KR102146291B1 - Apparatus for manufacturing catalysis - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 촉매 제조장치에 관한 것으로, 특히, 대량 생산이 가능한 광촉매 제조장치에 관한 것이다.The present invention relates to a catalyst manufacturing apparatus, and in particular, to a photocatalyst manufacturing apparatus capable of mass production.
일반적으로 광촉매, 예를 들어, 가시광촉매는 가시광선을 흡수하여 주변의 유기화합물(유해물질)을 분해하는 제품이다.In general, a photocatalyst, for example, a visible photocatalyst, is a product that absorbs visible light and decomposes surrounding organic compounds (hazardous substances).
광촉매는 빛을 흡수할 수 있는 밴드갭 에너지(Band gab energy)를 갖는 물질 및 상기 물질 표면에 도포되어 촉매의 반응을 촉진시키는 조촉매로 구성되어 있다. 조촉매로 가장 높은 효과를 갖는 물질은 백금이지만 높은 가격으로 인하여, 상기 물질 표면에 최소한의 양을 고르게 분산 도포하는 것이 가시광촉매의 제조에 있어서 핵심적인 공정이라 할 수 있다. The photocatalyst is composed of a material having band gab energy capable of absorbing light and a cocatalyst applied on the surface of the material to accelerate the reaction of the catalyst. The material having the highest effect as a cocatalyst is platinum, but due to its high price, it can be said that a minimum amount is evenly distributed and coated on the surface of the material as a key process in the manufacture of a visible photocatalyst.
한편, 광촉매의 제조는 오래 전부터 진행되어 왔으나, 이는 대부분 이산화티타늄(TiO2)의 제조를 위한 설비로써, 광반응을 통한 조촉매의 도포 보다는 이산화티타늄 소재 자체의 제조에 주 목적이 있었고, 조촉매를 도포하더라도 단순한 수화 반응 또는 열을 이용한 도포가 주를 이루고 있었기 때문에 조촉매의 크기 및 환원을 조절하여 효율적인 도포가 어려운 단점을 가지고 있었다.On the other hand, the manufacture of photocatalysts has been in progress for a long time, but these are mostly facilities for the production of titanium dioxide (TiO 2 ), and the main purpose was to manufacture the titanium dioxide material itself rather than the application of the cocatalyst through photoreaction. Even if it was applied, it was difficult to efficiently apply by controlling the size and reduction of the cocatalyst because it was mainly applied by a simple hydration reaction or heat.
또한, 광촉매의 제조에 사용되는 광반응은 일반적으로 실험실 수준에서는 플라스크나, 비커를 이용하여 외부에서 빛을 조사하게 된다. 하지만 대량으로 생산하기 위해서는 반응기를 새로 설계할 필요성이 있다. In addition, the photoreaction used in the manufacture of a photocatalyst is generally irradiated with light from the outside using a flask or beaker at the laboratory level. However, it is necessary to redesign the reactor in order to produce it in large quantities.
가장 단순한 방법으로는 비커와 같은 원통형의 투명한 반응기 및 외부의 광원을 사용할 수 있다. 그러나 이와 같은 형태의 경우 반응액 전체 중 반응기 표면의 일부에서만 반응이 일어나고 부피의 대부분을 차지하는 원통형 반응기 내부는 반응에 참여하지 않아 반응성이 급격히 감소하는 단점을 가지고 있다.As the simplest method, a cylindrical transparent reactor such as a beaker and an external light source can be used. However, in the case of this type, the reaction occurs only on a part of the surface of the reactor among the entire reaction solution, and the inside of the cylindrical reactor, which occupies most of the volume, does not participate in the reaction, and thus the reactivity rapidly decreases.
이를 해결하기 위해 원통형 반응기 외부의 광원과 더불어 반응기 내부에 다수의 광원을 삽입하는 형태를 생각할 수 있다. 그러나 이 경우 광원에 노출되는 입자가 늘어남에 따라 반응성은 일부 개선되는 효과가 있지만, 반응 후 내부에 삽입되었던 광원부의 표면을 하나하나 청소하는데 어려움이 있고, 청소 관리 과정에서 파손의 위험도 높아 양산에 적용하기 어려운 단점이 있다. In order to solve this problem, a form of inserting a plurality of light sources into the reactor in addition to the light source outside the cylindrical reactor can be considered. However, in this case, as the number of particles exposed to the light source increases, the reactivity is partially improved.However, it is difficult to clean the surface of the light source that was inserted inside after the reaction, and the risk of damage is high during the cleaning process, so it is applied to mass production. There is a drawback that is difficult to do.
최근 대기오염이 심화됨에 따라 실내 공기질에 대한 관심이 크게 증가함에 따라 공기청정기 시장이 급격하게 성장하고 있는 추세다. 이와 같은 시장변화에 의해 공기청정기의 성능 특히, 필터의 성능의 개선이 다방면에서 요구되고 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 분해 촉매인 이산화티타늄 등의 UV광촉매를 활성탄에 코팅하려는 시도는 있었지만, 공기청정기 내부에 광원 삽입시 UV광원의 높은 가격과, UV로 인한 내부 변색, 그리고 UV에 노출 위험 등의 다양한 문제로 인해 적용이 어려운 것으로 나타나고 있어, UV가 아닌 가시광 LED에서 활성화가 가능한 가시광 촉매의 개발이 필요한 상황이다.As air pollution intensifies in recent years, interest in indoor air quality has increased significantly, and the air purifier market is growing rapidly. Due to such market changes, improvements in performance of air purifiers, especially filters, are required in various fields. To solve this problem, attempts have been made to coat activated carbon with a UV photocatalyst such as titanium dioxide, a decomposition catalyst, but when the light source is inserted into the air purifier, the high price of the UV light source, internal discoloration due to UV, and risk of exposure to UV It appears that it is difficult to apply due to various problems such as, and thus, it is necessary to develop a visible light catalyst that can be activated in a visible light LED other than UV.
가시광촉매의 경우 이를 양산 제조하기 위한 과정이 남아 있는 상황이며, 가시광촉매를 효과적으로 양산할 수 있는 제조설비의 구현이 필요한 실정이다.In the case of visible photocatalysts, a process for mass-producing them remains, and there is a need to implement a manufacturing facility that can effectively mass-produce visible photocatalysts.
본 발명은 광반응을 통해 금속이 표면에 담지된 촉매를 효과적으로 제조할 수 있고, 대량생산이 가능한 촉매 제조장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.An object of the present invention is to provide a catalyst manufacturing apparatus capable of effectively producing a catalyst having a metal supported on a surface through photoreaction and capable of mass production.
또한, 본 발명은 가시광촉매를 효과적으로 양산할 수 있고, 가시광촉매의 대량생산이 가능한 광촉매 제조장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide an apparatus for producing a photocatalyst capable of effectively mass-producing a visible photocatalyst and capable of mass-producing a visible photocatalyst.
또한, 본 발명은 수 nm 단위의 백금을 산화텅스텐과 같은 금속 산화물에 균일하게 분산 도포할 수 있고, 백금의 사용량을 최소화 함과 동시에 백금의 환원상태를 조절함으로써 가시광촉매의 대량 생산이 가능한 광촉매 제조장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.In addition, the present invention is capable of uniformly dispersing and coating platinum in units of several nm on metal oxides such as tungsten oxide, minimizing the amount of platinum, and controlling the reduction state of platinum to produce a photocatalyst capable of mass production of visible photocatalysts. The problem to be solved is to provide the device.
또한, 본 발명은 백금-산화텅스텐 광촉매를 포함하는 다양한 귀금속-금속산화물 조합의 광촉매 또는 배기가스 정화 촉매의 대량생산이 가능한 촉매 제조장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다. In addition, it is an object of the present invention to provide a catalyst manufacturing apparatus capable of mass-producing a photocatalyst of various noble metal-metal oxide combinations including a platinum-tungsten oxide photocatalyst or an exhaust gas purification catalyst.
상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따르면, 원료가 유입되기 위한 하나 이상의 유입포트 및 유입된 원료가 수용되기 위한 수용공간을 갖는 반응기를 포함하는 촉매 제조장치가 제공된다.In order to solve the above problems, according to the present invention, there is provided a catalyst manufacturing apparatus comprising a reactor having at least one inlet port for introducing a raw material and a receiving space for receiving the introduced raw material.
또한, 반응기는 수용공간의 제1 면을 형성하도록 배치된 제1 광투과부재 및 수용공간의 제1 면의 반대방향의 제2 면을 형성하도록 배치된 제2 광투과부재를 포함한다.In addition, the reactor includes a first light transmitting member disposed to form a first surface of the receiving space and a second light transmitting member disposed to form a second surface opposite to the first surface of the receiving space.
또한, 수용공간으로 광이 입사되도록 제1 광투과부재로 광이 조사될 때, 제1 광투과부재는 소정 조도 이상의 광이 입사되는 유효 광조사 면적을 가지며, 수용공간의 체적(A, m3) 및 유효 광조사 면적(B, m2)은 아래 일반식 1을 만족한다.In addition, when light is irradiated to the first light-transmitting member so that light is incident into the receiving space, the first light-transmitting member has an effective light irradiation area into which light of a predetermined illuminance or more is incident, and the volume of the receiving space (A, m 3 ) And the effective light irradiation area (B, m 2 ) satisfy
[일반식 1][General Formula 1]
A/B ≤ 0.1mA/B ≤ 0.1m
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 원료가 유입되기 위한 하나 이상의 유입포트 및 원료가 수용되기 위한 수용공간을 갖는 반응기를 포함하며, 반응기는 수용공간의 제1 면을 형성하도록 배치된 제1 광투과부재 및 수용공간의 제1 면의 반대방향의 제2 면을 형성하도록 배치된 제2 광투과부재를 포함하고, 수용공간에 0.05% 농도의 산화텅스텐 용액이 수용되고, 가시광 영역의 빛이 제1 광투과부재로 입사되어 제2 광투과부재에서 외부로 출사될 때, 광투과율은 6% 이상인 촉매 제조장치가 제공된다.Further, according to another aspect of the present invention, it includes a reactor having at least one inlet port through which the raw material is introduced and a receiving space for receiving the raw material, wherein the reactor is a first arranged to form a first side of the receiving space. A light transmitting member and a second light transmitting member disposed to form a second surface opposite to the first surface of the receiving space, and a 0.05% concentration tungsten oxide solution is accommodated in the receiving space, and light in the visible light region is There is provided a catalyst manufacturing apparatus having a light transmittance of 6% or more when incident to the first light-transmitting member and outgoing from the second light-transmitting member.
또한, 제1 광투과 부재 및 제2 광투과 부재는 제1 면과 제2 면이 마주하게 배열될 수 있다. Also, the first light transmitting member and the second light transmitting member may be arranged so that the first surface and the second surface face each other.
또한, 수용공간의 제1 면을 형성하는 제1 광투과부재의 일면 및 수용공간의 제2 면을 형성하는 제2 광투과부재의 일면은 적어도 일부 영역이 각각 평탄면일 수 있다.In addition, at least a partial region of one surface of the first light transmitting member forming the first surface of the accommodation space and one surface of the second light transmitting member forming the second surface of the accommodation space may be flat surfaces, respectively.
또한, 수용공간의 제1 면을 형성하는 제1 광투과부재의 일면 및 수용공간의 제2 면을 형성하는 제2 광투과부재의 일면 사이의 간격 중 최소 간격은 5mm이고, 최대 간격은 100mm일 수 있다.In addition, among the intervals between one surface of the first light-transmitting member forming the first surface of the accommodation space and one surface of the second light-transmitting member forming the second surface of the accommodation space, the minimum interval is 5mm, and the maximum interval is 100mm. I can.
또한, 광이 투과하는 방향에 따른 제1 및 제2 광투과부재의 두께는 각각 5mm 이상일 수 있다.In addition, the thicknesses of the first and second light transmitting members according to the direction through which light is transmitted may be 5 mm or more, respectively.
또한, 수용공간의 제1 면 및 제2 면을 형성하는 각각의 광투과부재는 강화 유리 또는 광투과성 수지일 수 있다. In addition, each of the light-transmitting members forming the first and second surfaces of the accommodation space may be tempered glass or a light-transmitting resin.
또한, 촉매 제조장치는 수용공간의 제1 면과 제2 면을 제외한 나머지 면들 중 적어도 일면을 형성하는 프레임부를 추가로 포함하며, 수용공간을 형성하는 프레임부의 적어도 일면에는 불소계를 포함하는 코팅층이 마련될 수 있다. In addition, the catalyst manufacturing apparatus further includes a frame portion forming at least one surface of the remaining surfaces other than the first and second surfaces of the receiving space, and a coating layer containing fluorine is provided on at least one surface of the frame portion forming the receiving space. Can be.
또한, 수용공간의 제1 면 및 제2 면을 형성하는 각각의 광투과부재의 일면은 적어도 일부 영역이 구조화된 표면을 가질 수 있다. In addition, one surface of each of the light transmitting members forming the first and second surfaces of the accommodation space may have a surface in which at least a partial region is structured.
또한, 촉매 제조장치는, 제1 광투과 부재 측으로 광을 조사하도록 배치된 제1 광조사 유닛 및 제2 광투과 부재 측으로 광을 조사하도록 배치된 제2 광조사 유닛을 추가로 포함할 수 있다.Further, the catalyst manufacturing apparatus may further include a first light irradiation unit arranged to irradiate light toward the first light-transmitting member side and a second light irradiation unit arranged to irradiate light toward the second light-transmitting member side.
또한, 각각의 광조사 유닛은 가시광조사하기 위한 제1 광원 또는 UV를 조사하기 위한 제2 광원을 포함할 수 있다.In addition, each light irradiation unit may include a first light source for irradiating visible light or a second light source for irradiating UV.
또한, 촉매 제조장치는, 수용공간 내로 기체를 공급하기 위한 교반부를 추가로 포함할 수 있다.In addition, the catalyst manufacturing apparatus may further include a stirring unit for supplying gas into the accommodation space.
또한, 교반부는 수용공간 내에 질소를 공급하도록 마련될 수 있다. In addition, the stirring unit may be provided to supply nitrogen into the accommodation space.
또한, 교반부는 기체를 수용공간의 하부로 분사하도록 마련될 수 있다. In addition, the stirring unit may be provided to inject the gas to the lower portion of the accommodation space.
또한, 교반부는 수용공간의 하부 측에서 상부 측으로 기체를 분사하도록 마련될 수 있다. In addition, the stirring unit may be provided to inject gas from the lower side of the receiving space to the upper side.
또한, 반응기는 수용공간의 제1 면 및 제2 면 중 적어도 일면이 외부로 노출되도록 개방 가능할 수 있다. In addition, the reactor may be openable so that at least one of the first and second surfaces of the accommodation space is exposed to the outside.
또한, 촉매 제조장치는, 수용공간의 제1 면 및 제2 면을 형성하는 각각의 광투과부재의 일면을 세척하도록 마련된 세척부를 추가로 포함할 수 있다. In addition, the catalyst manufacturing apparatus may further include a washing unit provided to clean one surface of each light transmitting member forming the first and second surfaces of the accommodation space.
또한, 세척부는, 광투과부재의 일면을 긁어내도록 마련된 스크레이퍼를 포함할 수 있다. In addition, the cleaning unit may include a scraper provided to scrape off one surface of the light transmitting member.
또한, 원료는 (귀)금속, 금속산화물 및 금속 이온으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.In addition, the raw material may include one or more selected from the group consisting of (noble) metals, metal oxides, and metal ions.
또한, 원료는 희생제를 추가로 포함할 수 있다.In addition, the raw material may further include a sacrificial agent.
또한, 촉매 제조장치는, 금속산화물 및 귀금속이 각각 수용공간으로 공급되고, 소정 시간 동안 광이 수용공간으로 조사된 이후에, 희생제가 수용공간으로 공급되도록 마련될 수 있다.In addition, the catalyst manufacturing apparatus may be provided so that a metal oxide and a noble metal are respectively supplied to the receiving space, and after light is irradiated to the receiving space for a predetermined time, the sacrificial agent is supplied to the receiving space.
또한, 촉매 제조장치는, 금속산화물이 공급된 이후에 귀금속이 수용공간으로 공급되도록 마련될 수 있다. In addition, the catalyst manufacturing apparatus may be provided so that the noble metal is supplied to the accommodation space after the metal oxide is supplied.
또한, 귀금속은 귀금속 전구체를 포함할 수 있다.In addition, the noble metal may include a noble metal precursor.
또한, 원료 및 희생제는 동일한 유입포트를 통해 수용공간으로 각각 공급되거나, 서로 다른 위치에 마련된 유입포트들을 통해 수용공간으로 각각 공급되도록 마련될 수 있다. In addition, the raw material and the sacrificial agent may be respectively supplied to the receiving space through the same inlet port, or may be provided to be respectively supplied to the receiving space through inlet ports provided at different positions.
또한, 유입포트는 수용공간의 서로 다른 위치에 구비된 제1 및 제2 유입포트를 포함하고, 금속산화물은 수용공간의 하부 측에 위치한 제1 유입포트를 통해 수용공간으로 공급되며, 희생제는 수용공간의 상부 측에 위치한 제2 유입포트를 통해 각각 수용공간으로 공급될 수 있다.In addition, the inlet port includes first and second inlet ports provided at different positions in the receiving space, and the metal oxide is supplied to the receiving space through the first inlet port located at the lower side of the receiving space, and the sacrificial agent is accommodated. Each may be supplied to the receiving space through the second inlet port located on the upper side of the space.
또한, 귀금속은 제1 유입포트 또는 제2 유입포트를 통해 수용공간으로 공급될 수 있다. In addition, the precious metal may be supplied to the receiving space through the first inlet port or the second inlet port.
또한, 원료는 금속 산화물 및 귀금속을 포함하며, 광이 조사될 때, 금속산화물 표면에 귀금속이 담지될 수 있다. In addition, the raw material includes a metal oxide and a noble metal, and when light is irradiated, the noble metal may be supported on the surface of the metal oxide.
또한, 금속산화물은 산화텅스텐(WO3), 이산화티타늄(TiO2), 산화철(Fe2O3, Fe3O4), 스트론튬 티탄산염 (SrTiO3), 산화지르코늄(ZrO2), 산화세륨(CeO2), 산화주석(SnO2) 또는 그들의 화합물을 포함할 수 있다. In addition, metal oxides are tungsten oxide (WO 3 ), titanium dioxide (TiO 2 ), iron oxide (Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 ), strontium titanate (SrTiO 3 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), cerium oxide ( CeO 2 ), tin oxide (SnO 2 ), or a compound thereof.
또한, 귀금속은 백금, 팔라듐 또는 로듐을 포함할 수 있다.In addition, the noble metal may include platinum, palladium or rhodium.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 적어도 일 실시예와 관련된 광촉매 제조장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.As described above, the photocatalyst manufacturing apparatus related to at least one embodiment of the present invention has the following effects.
수 nm 단위의 백금을 산화텅스텐과 같은 금속 산화물에 균일하게 분산 도포할 수 있고, 백금의 사용량을 최소화 함과 동시에 백금의 환원상태를 조절함으로써 가시광촉매의 대량 생산이 가능하다.A few nanometers of platinum can be uniformly dispersed and coated on metal oxides such as tungsten oxide, and by minimizing the amount of platinum and controlling the reduction state of platinum, mass production of visible photocatalysts is possible.
또한, 광 반응 시 수용공간 내의 금속산화물 슬러리의 교반을 효과적으로 수행할 수 있고, 높은 광 반응 효율을 유지시킬 수 있으며, 광 반응 시 백금의 환원상태를 조절하기 위한 분위기 조성이 이루어지고, 광촉매 제조 후, 수용공간의 세척이 용이한 작용효과를 갖는다.In addition, it is possible to effectively stir the metal oxide slurry in the receiving space during photoreaction, maintain high photoreaction efficiency, and create an atmosphere to control the reduction state of platinum during photoreaction, and after photocatalyst production , It has the effect of easy cleaning of the accommodation space.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예와 관련된 광촉매 제조장치를 나타내는 개략 단면도들이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예와 관련된 광촉매 제조장치의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예와 관련된 광촉매 제조장치의 개략도이다.
도 5는 유입포트 및 공급부를 나타내는 개략도이다.
도 6 및 도 7은 수용공간 및 교반부를 나타내는 개략도이다.1 and 2 are schematic cross-sectional views showing an apparatus for manufacturing a photocatalyst according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of an apparatus for manufacturing a photocatalyst according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic diagram of an apparatus for manufacturing a photocatalyst according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic diagram showing an inlet port and a supply unit.
6 and 7 are schematic diagrams showing an accommodation space and a stirrer.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 촉매 제조장치를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an apparatus for producing a catalyst according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일 또는 유사한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.In addition, regardless of the reference numerals, the same or corresponding components are given the same or similar reference numbers, and duplicate descriptions thereof will be omitted, and the size and shape of each component member shown for convenience of explanation are exaggerated or reduced. Can be.
본 문서에서, 촉매 제조장치는 광촉매 제조장치를 포함한다.In this document, the catalyst manufacturing apparatus includes a photocatalyst manufacturing apparatus.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예와 관련된 광촉매 제조장치(100)를 나타내는 개략 단면도들이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예와 관련된 광촉매 제조장치의 구성도이다.1 and 2 are schematic cross-sectional views showing a
본 발명이 일 실시예와 관련된 광촉매 제조장치(100)는 가시광 촉매 및 UV 광촉매의 제조에 사용될 수 있다.The
상기 광촉매 제조장치(100)는 원료가 유입되기 위한 하나 이상의 유입포트(101, 102) 및 유입된 원료가 수용되기 위한 수용공간(110)을 갖는 반응기를 포함한다.The
또한, 촉매 제조장치(100)는 원료를 공급하기 위한 공급부(170)를 포함할 수 있고, 상기 유입포트(101, 102)는 공급부(170)와 연결될 수 있다. 상기 공급부(171, 172)는 하나 이상 구비될 수도 있고, 상기 공급부는 원료가 저장된 공급탱크일 수 있다. 또한, 유입포트와 연결된 별도의 공급부 없이, 유입포트를 통해 외부에서 원료가 수용공간으로 직접 공급될 수도 있고, 유입포트가 공급부와 연결되어 공급부의 원료가 유입포트를 통해 수용공간으로 공급될 수도 있다.In addition, the
상기 원료는 (귀)금속, 금속산화물 및 금속 이온으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 원료는 금속산화물 및 귀금속을 포함할 수 있다. 이때, 귀금속은 귀금속 전구체를 포함할 수 있다. 또한, 원료는 희생제를 포함할 수 있다.The raw material may include at least one selected from the group consisting of (noble) metals, metal oxides, and metal ions. For example, the raw material may include a metal oxide and a noble metal. In this case, the noble metal may include a noble metal precursor. In addition, the raw material may include a sacrificial agent.
일 실시태양으로, 공급부(170)는 금속산화물을 공급하기 위한 제1 공급원(171) 및 희생제를 공급하기 위한 제2 공급원(172)을 포함할 수 있다. 또한, 귀금속은 제1 공급원(171) 또는 제2 공급원(172) 또는 별도의 공급원을 통해 공급될 수도 있다. 전술한 바와 같이, 금속산화물은 소정 농도의 용액 형태로 공급될 수 있고, 귀금속은 귀금속 전구체로 공급될 수 있다.In one embodiment, the
이때, 금속산화물은 수용공간(110)의 하부(110b) 측에 위치한 제1 유입포트(102)를 통해 수용공간(110)으로 공급되고, 희생제는 수용공간(110)의 상부(110a) 측에 위치한 제2 유입포트(101)를 통해 수용공간(110)으로 공급될 수 있다. 또한, 귀금속은 제1 유입포트 또는 제2 유입포트를 통해 공급될 수 있다.At this time, the metal oxide is supplied to the receiving
또한, 정량 공급을 위하여 펌프(173)가 사용될 수도 있다.In addition, the
또한, 금속산화물 및 귀금속이 각각 수용공간으로 공급되고, 소정 시간 동안 광이 수용공간으로 조사된 이후에, 희생제가 수용공간으로 공급되도록 마련될 수 있다. In addition, after the metal oxide and the noble metal are supplied to the receiving space, and light is irradiated to the receiving space for a predetermined time, a sacrificial agent may be provided to the receiving space.
또한, 금속산화물이 공급된 이후에 귀금속이 수용공간으로 공급될 수도 있다.In addition, after the metal oxide is supplied, the noble metal may be supplied to the accommodation space.
또한, 금속산화물이 공급된 이후에 귀금속이 수용공간으로 공급되는 것이 바람직한 경우도 있다. In addition, there are cases where it is desirable to supply the noble metal to the receiving space after the metal oxide is supplied.
또한, 상기 유입포트는 반응기에 복수 개로 구비될 수 있으며, 반응 중 첨가물(예를 들어, 희생제)을 투입시킬 수 있는 유입포트가 원료가 유입되는 유입포트와 별개로 마련될 수 있다. In addition, a plurality of the inlet ports may be provided in the reactor, and an inlet port through which an additive (eg, a sacrificial agent) can be introduced during the reaction may be provided separately from the inlet port through which the raw material is introduced.
원료 및 희생제는 동일한 유입포트를 통해 수용공간으로 각각 공급되거나, 서로 다른 위치에 마련된 유입포트들을 통해 수용공간으로 각각 공급되도록 마련될 수 있다.The raw material and the sacrificial agent may be supplied to the receiving space through the same inlet port, or may be provided to be respectively supplied to the receiving space through inlet ports provided at different positions.
예를 들어, 금속산화물, 귀금속 및 희생제 중 적어도 2개는 동일한 유입포트를 통해 수용공간으로 공급되거나, 서로 다른 위치에 마련된 유입포트들을 통해 공급되도록 마련될 수 있다.For example, at least two of a metal oxide, a noble metal, and a sacrificial agent may be supplied to the receiving space through the same inlet port or may be provided to be supplied through inlet ports provided at different positions.
일 실시태양으로, 유입포트는 수용공간의 서로 다른 위치에 구비된 제1 및 제2 유입포트를 포함하고, 금속산화물은 수용공간의 하부 측에 위치한 제1 유입포트(102)를 통해 수용공간으로 공급되고, 희생제는 수용공간의 상부 측에 위치한 제2 유입포트(101)를 통해 각각 수용공간으로 공급될 수 있다.In one embodiment, the inlet port includes first and second inlet ports provided at different positions of the receiving space, and the metal oxide is transferred to the receiving space through the
또한, 귀금속은 제1 유입포트 또는 제2 유입포트를 통해 수용공간으로 공급될 수 있다.In addition, the precious metal may be supplied to the receiving space through the first inlet port or the second inlet port.
상기 반응기는 원료의 투입 및 반응액의 배출이 가능한 구조를 가질 수 있고, 예를 들어, 하나 이상의 유입포트(101, 102) 및 배출포트를 가질 수 있다. The reactor may have a structure capable of inputting raw materials and discharging the reaction liquid, and may have, for example, one or
상기 원료는 슬러리 형태로 공급될 수 있고, 예를 들어, 금속 산화물이 소정 농도로 용매에 분산된 상태로 공급될 수 있다.The raw material may be supplied in the form of a slurry, and for example, a metal oxide may be supplied in a state in which it is dispersed in a solvent at a predetermined concentration.
이때, 광이 수용공간으로 조사될 때, 금속산화물 표면에 귀금속이 담지된다. 또한, 금속산화물은 산화텅스텐(WO3), 이산화티타늄(TiO2) 또는 산화철(Fe2O3, Fe3O4), 스트론튬 티탄산염 (SrTiO3), 산화지르코늄(ZrO2), 산화세륨(CeO2), 산화주석(SnO2), 그들의 화합물 또는 혼합물을 포함할 수 있다. 또한, 귀금속은 백금, 팔라듐, 로듐을 포함할 수 있다. At this time, when light is irradiated into the receiving space, a noble metal is supported on the surface of the metal oxide. In addition, metal oxides include tungsten oxide (WO 3 ), titanium dioxide (TiO 2 ) or iron oxide (Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 ), strontium titanate (SrTiO 3 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), cerium oxide ( CeO 2 ), tin oxide (SnO 2 ), and compounds or mixtures thereof. In addition, the noble metal may include platinum, palladium, and rhodium.
이하, 설명의 편의를 위하여, 가시광촉매의 제조를 예를 들어 설명한다.Hereinafter, for convenience of description, the production of a visible light catalyst will be described as an example.
본 발명의 가시광촉매의 제조에 있어 가장 중요한 점은 산화텅스텐(WO3)과 같은 금속산화물 표면에 백금(Pt)과 같은 귀금속을 효과적으로 분산 담지하는 것이다. 이를 위해 본 발명에서는 광반응을 통해 조촉매(귀금속; 백금)의 담지를 수행할 수 있다. 광반응의 경우 도포하고자 하는 조촉매를 수 nm의 크기로 산화텅스텐 표면에 균일하게 분산 담지 할 수 있어 조촉매의 사용량을 최소화 할 수 있고, 이는 최종 광촉매 제품의 원가를 절감할 수 있는 작용효과를 갖는다. The most important point in the production of the visible photocatalyst of the present invention is to effectively disperse and support a noble metal such as platinum (Pt) on the surface of a metal oxide such as tungsten oxide (WO 3 ). To this end, in the present invention, a cocatalyst (noble metal; platinum) may be supported through a photoreaction. In the case of photoreaction, the co-catalyst to be applied can be uniformly distributed and supported on the surface of tungsten oxide in a size of several nm, minimizing the amount of co-catalyst used, which has the effect of reducing the cost of the final photocatalyst product. Have.
광반응을 통한 귀금속의 담지에서 중요한 인자는 크게 두 종류로서, 빛과 관련된 인자인 광원(LED)의 세기와 빛에 노출되는 면적 그리고 빛의 투과율 등이 고려될 수 있고, 반응 조건과 관련된 인자인 환원제, 반응시간, 반응액의 농도 등이 고려될 수 있다.There are two main factors that are important in the loading of precious metals through photoreaction.The intensity of the light source (LED), the area exposed to light, and the transmittance of light, which are factors related to light, can be considered. The reducing agent, reaction time, concentration of the reaction solution, etc. can be considered.
우선, 빛과 관련된 인자를 중심으로 설명하도록 한다.First, let's focus on the factors related to light.
광반응이 효과적으로 이루어지기 위해서는 광반응 슬러리가 최대한 효율적으로 빛 에너지를 공급받을 수 있어야 한다. 또한, 반응에 필요한 빛의 세기가 강할수록 효과적으로 반응이 진행되게 된다. 광원의 경우 장시간 사용에도 높은 안정성을 가지고 있는 White LED를 사용하여 광원부(140)가 설계될 수 있다. 한편, 금속산화물 및 담지되는 귀금속의 종류에 따라 다양한 광원이 사용될 수 있으며, 일예로 UV 영역의 광원이 사용될 수도 있다.In order for the photoreaction to occur effectively, the photoreaction slurry must be able to receive light energy as efficiently as possible. In addition, the stronger the light intensity required for the reaction, the more effectively the reaction proceeds. In the case of the light source, the light source unit 140 may be designed using a white LED having high stability even when used for a long time. Meanwhile, various light sources may be used depending on the type of metal oxide and supported noble metal, and as an example, a light source in the UV region may be used.
광원부(140)는 반응기 표면(예를 들어, 제1 광투과부재의 표면)에서 10,000 ~ 50,000 lx 정도의 조도를 갖도록 설계될 수 있다. 반응기의 수용공간(110)으로 빛이 효과적으로 투입이 되어 광 반응에 사용되어지기 위해서는 광촉매 제조 설비의 설계가 매우 중요하다. 예를 들어, 광촉매 제조 설비의 치수 설계, 특히나 반응기 수용공간 내부의 부피(체적)와 광원에 노출되는 면의 면적 간의 비율이 중요하다.The light source unit 140 may be designed to have an illuminance of about 10,000 to 50,000 lx on the surface of the reactor (eg, the surface of the first light transmitting member). The design of the photocatalyst manufacturing facility is very important in order for light to be effectively introduced into the receiving
반응기는 수용공간(110)의 제1 면(110)을 형성하도록 배치된 제1 광투과부재(120) 및 수용공간(110)의 제1 면(111)의 반대방향의 제2 면(112)을 형성하도록 배치된 제2 광투과부재(130)를 포함한다.The reactor includes a first light-transmitting
제1 광투과 부재 및 제2 광투과 부재는 제1 면과 제2 면이 마주하게 배열될 수 있다.The first light transmitting member and the second light transmitting member may be arranged so that the first surface and the second surface face each other.
또한, 수용공간(110)의 전 영역에 걸쳐서 광이 균일하게 투과하도록 제1 광투과 부재(120) 및 제2 광투과 부재(130)는 적어도 일부 영역이 평행하게 배열될 수 있다.In addition, at least some regions of the first light-transmitting
수용공간의 제1 면 및 제2 면을 형성하는 제1 광투과부재(120) 및 제2 광투과부재(130)는 강화 유리 또는 광투과성 수지(예를 들어, 투명 수지)일 수 있다.The first light-transmitting
또한, 제1 광투과부재(120) 및 제2 광투과부재(130)는 평판 형상을 가질 수 있고, 제1 광투과부재(120) 및 제2 광투과부재(130)는 크기, 두께 및 유효 광조사 면적이 동일하게 구성될 수 있다.In addition, the first light-transmitting
또한, 수용공간(110)의 제1 면(111)을 형성하는 제1 광투과부재(120)의 일면(121) 및 수용공간(110)의 제2 면(112)을 형성하는 제2 광투과부재(130)의 일면(131)은 적어도 일부 영역이 각각 평탄면일 수 있다. 한편, 수용공간(110)의 제1 면(111)을 형성하는 제1 광투과부재(120)의 일면(121) 및 수용공간(110)의 제2 면(112)을 형성하는 제2 광투과부재(130)의 일면(131)은 각각 평탄면일 때, 수용공간(110)의 체적은 제1 광투과부재(120)의 유효 광조사 면적(또는, 수용공간의 제1 면의 면적) 및 제1 광투과부재와 제2 광투과부재의 간격(d)의 곱으로 정의될 수도 있다.In addition, one
또한, 수용공간이 소정의 체적을 가질 때, 유효 광조사 면적을 최대로 하고, 제1 광투과부재 및 제2 광투과 부재 사이의 간격은 최소로 유지시킬 수도 있다.Further, when the accommodation space has a predetermined volume, the effective light irradiation area may be maximized, and the distance between the first light transmitting member and the second light transmitting member may be kept to a minimum.
또한, 수용공간의 제1 면 및 제2 면을 형성하는 각각의 광투과부재의 일면은 적어도 일부 영역이 구조화된 표면을 가질 수도 있다. 여기서, '구조화'된 표면이라 함은, 표면 처리 등을 통해 요부, 철부, 및/또는 단차 등의 방식으로 표면이 구조화된 것을 의미한다.In addition, one surface of each light transmitting member that forms the first and second surfaces of the accommodation space may have a surface in which at least a partial region is structured. Here, the "structured" surface means that the surface is structured in a manner such as concave portions, convex portions, and/or steps through surface treatment or the like.
예시적으로, 광이 투과하는 방향에 따른 제1 및 제2 광투과부재의 두께는 각각 5mm 이상일 수 있고, 10mm 이상일 수 있다. For example, the thicknesses of the first and second light transmitting members according to the direction through which light is transmitted may be 5 mm or more, respectively, and may be 10 mm or more.
또한, 제1 및 제2 광투과부재 사이의 간격, 즉, 수용공간의 제1 면을 형성하는 제1 광투과부재의 일면 및 수용공간의 제2 면을 형성하는 제2 광투과부재의 일면 사이의 간격 중 최소 간격은 5mm이고, 최대 간격은 100mm일 수 있다. 또한, 상기 간격은 5 내지 100mm일 수도 있고, 10 내지 90mm일 수도 있고, 10 내지 80mm일 수도 있고, 10 내지 70mm일 수도 있고, 10 내지 60mm일 수도 있고, 10 내지 50mm일 수도 있고, 10 내지 45mm일 수 있다. 또한, 수용공간의 형태에 따라, 전 영역에 걸쳐 간격이 일정할 수도 있고, 간격이 달라질 수도 있다.In addition, the gap between the first and second light transmitting members, that is, between one surface of the first light transmitting member forming the first surface of the accommodation space and one surface of the second light transmitting member forming the second surface of the receiving space Among the intervals, the minimum interval may be 5mm, and the maximum interval may be 100mm. In addition, the interval may be 5 to 100mm, 10 to 90mm, 10 to 80mm, 10 to 70mm, 10 to 60mm, 10 to 50mm, 10 to 45mm Can be In addition, depending on the shape of the accommodation space, the spacing may be constant over the entire area, or the spacing may vary.
또한, 상기 수용공간(110)은 육면체(예를 들어, 직육면체) 형상일 수도 있으나, 이에 제한되지 않고, 다양한 입체형상을 가질 수도 있다. 예를 들어, 수용공간(110)은 타원 기둥 또는 높이가 낮은 원기둥의 형태일 수도 있으며, 단면이 사다리꼴 형상인 입체 형상일 수도 있다.In addition, the receiving
또한, 상기 수용공간의 체적은 10리터 이상일 수도 있고, 특히, 15리터이상일 수도 있고, 바람직하게, 30리터 이상일 수도 있다.In addition, the volume of the receiving space may be 10 liters or more, in particular, 15 liters or more, and preferably 30 liters or more.
촉매 제조장치(100)는 수용공간(100)으로 광을 조사하기 위한 광원부(140)를 포함할 수 있다. 또한, 촉매 제조장치(100)는 제1 광투과 부재(120) 측으로 광을 조사하도록 배치된 제1 광조사 유닛(141) 및 제2 광투과 부재(130) 측으로 광을 조사하도록 배치된 제2 광조사 유닛(142)을 추가로 포함할 수 있다. 또한, 각각의 광조사 유닛(141, 142)은 가시광을 조사하기 위한 제1 광원 또는 UV를 조사하기 위한 제2 광원을 포함할 수 있다. 즉, 가시광촉매의 제조를 위해서, 제1 광원이 사용될 수 있고, UV광촉매의 제조를 위해서, 제2 광원이 사용될 수 있다. 또한, 금속산화물의 종류 및 귀금속의 특성에 따라 사용하는 광원의 파장을 결정할 수 있다. 예를 들어, 산화텅스텐에 백금을 담지하는 경우에는 가시광영역을 조사하는 광원을 포함할 수 있다.The
도 4는 본 발명의 일 실시예와 관련된 광촉매 제조장치의 개략도이고, 도 5는 유입포트 및 공급부를 나타내는 개략도이며, 도 6 및 도 7은 수용공간 및 교반부를 나타내는 개략도이다.4 is a schematic diagram of a photocatalyst manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a schematic diagram showing an inlet port and a supply unit, and FIGS. 6 and 7 are schematic diagrams showing a receiving space and a stirring unit.
또한, 촉매 제조장치(100)는 수용공간(110) 내로 기체를 공급하기 위한 교반부(160)를 포함할 수 있다. 상기 교반부(160)는 수용공간(110) 내에 질소를 공급하도록 마련될 수 있다. 가시광촉매의 효율이 극대화 되기 위해서는 질소 분위기의 반응이 효과적임을 확인하였기 때문에 상기 교반부(160)는 반응기 내부에 질소를 최대한 균일하게 주입할 수 있도록 마련된다. 또한, 질소가스의 주입으로 반응 분위기 조성 및 반응액의 지속적인 교반이 동시에 수행될 수 있다. In addition, the
도 4 및 도 6을 참조하면, 교반부(160)는 질소가 공급되는 공급원(161) 및 공급원(161)과 연결되고, 수용공간 내에 배치되는 공급 튜브(162)를 포함할 수 있다. 공급 튜브(162)는 복수 개의 분사홀을 가질 수 있다. 4 and 6, the stirring
일예로, 도 6을 참조하면, 교반부(160)는 기체를 수용공간의 하부로 분사하도록 마련될 수 있다. 또한, 교반부(160)는 기체(질소)를 수용공간(110)의 바닥면(113) 측으로 분사하도록 마련될 수 있다. 이때, 공급튜브(162)의 분사홀은 수용공간의 바닥면 및/또는 바닥면과 인접한 측면 측으로 향하도록 마련될 수 있다.As an example, referring to FIG. 6, the stirring
이와는 다르게, 도 7을 참조하면, 교반부(160)를 구성하는 질소공급부(165)는 수용공간의 바닥면(113) 측에 배치될 수 있으며, 교반부는 수용공간(110)의 하부(바닥면) 측에서 상부(상부면 114) 측으로 기체(질소)를 분사하도록 마련될 수 있다. Alternatively, referring to FIG. 7, the nitrogen supply unit 165 constituting the stirring
또한, 수용공간(110)의 제1 면(111) 및 제2 면(112)을 형성하는 각각의 광투과부재(120, 130)는 강화유리 또는 광투과성 수지일 수 있다. In addition, each of the
촉매 제조장치(100)는 반응 후 잔여물의 세척이 필요하다.The
이를 위하여, 반응기는 수용공간(110)의 제1 면(111) 및 제2 면(112) 중 적어도 일면이 외부로 노출되도록 개방 가능할 수 있다. To this end, the reactor may be openable so that at least one of the first and
구체적으로, 수용공간(110)의 제1 면(111, 정면)과 제2 면(112, 배면)은 제1 광투과부재(120) 및 제2 광투과부재(130)를 포함하여 형성되고, 수용공간(110)의 나머지 면들 중 적어도 일면은 프레임부(150)에 의해 형성될 수 있다. 상기 프레임부(150)는 내부에 중공을 갖는 틀 형상으로 제조될 수 있으며, 금속 재질로 형성될 수 있다.Specifically, the first surface 111 (front) and second surface 112 (rear surface) of the receiving
예를 들어, 수용공간이 직육면체 형상일 경우, 수용공간의 제1 면과 제2 면을 제외한 나머지 측면들은 프레임부(150)에 의해 형성될 수 있다. 상기 프레임부(160)은 제1 광투과부재(120)와 연결된 제1 프레임(151) 및 제2 광투과부재(130)와 연결된 제2 프레임(152)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 프레임(151) 및 제2 프레임(152) 사이에는 오링(O-ring)과 같은 가스켓(153)이 배치되어 수밀성을 향상시킬 수 있다. 이때, 제1 프레임(151)과 제2 프레임(152)은 적어도 일부 영역에서 분리 가능하게 결합될 수 있다. 이때, 프레임부(150)는 테프론(Teflon) 코팅 처리 될 수 있다. 가시광촉매의 원료인 산화텅스텐은 슬러리 상태에서 pH 3~4 수준의 산성을 나타내기 때문에, 추가적으로 첨가되는 조촉매(귀금속) 원료 및 희생제(환원제)에 의한 내부 부식을 방지하기 위해 반응기 내부를 형성하는 면은 테프론과 같은 내화학성 물질로 코팅될 수 있다.For example, when the accommodation space has a rectangular parallelepiped shape, the remaining side surfaces of the accommodation space except for the first and second surfaces may be formed by the
또한, 촉매 제조장치(100)는 수용공간(110)의 제1 면(111) 및 제2 면(112)을 형성하는 각각의 광투과부재의 일면(121, 131)을 세척하도록 마련된 세척부(190)를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 세척부(190)는, 광투과부재의 일면을 긁어내도록 마련된 스크레이퍼를 포함할 수 있다. 또한, 상기 세척부는 자동세척장치일 수 있다.In addition, the
한편, 원료는 희생제(환원제, 예를 들어 메탄올 등)를 추가로 포함할 수 있으며, 금속산화물 및 귀금속이 각각 수용공간으로 공급되고, 소정 시간 동안 광이 수용공간으로 조사된 이후에, 희생제가 수용공간으로 공급되도록 마련될 수 있다. 이때, 희생제가 공급되기 이전 및 이후에 광원부의 광조사 조건 및 교반부의 교반조건은 동일할 수 있다.On the other hand, the raw material may additionally include a sacrificial agent (reducing agent, for example, methanol, etc.), and metal oxides and precious metals are respectively supplied to the receiving space, and after light is irradiated to the receiving space for a predetermined time, the sacrificial agent is accommodated. It can be provided to be supplied to the space. At this time, before and after the sacrificial agent is supplied, the light irradiation condition of the light source unit and the stirring condition of the stirring unit may be the same.
한편, 수용공간(110)으로 광이 입사되도록 제1 광투과부재(120)로 광이 조사될 때, 제1 광투과부재(120)는 소정 조도(예를 들어, 10,000 ~ 50,000 lx) 이상의 광이 입사되는 유효 광조사 면적을 가지며, 수용공간(110)의 체적(A, m3) 및 제1 광투과부재의 유효 광조사 면적(B, m2)은 아래 일반식 1을 만족한다.On the other hand, when light is irradiated to the first light-transmitting
[일반식 1] [General Formula 1]
A/B = 0.1mA/B = 0.1m
본 발명의 일 실시예와 관련된 촉매 제조장치에는, A/B 값의 파라미터가 반응기 설계에 새롭게 도입되고, A/B 값의 관리를 통해 일정 부피 이상으로 충분한 광조사 면적을 가지면서도 성능이 우수한 촉매의 양산 효율까지도 달성할 수 있다. In the catalyst manufacturing apparatus related to an embodiment of the present invention, a parameter of A/B value is newly introduced in the reactor design, and a catalyst having excellent performance while having a sufficient light irradiation area over a certain volume through management of the A/B value. Even the mass production efficiency of can be achieved.
일반식 1에서와 같이, A/B 값은 0.1m 이하일 수 있다.As in
또한, A/B 값의 하한 값은 다양하게 결정될 수 있고, 예를 들어, A/B 값은 0.005m 이상일 수 있고, 0.01m 이상일 수도 있으며, 0.02m 이상일 수도 있고, 0.03m 이상일 수도 있으며, 0.04m 이상일 수도 있고, 0.05m 이상일 수도 있으며, 0.06m 이상일 수도 있으며, 0.07m 이상일 수도 있으며, 0.08m 이상일 수도 있으며, 0.09m 이상일 수도 있다.In addition, the lower limit of the A/B value may be variously determined, for example, the A/B value may be 0.005m or more, 0.01m or more, 0.02m or more, 0.03m or more, and 0.04 m or more, may be 0.05m or more, 0.06m or more, 0.07m or more, 0.08m or more, or 0.09m or more.
즉, 효율적인 반응기의 구조 설계를 위해서는 반응기 수용공간의 부피(A)와 광원에 노출되는 면의 면적(B) 비율이 중요하다. 예를 들어, 부피가 큰 정육면체 형태의 수용공간을 고려할 때, 체적을 크게 하면 금속이 균일하게 담지된 금속산화물 촉매 제조 효율이 좋지 않다. 왜냐하면 광을 받는 부분에서만 반응이 일어나기 때문에 제대로 귀금속이 환원되지 않은 형태로 담지된 촉매 비율이 높을 수 있고 제조시간 또한 길어질 수 있다. 반대로, 부피가 작은 구 형태의 경우에는 광 효율을 좋게 하더라도 부피가 작기 때문에 양산성이 좋을 수 없다.That is, for an efficient reactor structure design, the ratio of the volume (A) of the reactor accommodation space to the area (B) of the surface exposed to the light source is important. For example, when considering a bulky, cube-shaped accommodation space, if the volume is increased, the production efficiency of the metal oxide catalyst in which the metal is uniformly supported is not good. Because the reaction occurs only in the light receiving part, the ratio of the catalyst supported in a form in which noble metals are properly reduced may be high and the manufacturing time may also be lengthened. Conversely, in the case of a spherical shape having a small volume, even though the light efficiency is improved, the volume is small, and thus mass productivity cannot be good.
한편, 반응기 구조 설계에서 최적의 조건을 확인하기 위해 비교 실험을 진행하였다. 물 90 wt%에 산화 텅스텐 분말 10 wt%가 분산된 용액을 제조하였다. 평균 입경 0.8㎛ 산화 텅스텐 분말 분산 용액에 염화 백금산(H2PtCl6) 10wt% 수용액인 담지 원료를 혼합하여, 산화 텅스텐 분말 100 중량부 대비 백금의 함량이 1.5 중량부가 되도록 슬러리 용액을 제조하였다.Meanwhile, a comparative experiment was conducted to confirm the optimum conditions in the reactor structure design. A solution in which 10 wt% of tungsten oxide powder was dispersed in 90 wt% of water was prepared. A slurry solution was prepared such that the content of platinum was 1.5 parts by weight relative to 100 parts by weight of tungsten oxide powder by mixing a supported raw material as an aqueous solution of chloroplatinic acid (H 2 PtCl 6 ) 10 wt% in a dispersion solution of tungsten oxide powder having an average particle diameter of 0.8 μm.
이어서, 상기 슬러리 용액을 반응기에 투입하고, 광원부 및 교반부를 작동하며, 상기 1차 광조사(희생제 투입 이전) 및 2차 광조사(희생제 투입 이후)를 하는 동안, 상기 기체발생기로부터 발생된 질소가 상기 슬러리 용액의 내부로 직접 주입되도록 하여, 질소에 의해 상기 슬러리 용액이 교반되도록 하였다. 투입되는 질소의 순도는 99.00%, 유량은 15L/min 이었다.Subsequently, the slurry solution is introduced into the reactor, the light source unit and the stirring unit are operated, and during the first light irradiation (before the injection of the sacrificial agent) and the second light irradiation (after the injection of the sacrificial agent), nitrogen generated from the gas generator is The slurry solution was directly injected into the interior of the slurry solution, so that the slurry solution was stirred by nitrogen. The purity of the introduced nitrogen was 99.00%, and the flow rate was 15 L/min.
가시광 조사 장치를 이용하여 400㎚ ~ 700㎚의 가시광선 광에너지를 상기 광반응기 내 상기 슬러리 용액에 조사하여 1차 광반응을 8 시간 동안 수행하였다. 이어서, 메탄올(희생제)의 비율이 상기 슬러리 용액 중 5 wt%가 되도록 첨가한 뒤, 상기 1차 광반응과 동일한 조사 장치를 이용하여 가시광선 광에너지를 상기 광반응기 내 상기 슬러리 용액에 8 시간 동안 조사하여 2차 광반응을 수행함으로써 백금 입자를 산화텅스텐 입자에 담지시켜 가시광 활성 광촉매 분말을 제조하였다.The first photoreaction was performed for 8 hours by irradiating the slurry solution in the photoreactor with visible light energy of 400 nm to 700 nm using a visible light irradiation device. Subsequently, methanol (sacrificial agent) was added so that the ratio of the slurry solution was 5 wt%, and then visible light energy was applied to the slurry solution in the photoreactor for 8 hours using the same irradiation device as the first photoreaction. By irradiating and performing a secondary photoreaction, platinum particles were supported on tungsten oxide particles to prepare a visible light-active photocatalyst powder.
이와 같이 제조된 각 가시광촉매 분말을 이용하여 Acetaldehyde 가스의 제거성능을 동일한 조건에서 평가한 결과를 다음의 표에 나타내었다.The results of evaluating the removal performance of Acetaldehyde gas under the same conditions using each of the thus prepared visible photocatalyst powders are shown in the following table.
상기 실시예 1, 2 및 비교예 1에서, 반응기 내 수용공간은 직육면체 형상이고, 제1 및 제2 광투과부재의 유효 광조사 면적(B)이 동일할 때, B는 일정하게 유지된 상태에서, 제1 및 제2 광투과부재의 간격만을 달리하여 A를 변경시켜 가면서 실험하였다.비교 평가 결과 A/B 값이 증가함에 따라 제조되는 가시광촉매의 성능이 큰 폭으로 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 실제 공기청정기 탈취필터에 적용되고 있는 가시광촉매의 경우 상기 평가 조건에서 최소 80% 이상의 성능이 필요하기 때문에 A/B 값의 증가는 양품의 제품을 생산하는 데 있어 매우 치명적이며, 추가 실험 결과를 통해서도 0.1 이하의 치수 설계가 보장되어야 가시광촉매를 제조하는데 있어 매우 효과적인 구조임을 확인할 수 있었다. In Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, the receiving space in the reactor has a rectangular parallelepiped shape, and when the effective light irradiation area (B) of the first and second light transmitting members is the same, B is kept constant. , The experiment was performed while changing A by changing only the spacing of the first and second light transmitting members. As a result of the comparative evaluation, it was confirmed that the performance of the prepared visible photocatalyst significantly decreased as the A/B value increased. In the case of the visible light catalyst that is actually applied to the air purifier deodorization filter, the increase in A/B value is very fatal in producing a good product because it requires at least 80% performance under the above evaluation conditions. It was confirmed that the structure was very effective in manufacturing a visible photocatalyst only when a dimension design of 0.1 or less was ensured.
물론 A/B 값이 0.1을 초과하더라도 반응시간을 그 이상으로 길게 유지할 경우 동일한 수준의 가시광촉매가 제조될 가능성도 있으나 이는 생산효율을 극적으로 감소시키기 때문에 양산에 적용하기는 어려운 단점이 있다.Of course, even if the A/B value exceeds 0.1, if the reaction time is maintained longer than that, there is a possibility that the same level of visible photocatalyst can be produced, but this has a disadvantage that it is difficult to apply to mass production because it dramatically decreases production efficiency.
본 발명의 상기와 같은 결과를 통해 광반응을 효과적으로 수행할 수 있는 반응기의 구조를 확인할 수 있었고, 이를 바탕으로 양산에 적용 가능한 최적의 반응기를 설계할 수 있었다.Through the above results of the present invention, it was possible to confirm the structure of a reactor capable of effectively performing a photoreaction, and based on this, it was possible to design an optimal reactor applicable to mass production.
한편, 도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 광투과부재(120) 측에 배치된 제1 광조사 유닛(141)에서 빛이 조사될 때, 제1 광투과부재(120)의 입사면(122)을 통과하여 제2 광투과부재(130)의 출사면(132) 측에서 측정한 광투과율이 중요하다. 또한, 광투과율은 원료 슬러리 농도에 따라 달라지게 된다.Meanwhile, referring to FIGS. 1 and 2, when light is irradiated from the first
본 발명의 일 실시예와 관련된 촉매 제조장치는, 원료가 유입되기 위한 하나 이상의 유입포트 및 원료가 수용되기 위한 수용공간을 갖는 반응기를 포함한다. 또한, 전술한 바와 같이, 반응기는 수용공간의 제1 면을 형성하도록 배치된 제1 광투과부재 및 수용공간의 제1 면의 반대방향의 제2 면을 형성하도록 배치된 제2 광투과부재를 포함한다.A catalyst manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a reactor having at least one inlet port through which raw materials are introduced and an accommodation space for receiving the raw materials. In addition, as described above, the reactor includes a first light transmitting member disposed to form a first surface of the receiving space and a second light transmitting member disposed to form a second surface opposite to the first surface of the receiving space. Include.
수용공간에 0.05% 농도의 산화텅스텐 용액이 수용되고, 가시광 영역의 빛이 제1 광투과부재로 입사되어 제2 광투과부재에서 외부로 출사될 때, 광투과율은 6% 이상이다. 이때, 광투과율은 50% 이하일 수 있다. 또한, 광투과율은 6% ~ 50% 일 수 있고, 광투과율은 6% ~ 40% 일 수도 있고, 광투과율은 6% ~ 30% 일 수도 있으며, 광투과율은 6% ~ 20% 일 수도 있다. 또한, 광투과율은 10% ~ 50% 일 수 있고, 광투과율은 10% ~ 40% 일 수도 있고, 광투과율은 10% ~ 30% 일 수도 있으며, 광투과율은 10% ~ 20% 일 수도 있다.When a tungsten oxide solution having a concentration of 0.05% is accommodated in the accommodation space, and light in the visible light region is incident on the first light transmitting member and emitted from the second light transmitting member to the outside, the light transmittance is 6% or more. In this case, the light transmittance may be 50% or less. In addition, the light transmittance may be 6% to 50%, the light transmittance may be 6% to 40%, the light transmittance may be 6% to 30%, and the light transmittance may be 6% to 20%. In addition, the light transmittance may be 10% to 50%, the light transmittance may be 10% to 40%, the light transmittance may be 10% to 30%, and the light transmittance may be 10% to 20%.
본 문서에서 사용되는 '광투과율(또는 '투과율'이라고도 함)'이라 용어는, 제1 광투과부재 측의 광원부(제1 광조사 유닛)에서 방출되는 조도(lux)(C)를 측정하고, 수용공간을 통과하여 반응기 면의 반대편 면(제2 광투과부재의 출사면)으로 출사되는 빛의 조도(lux)(D)를 측정했을 때, D/C의 값으로 정의된다. 또한, 광투과율은 제2 광투과부재의 임의의 영역에서 측정된 값일 수 있다. 예를 들어, 광투과율은 6% 이상이란 의미는, 제2 광투과부재의 유효 광조사 면적 내 임의의 영역에서 측정한 광투과율 값이 6% 이상이란 것을 의미한다.The term'light transmittance (or'transmittance')' as used in this document is used to measure the illuminance (lux) (C) emitted from the light source unit (first light irradiation unit) on the side of the first light transmitting member, When the illuminance (lux) (D) of light passed through the receiving space and emitted to the opposite surface of the reactor surface (the exit surface of the second light transmitting member) is measured, it is defined as the value of D/C. In addition, the light transmittance may be a value measured in an arbitrary region of the second light transmitting member. For example, a light transmittance of 6% or more means that the light transmittance value measured in an arbitrary area within the effective light irradiation area of the second light transmitting member is 6% or more.
투과율을 측정하기 위해 광원부(제1 광조사 유닛)에서 방출되는 조도(C)를 측정하고 반응기 내부에서의 빛의 조도를 측정할 수 없기 때문에 빛에 노출되는 반응기 면의 반대편 면(제2 광투과부재의 출사면)을 통과하는 조도(D)를 측정하였다. 이때 원료 용액의 농도별로 투과율을 측정하였고, 용액은 산화텅스텐(평균 입자 크기 약 500nm)을 이용하여 제조하였다. 본 발명에서의 반응기 구조에서 용액(슬러리) 농도에 따른 투과율은 상기 표와 같다. 용액의 농도가 증가할 수록 빛의 투과율이 급격하게 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 빛의 조도는 Konica Minolta Sensing 社의 T-10 조도계를 이용하여 측정하였다.In order to measure the transmittance, since the illuminance (C) emitted from the light source unit (the first light irradiation unit) cannot be measured and the illuminance of light inside the reactor cannot be measured, the opposite side of the reactor surface exposed to light (the second light transmission unit) The illuminance (D) passing through the member's exit surface) was measured. At this time, the transmittance was measured for each concentration of the raw material solution, and the solution was prepared using tungsten oxide (average particle size of about 500 nm). The transmittance according to the solution (slurry) concentration in the reactor structure in the present invention is shown in the table above. It was confirmed that the light transmittance rapidly decreased as the concentration of the solution increased. The illuminance of light was measured using a T-10 illuminometer of Konica Minolta Sensing.
반응기 구조 설계에서 최적의 조건을 확인하기 위해 비교 실험을 진행하였다. 용액 농도는 0.05%로 동일하게 설정한 조건에서 반응기 구조에 따른 투과율 차이를 확인한 뒤 아래와 같은 동일한 공정 조건을 통해 가시광촉매를 제조하였다. 물 90wt%에 산화 텅스텐 분말 10wt%가 분산된 용액을 제조하였다. 평균 입경 0.8㎛ 산화 텅스텐 분말 분산 용액에 염화 백금산(H2PtCl6) 10wt% 수용액인 담지 원료를 혼합하여, 산화 텅스텐 분말 100 중량부 대비 백금의 함량이 1.5 중량부가 되도록 슬러리 용액을 제조하였다. 이어서, 상기 슬러리 용액을 광반응기에 투입하고, 기체발생기를 광반응기에 연결되도록 설치한 뒤, 이어지는 상기 1차 광조사 및 2차 광조사를 하는 동안, 상기 기체발생기로부터 발생된 질소가 상기 슬러리 용액의 내부로 직접 주입되도록 하여, 질소에 의해 상기 슬러리 용액이 교반되도록 하였다. 투입되는 질소의 순도는 99.00%, 유량은 15L/min 이었다.Comparative experiments were conducted to confirm the optimum conditions in the reactor structure design. After confirming the difference in transmittance according to the reactor structure under the same conditions as 0.05% of the solution concentration, a visible photocatalyst was prepared through the same process conditions as follows. A solution in which 10 wt% of tungsten oxide powder was dispersed in 90 wt% of water was prepared. A slurry solution was prepared such that the content of platinum was 1.5 parts by weight relative to 100 parts by weight of tungsten oxide powder by mixing a supported raw material as an aqueous solution of chloroplatinic acid (H 2 PtCl 6 ) 10 wt% in a dispersion solution of tungsten oxide powder having an average particle diameter of 0.8 μm. Subsequently, the slurry solution is introduced into a photoreactor, a gas generator is installed to be connected to the photoreactor, and during the subsequent primary and secondary light irradiation, nitrogen generated from the gas generator is transferred to the slurry solution. The slurry solution was stirred by nitrogen by directly injecting it into the interior. The purity of the introduced nitrogen was 99.00%, and the flow rate was 15 L/min.
가시광 조사 장치를 이용하여 400㎚~700㎚의 가시광선 광에너지를 상기 광반응기 내 상기 슬러리 용액에 조사하여 1차 광반응을 8 시간 동안 수행하였다. 이어서, 2분 가량 가시광 조사를 차단하고 메탄올의 비율이 상기 슬러리 용액 중 5 wt%가 되도록 첨가한 뒤, 상기 1차 광반응과 동일한 조사 장치를 이용하여 가시광선 광에너지를 상기 광반응기 내 상기 슬러리 용액에 8 시간 동안 조사하여 2차 광반응을 수행함으로써 백금 입자를 산화텅스텐 입자에 담지시켜 가시광 활성 광촉매 분말을 제조하였다.Using a visible light irradiation device, visible light energy of 400 nm to 700 nm was irradiated to the slurry solution in the photoreactor to perform a primary photoreaction for 8 hours. Subsequently, the visible light irradiation was blocked for about 2 minutes, and methanol was added so that the ratio of the slurry solution was 5 wt%, and then the visible light energy was transferred to the slurry in the photoreactor using the same irradiation device as the primary photoreaction. By irradiating the solution for 8 hours to perform a secondary photoreaction, platinum particles were supported on tungsten oxide particles to prepare a visible light active photocatalyst powder.
이와 같이 제조된 각 가시광촉매 분말을 이용하여 Acetaldehyde 가스의 제거성능을 동일한 조건에서 평가한 결과를 다음의 표에 나타내었다.The results of evaluating the removal performance of Acetaldehyde gas under the same conditions using each of the thus prepared visible photocatalyst powders are shown in the following table.
비교 평가 결과 광 투과율이 감소함에 따라 제조되는 가시광촉매의 성능이 큰 폭으로 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 실제 공기청정기 탈취필터에 적용되고 있는 가시광촉매의 경우 상기 평가 조건에서 최소 80% 이상의 성능이 필요하기 때문에 투과율의 감소는 양품의 제품을 생산하는 데 있어 치명적이며, 추가 실험 결과를 통해서도 6% 이상의 투과율이 보장되어야 가시광촉매를 제조하는데 있어 매우 효과적인 구조임을 확인할 수 있었다.물론 반응기의 구조가 변경되어 투과율이 감소하더라도 반응시간을 그 이상으로 길게 유지할 경우 동일한 수준의 가시광촉매가 제조될 가능성도 있으나 이는 생산효율을 극적으로 감소시키기 때문에 양산에 적용하기는 어려운 단점이 있다.As a result of the comparative evaluation, it was confirmed that the performance of the manufactured visible photocatalyst significantly decreased as the light transmittance decreased. In the case of the visible light catalyst that is actually applied to the air purifier deodorization filter, the decrease in transmittance is fatal in producing a good product because at least 80% of the performance is required under the above evaluation conditions, and the transmittance of more than 6% through additional experiment results. It was confirmed that the structure was very effective in producing the visible photocatalyst only when this was ensured. Of course, even if the structure of the reactor was changed and the transmittance decreased, if the reaction time was maintained longer than that, the same level of visible photocatalyst could be produced. It has a disadvantage that it is difficult to apply to mass production because it dramatically reduces the efficiency.
본 발명의 상기와 같은 결과를 통해 광반응을 효과적으로 수행할 수 있는 반응기의 구조를 확인할 수 있었고, 이를 바탕으로 양산에 적용 가능한 최적의 반응기를 설계할 수 있었다.Through the above results of the present invention, it was possible to confirm the structure of a reactor capable of effectively performing a photoreaction, and based on this, it was possible to design an optimal reactor applicable to mass production.
위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.Preferred embodiments of the present invention described above are disclosed for purposes of illustration, and those skilled in the art who have ordinary knowledge of the present invention will be able to make various modifications, changes, and additions within the spirit and scope of the present invention. And additions will be seen as falling within the scope of the following claims.
100: 촉매 제조장치
110: 수용공간
120: 제1 광투과부재
130: 제2 광투과부재
140: 광원부
141: 제1 광조사 유닛
142: 제2 광조사 유닛
160: 교반부
170: 공급부100: catalyst manufacturing apparatus
110: accommodation space
120: first light transmitting member
130: second light transmitting member
140: light source unit
141: first light irradiation unit
142: second light irradiation unit
160: stirring unit
170: supply
Claims (28)
반응기는 수용공간의 제1 면을 형성하도록 배치된 제1 광투과부재 및 수용공간의 제1 면의 반대방향의 제2 면을 형성하도록 배치된 제2 광투과부재를 포함하고,
수용공간의 체적(A, m3) 및 수용공간의 제1 면을 형성하는 제1 광투과부재의 면적(B, m2)은 아래 일반식 1을 만족하는 촉매 제조장치:
[일반식 1]
A/B ≤ 0.1mIt includes a reactor having at least one inlet port for introducing the raw material and a receiving space for receiving the introduced raw material,
The reactor includes a first light-transmitting member disposed to form a first surface of the receiving space and a second light-transmitting member disposed to form a second surface opposite to the first surface of the receiving space,
The volume of the accommodation space (A, m 3 ) and the area (B, m 2 ) of the first light-transmitting member forming the first surface of the accommodation space satisfy the general formula 1 below:
[General Formula 1]
A/B ≤ 0.1m
제1 광투과 부재 및 제2 광투과 부재는 제1 면과 제2 면이 마주하게 배열된 촉매 제조장치.The method of claim 1,
A catalyst manufacturing apparatus in which the first light transmitting member and the second light transmitting member are arranged so that the first and second surfaces face each other.
수용공간의 제1 면을 형성하는 제1 광투과부재의 일면 및 수용공간의 제2 면을 형성하는 제2 광투과부재의 일면은 적어도 일부 영역이 각각 평탄면인 촉매 제조장치.The method of claim 2,
A catalyst manufacturing apparatus in which at least a portion of one surface of the first light-transmitting member forming the first surface of the accommodation space and one surface of the second light-transmitting member forming the second surface of the accommodation space are each flat surface.
수용공간의 제1 면을 형성하는 제1 광투과부재의 일면 및 수용공간의 제2 면을 형성하는 제2 광투과부재의 일면 사이의 간격 중 최소 간격은 5mm이고, 최대 간격은 100mm인 촉매 제조장치.The method of claim 2,
Preparation of a catalyst with a minimum distance of 5 mm and a maximum distance of 100 mm among the distances between one side of the first light transmitting member forming the first side of the receiving space and one side of the second light transmitting member forming the second side of the receiving space Device.
수용공간의 제1 면 및 제2 면을 형성하는 각각의 광투과부재는 강화 유리 또는 광투과성 수지인, 촉매 제조장치.The method of claim 1,
Each of the light-transmitting members forming the first and second surfaces of the accommodation space is a tempered glass or a light-transmitting resin.
수용공간의 제1 면과 제2 면을 제외한 나머지 면들 중 적어도 일면을 형성하는 프레임부를 추가로 포함하며,
수용공간을 형성하는 프레임부의 적어도 일면에는 불소계를 포함하는 코팅층이 마련된 촉매 제조장치.The method of claim 1,
Further comprising a frame portion forming at least one surface of the remaining surfaces other than the first and second surfaces of the accommodation space,
A catalyst manufacturing apparatus in which a coating layer containing a fluorine-based coating layer is provided on at least one surface of a frame portion forming an accommodation space.
수용공간의 제1 면 및 제2 면을 형성하는 각각의 광투과부재의 일면은 적어도 일부 영역이 요부, 철부, 또는 단차를 갖는 촉매 제조장치.The method of claim 1,
A catalyst manufacturing apparatus in which at least a partial region of one surface of each light transmitting member forming the first and second surfaces of the accommodation space has a concave portion, a convex portion, or a step.
제1 광투과 부재 측으로 광을 조사하도록 배치된 제1 광조사 유닛 및 제2 광투과 부재 측으로 광을 조사하도록 배치된 제2 광조사 유닛을 추가로 포함하는 촉매 제조장치.The method of claim 1,
A catalyst manufacturing apparatus further comprising a first light irradiation unit disposed to irradiate light toward the first light transmitting member and a second light irradiating unit disposed to irradiate light toward the second light transmitting member.
각각의 광조사 유닛은 가시광조사하기 위한 제1 광원 또는 UV를 조사하기 위한 제2 광원을 포함하는 촉매 제조장치.The method of claim 9,
Each light irradiation unit includes a first light source for irradiating visible light or a second light source for irradiating UV light.
수용공간 내로 기체를 공급하기 위한 교반부를 추가로 포함하는 촉매 제조장치.The method of claim 1,
Catalyst manufacturing apparatus further comprising a stirring unit for supplying gas into the accommodation space.
교반부는 수용공간 내에 질소를 공급하도록 마련된 촉매 제조장치.The method of claim 11,
The agitating unit is a catalyst manufacturing apparatus provided to supply nitrogen into the accommodation space.
교반부는 기체를 수용공간의 하부로 분사하도록 마련된 촉매 제조장치.The method of claim 11,
The stirring unit is a catalyst manufacturing apparatus provided to inject gas to the lower portion of the accommodation space.
교반부는 수용공간의 하부 측에서 상부 측으로 기체를 분사하도록 마련된 촉매 제조장치.The method of claim 11,
The agitating unit is a catalyst manufacturing apparatus provided to inject gas from the lower side of the accommodation space to the upper side.
반응기는 수용공간의 제1 면 및 제2 면 중 적어도 일면이 외부로 노출되도록 개방 가능한 촉매 제조장치.The method of claim 1,
The reactor is a catalyst manufacturing apparatus that can be opened so that at least one of the first and second surfaces of the accommodation space is exposed to the outside.
수용공간의 제1 면 및 제2 면을 형성하는 각각의 광투과부재의 일면을 세척하도록 마련된 세척부를 추가로 포함하는 촉매 제조장치.The method of claim 1,
A catalyst manufacturing apparatus further comprising a washing unit provided to clean one surface of each light transmitting member forming the first surface and the second surface of the accommodation space.
세척부는, 광투과부재의 일면을 긁어내도록 마련된 스크레이퍼를 포함하는 촉매 제조장치.The method of claim 16,
The cleaning unit is a catalyst manufacturing apparatus including a scraper provided to scrape off one surface of the light transmitting member.
원료는 (귀)금속, 금속산화물 및 금속 이온으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 촉매 제조장치.The method of claim 1,
The raw material is a catalyst manufacturing apparatus comprising at least one selected from the group consisting of (noble) metals, metal oxides and metal ions.
원료는 환원제를 추가로 포함하는 촉매 제조장치.The method of claim 18,
The raw material is a catalyst manufacturing apparatus further comprising a reducing agent.
금속산화물 및 귀금속이 각각 수용공간으로 공급되고, 광이 수용공간으로 조사된 이후에, 환원제가 수용공간으로 공급되도록 마련된 촉매 제조장치.The method of claim 18,
A catalyst manufacturing apparatus provided so that a metal oxide and a noble metal are respectively supplied to the receiving space, and after light is irradiated into the receiving space, a reducing agent is supplied to the receiving space.
금속산화물이 공급된 이후에 귀금속이 수용공간으로 공급되는, 촉매 제조장치.The method of claim 18,
A catalyst manufacturing apparatus in which a noble metal is supplied to the receiving space after the metal oxide is supplied.
귀금속은 귀금속 전구체를 포함하는 촉매 제조장치.The method of claim 18,
Noble metal is a catalyst manufacturing apparatus containing a noble metal precursor.
원료 및 환원제는 동일한 유입포트를 통해 수용공간으로 각각 공급되거나, 서로 다른 위치에 마련된 유입포트들을 통해 수용공간으로 각각 공급되도록 마련된 촉매 제조장치.The method of claim 19,
A catalyst manufacturing apparatus provided to supply the raw material and the reducing agent to the receiving space through the same inlet port, or to the receiving space through inlet ports provided at different positions.
유입포트는 수용공간의 서로 다른 위치에 구비된 제1 및 제2 유입포트를 포함하고,
금속산화물은 수용공간의 하부 측에 위치한 제1 유입포트를 통해 수용공간으로 공급되고,
환원제는 수용공간의 상부 측에 위치한 제2 유입포트를 통해 각각 수용공간으로 공급되는 촉매 제조장치.The method of claim 19,
The inlet port includes first and second inlet ports provided at different positions in the accommodation space,
The metal oxide is supplied to the receiving space through the first inlet port located on the lower side of the receiving space,
A catalyst manufacturing apparatus wherein the reducing agent is supplied to each receiving space through a second inlet port located on the upper side of the receiving space.
귀금속은 제1 유입포트 또는 제2 유입포트를 통해 수용공간으로 공급되는 촉매 제조장치.The method of claim 24,
A catalyst manufacturing apparatus in which the precious metal is supplied to the receiving space through the first inlet port or the second inlet port.
원료는 금속 산화물 및 귀금속을 포함하며,
광이 조사될 때, 금속산화물 표면에 귀금속이 담지되는 촉매 제조장치.The method of claim 18,
Raw materials include metal oxides and precious metals,
A catalyst manufacturing apparatus in which a noble metal is supported on the surface of a metal oxide when light is irradiated.
금속산화물은 산화텅스텐(WO3), 이산화티타늄(TiO2), 산화철(Fe2O3, Fe3O4), 스트론튬 티탄산염 (SrTiO3), 산화지르코늄(ZrO2), 산화세륨(CeO2), 산화주석(SnO2) 또는 그들의 화합물을 포함하는 촉매 제조장치.The method of claim 18 or 26,
Metal oxides are tungsten oxide (WO 3 ), titanium dioxide (TiO 2 ), iron oxide (Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 ), strontium titanate (SrTiO 3 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), cerium oxide (CeO 2 ). ), tin oxide (SnO 2 ) or a catalyst manufacturing apparatus containing a compound thereof.
귀금속은 백금 또는 팔라듐 또는 로듐을 포함하는 촉매 제조장치.
The method of claim 18 or 26,
The noble metal is platinum or palladium or a catalyst manufacturing apparatus containing rhodium.
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