KR102478694B1 - 아스코르브산이 공침된 광촉매졸이 도포된 촉매비드가 충진된 공기정화장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유해물질 분해능이 뛰어난 광촉매 졸 및 상기 광촉매졸이 코팅된 촉매비드가 충진되어 있고, 자외선 램프, 자외선모듈, 안정기, 공기유입구 및 공기유출구를 구비하는 공기정화장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 공기정화장치는 공기청정기와는 달리 담배연기 먼지 등 눈에 보이는 각종 오염물질과 눈에 보이지 않는 유해가스를 제거해 주고 신선한 공기를 유입시켜 늘 쾌적한 실내 환경을 조성해 주는 웰빙장치이다. 또한 공기청전기는 전기분해방식에서 2차 오염물질이 발생되는 문제와 일정기간이 지나면 교체가 필요한 정화필터가 필요하지 않아 유지관리비가 적게 소요되는 장점을 가진 장치이다.
Description
본 발명은 유해물질 분해능이 뛰어난 아스코르브산이 함침된 광촉매 졸 및 상기 광촉매졸이 코팅된 촉매비드가 충진되어 있고, 자외선 램프, 자외선모듈, 안정기, 공기유입구 및 공기유출구를 구비하는 공기정화장치에 관한 것이다.
최근, 도시화와 산업화로 인해 도시, 산업 시설 등의 실내 공간이나 차량 등의 폐쇄된 공간에 존재하는 공기에는 다양한 형태의 유해 물질을 포함할 수 있다. 유해 물질은 공기를 통해 전파되는 감염성 미생물, 유기 오염 물질, 대기오염 물질, 유해 악취 가스 등을 말한다.
이러한 유해물질은 사람의 면역성을 약화시키고, 심한 경우, 만성 기관지염, 폐기능 손상 등을 야기하는 각종 질환의 원인이 되며, 생명을 직접적으로 위협하는 요인이 될 수 있다. 이러한 분위기에서, 실내 공간이나 폐쇄된 공간의 공기의 질을 개선하기 위하여 다양한 공기 정화 방식이 소개되고 있다.
종래의 공기 정화 방식 중 하나로는 관로가 형성된 송풍구 또는 환기구에 부직포나 활성탄 필터, 또는 활성 카본 필터(Activated Carbon Filter)를 장착하고, 이러한 필터를 이용하여 공기 중에 포함되어 있는 일부 먼지와 유해 물질을 흡착함으로써 공기 정화를 수행하는 방식을 들 수 있다. 하지만, 이러한 종래 기술은, 유해물질 등을 흡착하여 제거하는 방식으로서, 유해 물질을 분해하지 않기 때문에 흡착으로 인하여 주기적으로 필터를 교체해주어야 하고, 그로 인해 장치의 수명이 짧은 단점이 있다(대한민국 특허공개 2014-0095875).
종래의 공기 정화 방식에 있어서, 먼지 등의 입자를 헤파 필터를 사용하여 제거한 후, 부가 기능으로 음이온 발생이나 탈취를 위하여 오존 또는 이산화티탄 촉매를 이용하는 방법은, 이산화티탄의 탈취 및 살균 기능으로 격자 구조의 벌크 타입으로 양단 전극에 고전압의 전압을 가하여 사용하는 경우, 전극의 일부에 고전계가 인가되어 방전 현상이 발생함으로써 촉매 효율이 저하되거나, 고전압의 사용에 따른 발화의 위험성 및 촉매 두께의 제한 및 촉매의 강도 저하 등의 여러 가지 문제점이 있다.
이에, 본 발명자들은 공기청정기로는 제거가 어려운 이산화탄소(CO2), 일산화탄소(CO), 포름알데히드, 라돈가스, 연소기에 의한 유해가스, 냄새 등을 효과적으로 제거할 수 있는 방법을 개발하고자 예의 노력한 결과, 아스코르브산과 티타늄졸이 도포된 촉매비드를 충진한 자외선을 이용한 공기정화장치를 이용하는 경우, 효과적으로 포름알데히드를 포함한 여러 유해가스 제거할 수 있다는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 목적은 유해물질 제거능이 우수한 광촉매졸 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 광촉매졸이 코팅된 촉매비드 및 상기 촉매비드가 충진되어 있는 공기정화 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 다음 단계를 포함하는 광촉매 졸의 제조방법을 제공한다:
(a) 티타늄 광촉매제를 강산용매에 20~40℃에서 1~6시간 및 50~70℃에서 30분~6시간을 용해시키는 단계;
(b) 상기 광촉매제가 용해된 유기용매에 유기산을 첨가하면서 20~40℃에서 12~48시간 숙성시킨 후, 강산을 첨가하면서 12~48시간 숙성시켜 TiO2 광촉매졸을 수득하는 단계;
(c) WO2, AgO 및 CuO으로 구성된 군에서 선택되는 금속화합물을 (b)에서 수득한 광촉매 졸에 공침하여 가시광선에 의해 활성화되는 광촉매졸을 수득하는 단계; 및
(d) 제조된 (b)와 (c)의 각 광촉매졸에 아미노산이 함유된 아스코르브산(ascorbic acid) 혼합물질을 시간별로 20~30℃에서 12~48시간을 숙성시키고, 피톤치드를 공침하여 다시 24시간 숙성시켜 광촉매 졸을 수득하는 단계.
본 발명은 또한, 상기 방법으로 제조되고, TiO2, 아미노산, 아스코르브산(ascorbic acid) 및 피톤치드를 함유하는 광촉매 졸을 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 광촉매 졸이 코팅되어 있는 촉매비드를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 광촉매졸이 코팅된 촉매비드 충진되어 있고, 자외선 램프, 자외선모듈, 안정기, 공기유입구 및 공기유출구를 구비하는 공기정화장치를 제공한다.
본 발명에 따른 공기정화장치는 공기청정기와는 달리 담배연기 먼지 등 눈에 보이는 각종 오염물질과 눈에 보이지 않는 유해가스를 제거해 주고 신선한 공기를 유입시켜 늘 쾌적한 실내 환경을 조성해 주는 웰빙장치이다. 또한 공기청전기는 전기분해방식에서 2차 오염물질이 발생되는 문제와 일정기간이 지나면 교체가 필요한 정화필터가 필요하지 않아 유지관리비가 적게 소요되는 장점을 가진 장치이다.
도 1은 공기촉매정화장치 FLOWSHEET 이며 유입구, 공기정화장치, 유출구로 구성되어 있는 공기 중의 세균 및 포름알데히드, VOCs, 라돈을 제거하는 시스템이다.
도 2는 공기정화장치의 구성도이며, 자외선램프, 촉매활성탄, 광촉매, 자외선모듈, 안정기, 공기유입구, 공기토출구로 이루어져있다.
도 3은 본 발명에서 제조된 광촉매졸을 나타낸 것이다.
도 4는 PCD-1 광촉매졸을 상기 방법으로 코팅한 비드가 충진된 공기정화장치의 메틸렌 블루 분해능을 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 PCD-1 광촉매졸을 상기 방법으로 코팅한 비드가 충진된 공기정화장치의 메틸렌 블루 분해능을 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 6은 PCD-1 광촉매졸의 전자현미경 사진이다.
도 7은 PCD-1 광촉매졸의 전자현미경 사진이다.
도 8은 본 발명에 따른 광촉매졸의 포름알데하이드 제거능 실험방법을 나타낸 것이다.
도 2는 공기정화장치의 구성도이며, 자외선램프, 촉매활성탄, 광촉매, 자외선모듈, 안정기, 공기유입구, 공기토출구로 이루어져있다.
도 3은 본 발명에서 제조된 광촉매졸을 나타낸 것이다.
도 4는 PCD-1 광촉매졸을 상기 방법으로 코팅한 비드가 충진된 공기정화장치의 메틸렌 블루 분해능을 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 PCD-1 광촉매졸을 상기 방법으로 코팅한 비드가 충진된 공기정화장치의 메틸렌 블루 분해능을 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 6은 PCD-1 광촉매졸의 전자현미경 사진이다.
도 7은 PCD-1 광촉매졸의 전자현미경 사진이다.
도 8은 본 발명에 따른 광촉매졸의 포름알데하이드 제거능 실험방법을 나타낸 것이다.
본 발명의 공기정화 장치는 실내의 공기를 거실의 벽이나 공조시스템에 설치하여 흡입된 공기가 촉매활성탄과 티타늄졸이 도포된 촉매비드(촉매활성탄)로 충진된 자외선 공기정화장치를 지나면서 유해물질이 제거하도록 하였다. 자외선을 조사하여 형성되는 강한 산화력을 가진 하이드록시 라디칼(-OH)과 수퍼 옥사이드(O2 -)를 이용하여 공기 중의 모든 세균과 새집증후군의 원인이 되는 포름알데히드 · VOCs, 라돈을 제거하므로 웰빙한 삶을 살 수 있도록 실내공기질을 향상시킬 수 있는 장치이다. 구체적으로는 아미노산 계열의 아스코르브산(ascorbic acid)를 포름알데히드를 제거하는 전달제로 사용하여 포름알데히드(R'-CHO)와 빠르게 반응하여 R=N-CH=R'과 물(H2O)로 바뀌면서 포름알데히드가 제거된다. 제조방법은 이산화티타늄을 광촉매졸로 제조한 다음 아스코르브산(ascorbic acid)을 시간별로 20~30℃에서 24시간을 숙성한 후 피톤치드를 혼합 후 다시 24시간 숙성한 후 제조하였다. 제조한 혼합액 일정량을 활성탄과 충진비드에 함침시켜 촉매비드를 제조하였다. 촉매비드를 공기정화장치의 자외선장치 촉매충진비드(2-2)에 넣어 광촉매기능을 추가한 254nm의 자외선등에 의해 광에너지를 받으면 OH라디칼과 O2라디칼이 형성되며 포름알데히드, 암모니아 라돈, 휘발성유기물질, 벤젠, 미생물을 제거하는 기능을 획기적으로 상승시켰다.
본 발명의 장치에 사용된 기술의 원리로는 유입하는 공기에 포함되어 있는 유해물질을 1차적으로 분해제를 이용하여 분해시키고 티타늄졸을 도포한 자외선등(UV light)이 포함된 공기정화장치에서 광촉매를 이용하여 유해물질을 제거하는 방법이다. 강한 산화력을 가진 자외선 파장(254㎚)은 세균의 세포벽을 손상시켜 세포 투과도 변경, 원형질의 콜로이드 성질 변경, 효소활동 억제, 세포의 DNA와 RNA 손상으로 세균의 기능을 억제시키는 살균효과가 있으며 여기에 광촉매의 산화력이 더해져 유해물질제거를 극대화시키는 시스템이다.
본 발명은 일 관점에서, 단계를 포함하는 광촉매졸의 제조방법에 관한 것이다:
(a) 티타늄 광촉매제를 강산용매에 20~40℃에서 1~6시간 및 50~70℃에서 30분~6시간을 용해시키는 단계;
(b) 상기 광촉매제가 용해된 유기용매에 유기산을 첨가하면서 20~40℃에서 12~48시간 숙성시킨 후, 강산을 첨가하면서 12~48시간 숙성시켜 TiO2 광촉매졸을 수득하는 단계;
(c) WO2, AgO 및 CuO으로 구성된 군에서 선택되는 금속화합물을 (b)에서 수득한 광촉매 졸에 공침하여 가시광선에 의해 활성화되는 광촉매졸을 수득하는 단계; 및
(d) 제조된 (b)와 (c)의 각 광촉매졸에 아미노산이 함유된 아스코르브산(ascorbic acid) 혼합물질을 시간별로 20~30℃에서 12~48시간을 숙성시키고, 피톤치드를 공침하여 다시 24시간 숙성시켜 광촉매 졸을 수득하는 단계.
본 발명에 있어서, 상기 티타늄 광촉매 제는 아나타제인 것을 특징으로 할 수 있다.
다른 관점에서, 본 발명은 상기 방법으로 제조되고, TiO2, 아미노산, 아스코르브산(ascorbic acid) 및 피톤치드를 함유하는 광촉매 졸에 관한 것이다.
본 발명의 일양태에서는 다음 단계를 거쳐 광촉매졸을 제조하였다.
(a) 광촉매제인 티타늄중 아나타제인 산화티타늄 1kg을 2N-강산 10g 용매에 30도에서 3시간, 60℃에서 2시간을 용해시키는 단계;
(b) 상기 광촉매제가 용해된 유기용매에 1N-유기산을 첨가하면서 30℃로 24시간 숙성하는 단계와 2N-강산을 10g첨가하면서 24시간 숙성시켜 TiO2 광촉매졸을 수득하는 단계;
(c) WO2, AgO 및 CuO을 각각 50g을 (b)에 공침하여 금속혼합물을 제조하여 가시광선에 의해 활성화되는 광촉매졸을 수득하는 단계; 및
(d) 제조된 (b)와 (c)의 각 광촉매졸에 아미노산이 함유된 아스코르브산(ascorbic acid) 혼합물질을 시간별로 20-30℃에서 24시간을 숙성한후 피톤치드를 공침하여 다시 24시간 숙성한후 제조하여 4가지 형태의 촉매액을 제조하였다.
본 발명은 또 다른 관점에서, 상기 광촉매 졸이 코팅되어 있는 촉매비드에 관한 것이다.
상기 광촉매졸을 활성탄이나 비드 등에 도포하거나 디핑, 열처리 등에 의하여 광촉매졸이 코딩된 촉매비드를 제조할 수 있다.
본 발명에서 광촉매란 광(光)을 받으면 촉매반응을 일으키는 물질이다. 이산화티타늄(TiO2)이 가장 많이 사용되고 있고, 자외선(245㎚)을 받으면 전자(Electron), 전공대(Electron-Hole)가 형성되어 강한 산화력을 가진 하이드록시 라디칼(-OH)과 슈퍼 옥사이드(O2 -)를 생성한다. 이러한 강한 산화력을 가진 물질이 포름알데히드와 휘발성 유기화합물인 VOCs를 제거시켜 보다 웰빙한 실내환경을 만들어 준다.
기존의 일반 공기청정기는 환기를 통해서가 아니라 실내의 공기를 전기집진기와 필터를 통하여 공기를 재생한다는 개념의 정화장치로 실내의 이산화탄소(CO2), 일산화탄소(CO), 포름알데히드, 라돈가스, 연소기구에 의한 유해가스, 냄새 등은 제거하지 못할 뿐만 아니라 당연히 외부의 신선한 공기와 산소를 실내에 공급할 수도 없다.
본 발명에 따른 촉매비드를 이용한 공기정화장치는 기존의 공기청정기와는 달리 라돈, 포름알데히드, 휘발성유해물질, 담배연기, 미생물, 먼지 등 눈에 보이는 각종 오염물질과 눈에 보이지 않는 유해가스를 제거해 주고 신선한 공기를 유입시켜 늘 쾌적한 실내 환경을 조성해 주는 웰빙장치이다. 또한 공기청전기는 전기분해방식에서 2차 오염물질이 발생되는 문제와 일정기간이 지나면 교체가 필요한 정화필터가 필요하지 않아 유지관리비가 적게 소요되는 장점을 가진 장치이다.
따라서, 본 발명은 또 다른 관점에서, 광촉매졸이 코팅된 촉매비드가 충진되어 있고, 자외선 램프, 자외선모듈, 안정기, 공기유입구 및 공기유출구를 구비하는 공기정화장치에 관한 것이다.
본 발명은 자외선과 광촉매를 이용하여 기존의 공기청정기로는 제거가 어려운 이산화탄소(CO2), 일산화탄소(CO), 포름알데히드, 라돈가스, 연소기구에 의한 유해가스, 냄새 등을 제거하고 장치 자체가 Compact하게 구성되어 있으며 실내공기 정화를 위한 소모품 필터가 사용되지 않아 경제적인 장치이다.
본 발명에서 사용하는 광촉매는 단순히 광촉매졸을 사용한 것이 아니라 아미노산 계열의 물질과 반응시켜 포름알데히드를 제거율을 획기적으로 높인 빛이 없어도 반응하는 광촉매를 사용하였다. 아미노산 계열의 아스코르브산(ascorbic acid)을 포름알데히드를 제거하는 전달제로 사용하여 포름알데히드(R'-CHO)와 빠르게 반응하여 R=N-CH=R'과 물(H2O)로 바뀌면서 포름알데히드가 제거된다. 제조방법은 이산화티타늄을 광촉매졸로 제조한 다음 아미노산이 함유된 아스코르브산(ascorbic acid) 혼합물질을 시간별로 20~30℃에서 24시간을 숙성한 후 피톤치드를 혼합하고, 다시 24시간 숙성하여 제조하였다. 상기 제조한 혼합액 일정량을 활성탄과 비드에 함침시켜 촉매활성탄과 촉매비드를 제조하였다. 촉매비드를 공기정화장치의 자외선부에 넣어 광촉매기능을 추가한 254nm의 자외선등에 의해 광에너지를 받으면 OH라디칼과 O2라디칼이 형성되며 포름알데히드, 암모니아 라돈, 휘발성유기물질, 벤젠을 제거하는 기능을 획기적으로 상승시켰다. 광촉매졸, 아스코르브산(ascorbic acid) 및 피톤치드의 비는 1:2:1~1:5:5의 비율을 적용하였다.
본 발명에 따른 공기정화장치의 일 양태를 도 1 및 도 2에 나타내었으며, 본 발명에 따른 공기정화 장치는 자외선램프, 광촉매, 자외선모듈, 안정기, 공기유입구, 공기유출구로 구성되어 있다. 도 1 및 도 2의 구성을 하기에 나타내었다.
- 도 1 : 공기촉매정화장치의 FLOWSHEET
- 도 2 : 공기촉매정화장치의 구성
2-1) 자외선 램프 : 32W 자외선 램프로서 254㎚의 자외선 파장을 발생시킴.
2-2) 충진촉매비드
- Bead 형태로 이산화티타늄(TiO2)과 아스코르브산 혼합하여 제조한 광촉매 졸이 코팅된 충진제 비드(촉매활성탄, 촉매비드등)
2-3) 자외선 모듈
- 자외선램프의 자외선 파장을 발생시키기 위한 전기장치.
2-4) 안정기 : 전자파 장애의 억제효과
2-5) 공기유입구 : 오염된 공기의 유입
2-6) 공기토출구 : 처리된 공기의 토출
이하 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
실시예 1: 본 발명에 따른 공기정화장치의 유해물질 제거효과 확인
본 발명의 방법으로 제작한 공기정화장치를 이용하여, 유해물질의 제거효과를 확인하였다. 기존의 공기청정기에서 처리할 수 없는 포름알데히드, 암모니아, 라돈, 휘발성유기물질과 벤젠을 제거하는 공기정화장치실험을 실행하였다.
운전조건은 시간당 처리용량 300㎥로 기외정압은 20.0㎜Aq이고 전원은 1φ, 220V, 60㎐이다. 소비전력은 200W이고, 크기는 (W300xL100xA40)이며, 중량은 약 3.4㎏ 이다. 운전시간은 하루 24시간 연속운전하였다. 포름알데히드는 5ppm, 암모니아는 3ppm, 라돈은 350Bq/m3, 휘발성물질은 1ppm, 벤젠은 1ppm을 제조하여 시간당 10리터를 연속적으로 주입하며 실험을 실시하였다. 대조군으로 사용한 자외선 공기정화기는 엔비넷(주)에서 기존에 광촉매졸을 코팅한 비드를 충진한 생산한 제품(URS)을 대조군으로 실험하였다.
그 결과, 표 1에 나타난 바와 같이, 기존의 자외선등을 포함하는 구성된 공기정화기(대조군)는 포름알데히드, 암모니아, 라돈, 휘발성유기물질과 벤젠 및 스타필로코커스 균이 각각 25.1%, 25%, 10.9%, 20.0%, 17.3% 및 80.8%로 제거되었으나, 본 발명에 의한 공기정화장치는 각각 99.0%, 90.1%, 80.3%, 95.9%, 90.5 및 99.9%가 제거되었다.
| 효과(%) | 탈취물질 |
본 발명
(공기정화장치) |
자외선 공기정화기 |
| 탈취율 및 항균력 | 포름알데히드 | 99.0% | 25.1% |
| 암모니아 | 90.1% | 25.0% | |
| 라돈 | 80.3% | 10.9% | |
| 휘발성유기물질 (VOC) |
95.9% | 20.0% | |
| 벤젠 | 90.5% | 17.3% | |
| Staphylococcus aureus ATCC 6538 | 99.9% | 80,8% | |
| * 탈취실험 : 가스검지관법 항균실험 : SHAKE FLASK METHOD-KS M 0146 -2003 |
|||
실시예 2: 공기정화장치의 유해물질 분해능 및 항균력 측정
2-1: 촉매비드에 담지할 광촉매 졸의 제조 및 특성
다음 단계를 거쳐 4가지 형태의 광촉매졸을 제조하였다.
(a) 광촉매제인 티타늄중 아나타제인 산화티타늄 1kg을 2N-강산 10g 용매에 30℃에서 3시간, 60℃에서 2시간을 용해시키는 단계;
(b) 상기 광촉매제가 용해된 유기용매에 1N-유기산을 첨가하면서 30로 24시간 숙성하는 단계와 2N-강산을 10g첨가하면서 24시간 숙성시켜 TiO2 광촉매졸을 수득하는 단계;
(c) WO2, AgO 및 CuO을 각각 50g을 (b)에 공침하여 금속혼합물을 제조하여 가시광선에 의해 활성화되는 광촉매졸을 수득하는 단계; 및
(d) 제조된 (b)와 (c)의 각 광촉매졸에 아미노산이 함유된 아스코르브산(ascorbic acid) 혼합물질을 시간별로 20~30℃에서 24시간을 숙성시키고, 피톤치드를 공침하여 다시 24시간 숙성하는 단계.
상기 방법으로 제조된 광촉매졸을 표 1 및 도 3에 나타내었다.
| 상품명 | PCD-1 | PCD-2 | PCD-3 |
| 입자크기 | 30-40nm | 30-40nm | 30-40nm |
| 결정형태 | Anatase | Anatase | Anatase |
| 특성 | 투명 상온코팅 |
투명 상온코팅 |
백색 열코팅 |
2-2: 촉매 실험
1. 촉매 : PCD-1
2. 코팅방법 : 4번 디핑, 300℃에서 두시간 동안 열처리(2℃/min)
3. 반응물 : 2ppm methylene blue
본 발명의 PCD-1 광촉매졸을 상기 방법으로 코팅한 비드가 충진된 공기정화장치의 물질분해능력을 메틸렌 블루를 이용하여 측정하였으며, 그 결과를 표 3, 도 4 및 도 5에 나타내었다.
| Time (hr) | Absorbance | Degradation Ratio (%) | ||
| 292.59nm | 657.91nm | 292.59nm | 657.91nm | |
| 0 | 0.204 | 0.350 | 0 | 0 |
| 1 | 0.128 | 0.137 | 37.25 | 60.85 |
| 2 | 0.081 | 0.035 | 60.29 | 90.00 |
| 3 | 0.063 | 0.022 | 69.12 | 93.71 |
| 4 | 0.091 | 0.026 | 55.39 | 92.57 |
| 5 | 0.033 | 0.012 | 83.82 | 96.57 |
2-3: 공기정화장치의 항균력 측정
본 발명의 공기정화장치의 항균력을 SHAKE FLASK METHOD-KS M 0146-2003 방법을 사용하여, 측정하였다.
ㅇ 시험결과 : 항균력(SHAKE FLASK METHOD-KS M 0146-2003): 세균수/㎖, 세균감소율/%
ㅇ 시험방법 (표 4 참조)
| 사용공시균주 : 균주 ① - Staphylococcus aureus ATCC 6538 균주 ② - Escherichia coli ATCC 43895 (O-157) 균주 ③ - Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853 |
| 증가율 : 균주 ① - 47배 균주 ② - 46배 균주 ③ - 48배 |
| 접종균 농도 : 균주 ① - 1.2±0.1x105/㎖ 균주 ② - 1.5±0.1x105/㎖ 균주 ③ - 1.6±0.1x105/㎖ |
| 비이온 계면활성제 종류 : TWEEN 80 (0.05%) |
| 시험조건 - 시험균액을 37±1℃에서 24시간 진탕 배양 후 균수 측정(진탕회수 150 rpm) - 시료농도 : 100% |
| 중화용액 : 인산완충용액 (pH 7.0 ± 0.2) |
| 초기균수 | 24시간 후 | 감소율(%) | |
| ① BLANK | 1.2x105 | 5.6x106 | -- |
| SAMPLE | 1.2x105 | < 10 | 99.9 |
| ② BLANK | 1.5x105 | 6.9x106 | -- |
| SAMPLE | 1.5x105 | < 10 | 99.9 |
| ③ BLANK | 1.6x105 | 7.7x106 | -- |
| SAMPLE | 1.6x105 | < 10 | 99.9 |
실시예 3: 포름알데히드(HCHO) 탈취시험 및 탈취율
시료 : 콘크리트 시험체 크기 10cmx10㎝의 종이에 물을 도포한 대조군, 광촉매졸을 도포한 대조군, 본 발명에 따른 아스코르브산을 추가한 광촉매졸을 도포한 실험군으로 나누어 포름알데히드(HCHO)의 탈취실험을 하였다. 모든 시험체는 각각의 물질을 도포한 후에 항온 건조시킨후 시료로 사용하였다.
포름알데히드 원액인 5%인 원액을 10㎕를 취하여 1ℓ의 삼각플라스크에 넣고 각각 시료를 넣은 후 3시간동안 넣은 시료에 접촉시킨 후에 가스텍 가스검지관을 사용하여 100ml를 분취하여 검지관에서 포름알데히드의 농도를 측정하였다. 1ℓ의 삼각플라스크에 같은 양의 포름알데히드를 주입하고 같은 방법으로 분취하여 3회 측정하였으며(도 8), 그 결과를 표 6에 나타내었다.
그 결과, 물을 도포한 대조군은 전혀 포름알데하이드 분해가 전혀 이루어지지 않아 처음부터 9시간 후까지 모두 5.0ppm의 포름알데하이드가 검출되었으며, 광촉매졸을 도포한 대조군은 처음 도포한 경우 3.5ppm, 2회 도포한 6시간 후에는 4.5ppm, 3회 도포한 9시간후에는 5.0ppm으로 전혀 처리가 되지 않았으나 광촉매졸에 아스코르브산을 넣은 실험군은 3시간과 6시간후에는 0ppm 으로 나왔으며 3번 포름알데히드를 넣은 9시간후에는 0.1ppm으로 나타나 났다. 광촉매졸에 함유된 아스코르브산(ascorbic acid)이 포름알데히드를 제거하는 전달제로 사용하여 포름알데히드(R'-CHO)와 빠르게 반응하여 R=N-CH=R'과 물(H2O)로 바뀌면서 포름알데히드가 제거된 것으로 파악된다.
실시예 4: 미생물 살균력 측정
미생물 실험은 자외선이 없을 때의 공기흡입 시 미생물 살균을 대조군(Blank)으로 하고 본 발명품인 공기정화기와 비교실험을 진행하였다. 대조군에서는 살균이 나타나지 않았으나 본 발명 공기정화기에서는 99.9%의 살균력을 나타내었다(표 7).
| 시료 | 초기균수 | 24시간 후 | 감소율(%) | 비고 |
| Blank | 1.2x105 | 5.6x106 | - | Staphylococcus aureus ATCC 6538 |
| 공기정화장치 | 1.2x105 | < 10 | 99.9 | |
| Blank | 1.5x105 | 6.9x106 | - | Escherichia coli ATCC 43895 (O-157) |
| 공기정화장치 | 1.5x105 | < 10 | 99.9 | |
| Blank | 1.6x105 | 7.7x106 | - | Pseudomonas aeruginosa ATCC 7853 |
| 공기정화장치 | 1.6x105 | < 10 | 99.9 |
이상으로 본 발명의 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시예일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다. 본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 이용될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.
2-1: 자외선 램프
2-2: 충진촉매비드
2-3: 자외선 모듈
2-4: 안정기
2-5: 공기유입구
2-6: 공기유출구
2-2: 충진촉매비드
2-3: 자외선 모듈
2-4: 안정기
2-5: 공기유입구
2-6: 공기유출구
Claims (6)
- 다음 단계를 포함하는 포름알데이드 제거용 광촉매 졸의 제조방법:
(a) 티타늄 광촉매제를 강산용매에 20~40℃에서 1~6시간 및 50~70℃에서 30분~6시간을 용해시키는 단계;
(b) 상기 광촉매제가 용해된 유기용매에 유기산을 첨가하면서 20~40℃에서 12~48시간 숙성시킨 후, 강산을 첨가하면서 12~48시간 숙성시켜 TiO2 광촉매졸을 수득하는 단계;
(c) WO2, AgO 및 CuO으로 구성된 군에서 선택되는 금속화합물을 (b)에서 수득한 광촉매 졸에 공침하여 가시광선에 의해 활성화되는 광촉매졸을 수득하는 단계; 및
(d) 제조된 (b)와 (c)의 각 광촉매졸에 아미노산이 함유된 아스코르브산(ascorbic acid) 혼합물질을 시간별로 20~30℃에서 12~48시간을 숙성시키고, 피톤치드를 공침하여 다시 24시간 숙성시켜 광촉매 졸을 수득하는 단계,
여기서, 상기 광촉매졸, 아스코르브산(ascorbic acid) 및 피톤치드의 함유 중량비는 1:2:1~1:5:5인 것을 특징으로 함.
- 제 1항에 있어서, 상기 티타늄 광촉매제는 아나타제인 것을 특징으로 하는 광촉매 졸의 제조방법.
- 제1항의 방법으로 제조되고, TiO2, 아미노산, 아스코르브산(ascorbic acid) 및 피톤치드를 중량비 1:2:1~1:5:5로 함유하는 포름알데이드 제거용 광촉매 졸.
- 삭제
- 제3항의 광촉매 졸이 코팅되어 있는 촉매비드.
- 제3항의 광촉매졸이 코팅된 촉매비드가 충진되어 있고, 자외선 램프, 자외선모듈, 안정기, 공기유입구 및 공기유출구를 구비하는 공기정화장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200175724A KR102478694B1 (ko) | 2020-12-15 | 2020-12-15 | 아스코르브산이 공침된 광촉매졸이 도포된 촉매비드가 충진된 공기정화장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200175724A KR102478694B1 (ko) | 2020-12-15 | 2020-12-15 | 아스코르브산이 공침된 광촉매졸이 도포된 촉매비드가 충진된 공기정화장치 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220085913A KR20220085913A (ko) | 2022-06-23 |
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Family
ID=82222095
Family Applications (1)
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| KR1020200175724A KR102478694B1 (ko) | 2020-12-15 | 2020-12-15 | 아스코르브산이 공침된 광촉매졸이 도포된 촉매비드가 충진된 공기정화장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102478694B1 (ko) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101474242B1 (ko) * | 2014-07-03 | 2014-12-18 | 가톨릭관동대학교산학협력단 | 이산화티탄 분말 제조 방법 및 이를 이용한 광촉매 장치 제조 방법 |
-
2020
- 2020-12-15 KR KR1020200175724A patent/KR102478694B1/ko active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20220085913A (ko) | 2022-06-23 |
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