성된 상태에서도 상기 광촉매는 동일하게 기능하는 것을 확인하였다.The photocatalyst prepared by the above-described method was prepared in the form of a composition, and a coating layer was formed to a thickness of 5 mm (coated) on a block of a generally retaining wall (concrete based block), and dried. As a result of measuring the air purification effect, it was confirmed that the photocatalyst functions in the same manner even in the form of the coating layer.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Although the embodiments have been described by the limited embodiments and the drawings as described above, various modifications and variations are possible to those skilled in the art from the above description. For example, the described techniques may be performed in a different order than the described method, and / or the described components may be combined or combined in a different form than the described method, or replaced or substituted by other components or equivalents. Appropriate results can be achieved. Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are within the scope of the claims that follow.

Claims (10)

옹벽을 축조하는데 사용되는 블록으로서,
시멘트, 목재, 모래 및 골재로 이루어진 군에서 선택되는 하나를 포함하는 주재료에 광촉매가 분산 형성된 것이고,
상기 광촉매는 무기산화물 및 상기 무기산화물 상에 형성된 유기금속화합물 유래 금속 산화물층을 포함하며 400 nm 이상의 가시광선 영역에서 광활성을 가지는 것이고,
상기 금속 산화물층은 페로센 유래 철 산화물을 포함하는 것이고,
상기 무기산화물은, Ti, Zn, Al 및 Sn 중 적어도 하나를 포함하는 산화물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것이고,
상기 금속 산화물층은 상기 무기산화물 대비 0.001 내지 10 중량%인 철 산화물을 포함하는 것이고,
상기 광촉매는, 30 % 이하의 습도의 건식 조건에서 광활성을 갖는 것인,
가시광 활성 광촉매를 포함하는 옹벽용 블록.
As a block used to build retaining walls,
The photocatalyst is dispersed and formed in the main material including one selected from the group consisting of cement, wood, sand and aggregate,
The photocatalyst includes an inorganic oxide and a metal oxide layer derived from an organometallic compound formed on the inorganic oxide, and has photoactivity in a visible light region of 400 nm or more.
The metal oxide layer is to contain ferrocene-derived iron oxide,
The inorganic oxide is to include at least one selected from the group consisting of oxides containing at least one of Ti, Zn, Al and Sn,
The metal oxide layer includes iron oxide that is 0.001 to 10% by weight relative to the inorganic oxide,
The photocatalyst is one having photoactivity under dry conditions of 30% or less humidity,
Retaining wall block containing visible light active photocatalyst.
제1항에 있어서,
상기 옹벽용 블록은 상기 주재료에 물과 광촉매를 혼합하여 교반한 몰타르를 양생하여 얻어지는 것인,
가시광 활성 광촉매를 포함하는 옹벽용 블록.
The method of claim 1,
The retaining wall block is obtained by curing the mortar mixed with water and a photocatalyst in the main material and stirred,
Retaining wall block containing visible light active photocatalyst.
제1항에 있어서,
상기 주재료 100 중량부에 대하여,
안료 1 내지 5 중량부;
조강제 0.1 내지 3 중량부;
백화방지제 0.5 내지 5 중량부; 및
감수제 0.5 내지 5 중량부;
로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 첨가제를 더 포함하고,
상기 광촉매는 상기 주재료 100 중량부 대비 0.1 내지 10 중량부 포함되는 것인,
가시광 활성 광촉매를 포함하는 옹벽용 블록.
The method of claim 1,
Per 100 parts by weight of the main material,
1 to 5 parts by weight of pigment;
0.1 to 3 parts by weight of a coarse agent;
0.5 to 5 parts by weight of anti-whitening agent; And
0.5 to 5 parts by weight of a reducing agent;
Further comprising an additive comprising at least one selected from the group consisting of,
The photocatalyst is 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the main material,
Retaining wall block containing visible light active photocatalyst.
옹벽을 축조하는데 사용되는 블록으로서,
시멘트, 목재, 모래 및 골재로 이루어진 군에서 선택되는 하나를 포함하는 주재료로 형성된 기재 상에 광촉매를 포함하는 바름재 코팅층이 형성된 것이고,
상기 광촉매는 무기산화물 및 상기 무기산화물 상에 형성된 유기금속화합물 유래 금속 산화물층을 포함하며 400 nm 이상의 가시광선 영역에서 광활성을 가지는 것이고,
상기 금속 산화물층은 페로센 유래 철 산화물을 포함하는 것이고,
상기 무기산화물은, Ti, Zn, Al 및 Sn 중 적어도 하나를 포함하는 산화물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것이고,
상기 금속 산화물층은 상기 무기산화물 대비 0.001 내지 10 중량%인 철 산화물을 포함하는 것이고,
상기 광촉매는, 30 % 이하의 습도의 건식 조건에서 광활성을 갖는 것인,
가시광 활성 광촉매를 포함하는 옹벽용 블록.
As a block used to build retaining walls,
A coating material coating layer including a photocatalyst is formed on a substrate formed of a main material including one selected from the group consisting of cement, wood, sand and aggregate,
The photocatalyst includes an inorganic oxide and a metal oxide layer derived from an organometallic compound formed on the inorganic oxide, and has photoactivity in a visible light region of 400 nm or more.
The metal oxide layer is to contain ferrocene-derived iron oxide,
The inorganic oxide is to include at least one selected from the group consisting of oxides containing at least one of Ti, Zn, Al and Sn,
The metal oxide layer includes iron oxide that is 0.001 to 10% by weight relative to the inorganic oxide,
The photocatalyst is one having photoactivity under dry conditions of 30% or less humidity,
Retaining wall block containing visible light active photocatalyst.
제4항에 있어서,
상기 바름재 코팅층은, 황토, 일라이트, 아크릴, 산화마그네슘 및 염화마그네슘으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 더 포함하는 것인,
가시광 활성 광촉매를 포함하는 옹벽용 블록.
The method of claim 4, wherein
The coating material coating layer is one that further comprises one or more selected from the group consisting of ocher, illite, acrylic, magnesium oxide and magnesium chloride,
Retaining wall block containing visible light active photocatalyst.
삭제delete 삭제delete 제1항 또는 제4항에 있어서,
상기 무기산화물은 철을 포함하는 무기산화물을 포함하지 않는 것이고,
상기 금속 산화물층은, 상기 무기산화물 상에 증착된 페로센이 열처리된 것인,
가시광 활성 광촉매를 포함하는 옹벽용 블록.
The method according to claim 1 or 4,
The inorganic oxide does not contain an inorganic oxide containing iron,
The metal oxide layer, the ferrocene deposited on the inorganic oxide is heat-treated,
Retaining wall block containing visible light active photocatalyst.
제1항 또는 제4항에 있어서,
상기 금속 산화물은, 하기의 화학식 1로 표시되는 화합물 중 1종 이상을 포함하는 것인,
가시광 활성 광촉매를 포함하는 옹벽용 블록.

[화학식 1]
MexOYHZ
(Me는 1족 내지 3족 중 하나 이상의 금속 원소, X, Y 및 Z는, 각각 0 내지 3에서 선택되고, X 및 Y는 0이 아니다.)
The method according to claim 1 or 4,
The metal oxide is one containing one or more of the compounds represented by the following formula (1),
Retaining wall block containing visible light active photocatalyst.

[Formula 1]
Me x O Y H Z
(Me is at least one metal element of Groups 1 to 3, X, Y and Z are each selected from 0 to 3, and X and Y are not 0.)
제1항 또는 제4항에 있어서,
상기 광촉매의 비표면적은 5 (m2/g) 이상이고, 평균 기공 크기는 50 nm 이하인 것인,
가시광 활성 광촉매를 포함하는 옹벽용 블록.
The method according to claim 1 or 4,
The specific surface area of the photocatalyst is 5 (m 2 / g) or more, the average pore size is 50 nm or less,
Retaining wall block containing visible light active photocatalyst.
KR1020190094486A 2019-08-02 2019-08-02 Block for earthwall comprising visible light active photocatalyst KR102084019B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190094486A KR102084019B1 (en) 2019-08-02 2019-08-02 Block for earthwall comprising visible light active photocatalyst

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190094486A KR102084019B1 (en) 2019-08-02 2019-08-02 Block for earthwall comprising visible light active photocatalyst

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102084019B1 true KR102084019B1 (en) 2020-03-03

Family

ID=69938079

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190094486A KR102084019B1 (en) 2019-08-02 2019-08-02 Block for earthwall comprising visible light active photocatalyst

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102084019B1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100959951B1 (en) * 2009-04-23 2010-05-26 김종욱 Eco-friendly yellow soil mortar
KR101266136B1 (en) * 2012-02-07 2013-05-27 주식회사 이노블록 Block for reveting wall and method for manufacturing the same
KR101320576B1 (en) * 2013-06-28 2013-10-30 주식회사 화승티엔씨 Civil block comprising photocatalyst without cement and manufacturing method thereof
KR101806208B1 (en) * 2017-04-19 2017-12-07 한림로덱스(주) Environmentally-friendly concrete block and fabrication method thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100959951B1 (en) * 2009-04-23 2010-05-26 김종욱 Eco-friendly yellow soil mortar
KR101266136B1 (en) * 2012-02-07 2013-05-27 주식회사 이노블록 Block for reveting wall and method for manufacturing the same
KR101320576B1 (en) * 2013-06-28 2013-10-30 주식회사 화승티엔씨 Civil block comprising photocatalyst without cement and manufacturing method thereof
KR101806208B1 (en) * 2017-04-19 2017-12-07 한림로덱스(주) Environmentally-friendly concrete block and fabrication method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102009397B1 (en) Photocatalys and method for preparing the same
JP4878141B2 (en) Composite photocatalyst
Priya et al. A review on recent advancements in photocatalytic remediation for harmful inorganic and organic gases
WO1995015816A1 (en) Multi-functional material having photo-catalytic function and production method therefor
Tryba et al. Improvement of photocatalytic activity of silicate paints by removal of K2SO4
JP2016209811A (en) Photocatalyst composite material and manufacturing method thereof
KR100956843B1 (en) Antimicrobial photocatalyst, antimicrobial articles coated with photocatalyst and manufacturing method thereof
KR102089987B1 (en) Air dome comprising visible light active photocatalyst
KR102070720B1 (en) Concrete block with inorganic oxide based photocatalyst
KR102279008B1 (en) Window system comprising visible light active photocatalyst for air cleaning
KR102120253B1 (en) Curing paint composition comprising visible light active photocatalys
KR102084019B1 (en) Block for earthwall comprising visible light active photocatalyst
JP4300280B2 (en) Photocatalyst
KR102089491B1 (en) Clay concrete comprising visible light active photocatalys
Wu et al. Integrating an Ag 0–Ag+ mediated Ag 2 Ta 4 O 11/Ag 8 (Nb 0.5 Ta 0.5) 26 O 69 heterojunction to quickly decontaminate indoor gaseous formaldehyde under indoor temperature, humidity and sunlight irradiation conditions
JPH11197513A (en) Fine composite photocatalyst particles, their production and molding of organic material
KR102060521B1 (en) Water proofing material comprising visible light active photocatalyst for air cleaning
KR102130373B1 (en) Photocatalys and method for preparing the same
KR102152874B1 (en) Soundproofing pannel comprising visible light active photocatalyst
KR102278891B1 (en) Terrazzo tile with photocatalytic complex consisting of titanium dioxide
JP2006223919A (en) Functional powder and structure
KR102285333B1 (en) Surface reinforcement material contained visible light responsive photocatalytic material
KR102082762B1 (en) Light emitting artificial plant comprising visible light active photocatalys
KR102130422B1 (en) Wall pater comprising visible light active photocatalyst
KR102244534B1 (en) Led comprising visible light active photocatalys

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant