KR102608313B1 - Volatile organic compound adsorbent and adsorption filter renewable by light energy, and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이산화티타늄(TiO2) 및 활성탄을 포함하는 휘발성 유기화합물(VOC) 흡착용 복합재료, 이를 포함하며 광 에너지에 의해 재생 가능한 휘발성 유기화합물 흡착제, 흡착 필터 및 이의 제조방법에 대한 것으로서, 본 발명에 따른 휘발성 유기화합물(VOC) 흡착용 복합재료는, 활성탄에 이산화티탄 입자를 도입시킴으로써 자외선 등의 광 에너지 조사에 의해 흡착된 VOC를 간단히 제거할 수 있기 때문에, 상기 복합재료를 포함하는 흡착제 또는 흡착 필터의 재생 및 재사용을 가능케 하고, 기존 VOC 흡착제 대비 경제성을 높일 뿐만 아니라 실내 대기 환경 개선, 폐기물 감소 및 환경 보호 등 다양한 효과를 기대할 수 있다. The present invention relates to a composite material for adsorbing volatile organic compounds (VOC) containing titanium dioxide (TiO 2 ) and activated carbon, a volatile organic compound adsorbent containing the same and regenerative by light energy, an adsorption filter, and a method for manufacturing the same. Since the composite material for adsorbing volatile organic compounds (VOC) according to the invention can easily remove the VOC adsorbed by irradiation of light energy such as ultraviolet rays by introducing titanium dioxide particles into activated carbon, an adsorbent containing the composite material or It not only enables regeneration and reuse of adsorption filters and increases economic efficiency compared to existing VOC adsorbents, but also can expect various effects such as improving the indoor air environment, reducing waste, and protecting the environment.

Description

광 에너지에 의해 재생 가능한 휘발성 유기화합물 흡착제, 흡착 필터 및 이의 제조방법{VOLATILE ORGANIC COMPOUND ADSORBENT AND ADSORPTION FILTER RENEWABLE BY LIGHT ENERGY, AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}Volatile organic compound adsorbent, adsorption filter, and method of manufacturing the same that are renewable by light energy

본 발명은 휘발성 유기화합물(volatile organic compound, VOC)의 제거 및/또는 여과를 위한 흡착제, 흡착 필터 및 이들의 제조방법에 대한 것이다. The present invention relates to an adsorbent, an adsorption filter, and a method for manufacturing the same for the removal and/or filtration of volatile organic compounds (VOC).

각종 산업 또는 생활 속에서 배출되는 휘발성 유기화합물(volatile organic compound, VOC)을 제거하기 위한 방법으로, 흡수, 응축, 흡착 등이 사용되고 있다. Absorption, condensation, adsorption, etc. are used as methods to remove volatile organic compounds (VOC) emitted from various industries or daily life.

이 중 흡착은 낮은 에너지 소비량, 쉬운 조작법, 낮은 공정 비용과 같은 장점에 의해 VOC 제거에 많이 이용되고 있다. Among these, adsorption is widely used for VOC removal due to its advantages such as low energy consumption, easy operation, and low process cost.

흡착은 흡착되는 물질과 흡착제 표면 간 강한 마찰에 의해 이루어지기 때문에 흡착 성능은 사용되는 흡착제의 공극 구조와 표면 화학적 특성에 의해 결정되는데, 활성탄(active carbon, AC)은 높은 표면적과 높은 표면 활동도를 가지고 있어 흡착제로 많이 사용된다. Since adsorption is achieved by strong friction between the adsorbent material and the surface of the adsorbent, the adsorption performance is determined by the pore structure and surface chemical properties of the adsorbent used. Activated carbon (AC) has a high surface area and high surface activity. It is widely used as an adsorbent.

그러나, 활성탄은 VOC를 흡착함에 따라 흡착 능력이 점차 떨어지며 이를 재생하기 위해서는 고온의 처리과정이 요구되어 그 효용성이 떨어지기 때문에, 흡착된 VOC로 포화되어 더 이상 흡착 성능을 발휘하지 못하게 되는 활성탄 필터 등의 소재는 일반적으로 재활용이 불가능해 매립 또는 소각 등의 방법으로 폐기되며 이는 심각한 자원 낭비와 환경오염을 일으킨다. However, as activated carbon adsorbs VOC, its adsorption capacity gradually decreases, and a high-temperature treatment process is required to regenerate it, which reduces its effectiveness. Therefore, activated carbon filters are saturated with adsorbed VOC and no longer have adsorption performance. Materials are generally not recyclable and are disposed of through landfill or incineration, which causes serious waste of resources and environmental pollution.

한국 공개특허 제10-2010-0127146호 (공개일: 2010.12.03)Korean Patent Publication No. 10-2010-0127146 (Publication Date: 2010.12.03)

본 발명은 활성탄의 우수한 흡착 성능을 그대로 보유함과 동시에 간단한 방법을 통해 흡착 성능의 회복이 가능한 휘발성 유기화합물(VOC) 흡착제, 흡착 필터 및 이들의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. The purpose of the present invention is to provide a volatile organic compound (VOC) adsorbent, an adsorption filter, and a method for manufacturing the same that retain the excellent adsorption performance of activated carbon and at the same time enable recovery of the adsorption performance through a simple method.

상기 기술적 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 이산화티타늄(TiO2) 및 활성탄을 포함하는 휘발성 유기화합물(VOC) 흡착용 복합재료를 제안한다. In order to achieve the above technical problem, the present invention proposes a composite material for adsorbing volatile organic compounds (VOC) containing titanium dioxide (TiO 2 ) and activated carbon.

또한, 상기 휘발성 유기화합물(VOC) 흡착용 복합재료를 기반으로 하는 흡착제로서, 이산화티타늄(TiO2)이 담지된 활성탄으로 이루어진 휘발성 유기화합물(VOC) 흡착제를 제안한다. In addition, as an adsorbent based on the composite material for adsorbing volatile organic compounds (VOC), a volatile organic compound (VOC) adsorbent made of activated carbon supported with titanium dioxide (TiO 2 ) is proposed.

또한, 상기 이산화티타늄(TiO2)이 담지된 활성탄으로 이루어진 휘발성 유기화합물(VOC) 흡착제의 제조방법으로서, (A) 활성탄을 이산화티탄 전구체 함유 용액에 함침시키는 단계, (B) 상기 활성탄 표면에 이산화티탄을 합성하여 이산화티탄 입자를 담지한 활성탄 혼합액을 제조하는 단계, (C) 상기 이산화티탄 입자가 담지된 활성탄 혼합액을 건조시켜 이산화티탄 입자가 담지된 활성탄을 제조하는 단계, 및 (D) 상기 이산화티탄 입자가 담지된 활성탄을 열처리하는 단계를 포함하는 휘발성 유기화합물(VOC) 흡착제의 제조방법을 제안한다. In addition, a method of manufacturing a volatile organic compound (VOC) adsorbent made of activated carbon supported on titanium dioxide (TiO 2 ), comprising the steps of (A) impregnating activated carbon in a solution containing a titanium dioxide precursor, (B) depositing dioxide on the surface of the activated carbon. Synthesizing titanium to prepare an activated carbon mixture carrying titanium dioxide particles, (C) drying the activated carbon mixture carrying titanium dioxide particles to prepare activated carbon carrying titanium dioxide particles, and (D) preparing activated carbon carrying titanium dioxide particles. We propose a method for manufacturing a volatile organic compound (VOC) adsorbent that includes heat treating activated carbon carrying titanium particles.

상기 단계 (A)에서 이산화티탄 전구체는 티타늄 테트라이소프로폭사이드를 사용할 수 있다. 상기 활성탄을 이산화티탄 전구체 함유 용액에 함침시킬 때, 상기 활성탄 100 중량부를 기준으로 이산화티탄 전구체를 100 내지 1100 중량부의 함량으로 포함할 수 있다. 상기 이산화티탄 전구체의 함량이 상기 활성탄 중량부를 기준으로 100 중량부 미만인 경우에는 이산화티탄을 통한 활성탄의 흡착성능의 재생을 기대하기 어려우며, 1100 중량부 초과인 경우에는 비표면적이 줄어들어 흡착효율이 저하된다. In step (A), titanium tetraisopropoxide may be used as the titanium dioxide precursor. When the activated carbon is impregnated with a solution containing a titanium dioxide precursor, the titanium dioxide precursor may be included in an amount of 100 to 1,100 parts by weight based on 100 parts by weight of the activated carbon. If the content of the titanium dioxide precursor is less than 100 parts by weight based on the weight of the activated carbon, it is difficult to expect regeneration of the adsorption performance of activated carbon through titanium dioxide, and if it exceeds 1100 parts by weight, the specific surface area decreases and the adsorption efficiency decreases. .

또한, 상기 단계 (A)에서 이산화티탄 전구체 함유 용액은 이산화티탄 전구체를 물을 포함하지 않는 용제에 혼합시켜서 제조될 수 있다. 상기 이산화티탄 전구체 함유 용액은, 바람직하게는 상기 이산화티탄 전구체를 아이소프로필 알코올에 혼합시켜서 제조될 수 있다. 상기 이산화티탄 전구체 함유용액 총 중량을 기준으로 2.6 내지 26 중량% 함량으로 포함되도록 이산화티탄 전구체를 혼합할 수 있다. 상기 활성탄을 이산화티탄 전구체 함유 용액에 함침시킬 때의 온도는 상온인 것이 바람직하다. 이 때 상온은 20 내지 25 ℃ 일 수 있다.Additionally, in step (A), the solution containing the titanium dioxide precursor may be prepared by mixing the titanium dioxide precursor with a solvent that does not contain water. The solution containing the titanium dioxide precursor may be preferably prepared by mixing the titanium dioxide precursor with isopropyl alcohol. The titanium dioxide precursor may be mixed to contain 2.6 to 26% by weight based on the total weight of the titanium dioxide precursor-containing solution. The temperature when impregnating the activated carbon with the solution containing the titanium dioxide precursor is preferably room temperature. At this time, room temperature may be 20 to 25°C.

그리고, 상기 단계 (B)에서 활성탄이 함침된 이산화티탄 전구체 용액에 증류수를 넣어 상기 이산화티탄 전구체 함유 용액 속 활성탄 표면에 이산화티탄을 합성하여 이산화티탄 입자를 담지한 활성탄 혼합액을 제조한다. 상기 증류수는 이산화티탄 전구체 100 중량부를 기준으로 50 내지 200 을 상기 활성탄이 침전된 이산화티탄 전구체 용액에 넣는 것이 바람직하다. 상기 활성탄이 침전된 이산화티탄 전구체 용액에 증류수를 넣을 때 자성막대를 이용하여 교반하며 증류수는 한 방울씩 넣는 것이 바람직하다.Then, in step (B), distilled water is added to the titanium dioxide precursor solution impregnated with activated carbon, and titanium dioxide is synthesized on the surface of the activated carbon in the solution containing the titanium dioxide precursor to prepare an activated carbon mixture carrying titanium dioxide particles. It is preferable to add 50 to 200 parts by weight of distilled water based on 100 parts by weight of the titanium dioxide precursor into the titanium dioxide precursor solution in which the activated carbon is precipitated. When adding distilled water to the titanium dioxide precursor solution in which the activated carbon has been precipitated, it is preferable to stir it using a magnetic rod and add distilled water drop by drop.

이어서, 상기 단계 (C)에서 상기 이산화티탄 입자를 담지한 활성탄 혼합액을 건조하는 단계는 상기 물을 포함하지 않은 용제의 끓는 점 이상의 온도로 가열된 오븐에 상기 활성탄이 함침된 이산화티탄 전구체 용액을 8 시간 내지 24 시간을 보관하여 상기 물을 포함하지 않은 용제를 제거하는 과정을 포함할 수 있다. 이 때 오븐에 보관한 상기 활성탄 혼합액을 완전히 건조하기 위하여 진공오븐에 추가로 보관할 수 있다. 진공오븐에 활성탄을 넣고 진공을 걸어서 40 ℃ 에서 4 시간을 보관할 수 있으며 압력은 0.01 MPa 내지 0.02 MPa 인 것이 적절하다.Next, in step (C), the step of drying the activated carbon mixture carrying the titanium dioxide particles is performed by placing the titanium dioxide precursor solution impregnated with the activated carbon in an oven heated to a temperature higher than the boiling point of the solvent that does not contain water. It may include a process of removing the solvent that does not contain water by storing it for 1 to 24 hours. At this time, the activated carbon mixture stored in the oven can be additionally stored in a vacuum oven to completely dry it. Activated carbon can be placed in a vacuum oven, placed under vacuum, and stored at 40°C for 4 hours. The appropriate pressure is 0.01 MPa to 0.02 MPa.

한편, 상기 단계 (D)에서 상기 이산화티탄 입자가 담지된 활성탄을 탄화로에서 열처리하는 단계는 특정 기기에 한정된 것이 아니며, 가열 시 승온 속도는 1 ℃/분, 온도 지속은 550 ℃ 에서 2시간이 바람직하다.Meanwhile, in step (D), the step of heat treating the activated carbon carrying the titanium dioxide particles in a carbonization furnace is not limited to a specific device, and the temperature increase rate during heating is 1°C/min and the temperature is maintained at 550°C for 2 hours. desirable.

그리고, 본 발명은 상기 휘발성 유기화합물(VOC) 흡착용 복합재료를 기반으로 하는 흡착 필터로서, 이산화티타늄(TiO2)이 표면에 코팅된 활성탄 필터인 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물(VOC) 흡착 필터를 제안한다. In addition, the present invention is an adsorption filter based on the composite material for adsorbing volatile organic compounds (VOC), characterized in that it is an activated carbon filter coated on the surface with titanium dioxide (TiO 2 ). suggests.

이때, 상기 활성탄 필터는 비표면적이 80 내지 300 m2/g 일 수 있다. 그리고, 상기 활성탄의 평균 기공 크기는 3 내지 40 nm 일 수 있다. 또한, 상기 이산화티탄 입자는 200 나노미터에서 500 나노미터의 크기를 가지는 것이 바람직하나 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. At this time, the activated carbon filter may have a specific surface area of 80 to 300 m 2 /g. And, the average pore size of the activated carbon may be 3 to 40 nm. In addition, the titanium dioxide particles preferably have a size of 200 nanometers to 500 nanometers, but are not necessarily limited thereto.

또한, 상기 이산화티타늄(TiO2)이 표면에 코팅된 활성탄 필터로 구성된 휘발성 유기화합물(VOC) 흡착 필터의 제조방법으로서, (a) 이산화티탄 입자를 제조하는 단계, (b) 접착제 분산액을 제조하는 단계, (c) 이산화티탄 입자 분산액을 제조하는 단계, (d) 상기 접착제 분산액 및 상기 이산화티탄 입자 분산액을 활성탄 필터에 분사하는 단계, 및 (e) 상기 접착제 분산액 및 상기 이산화티탄 입자 분산액이 코팅된 활성탄 필터를 건조시키는 단계를 포함하는 휘발성 유기화합물(VOC) 흡착 필터의 제조방법을 제안한다. In addition, a method of manufacturing a volatile organic compound (VOC) adsorption filter consisting of an activated carbon filter coated on the surface with titanium dioxide (TiO 2 ), comprising the steps of (a) preparing titanium dioxide particles, (b) preparing an adhesive dispersion. Step, (c) preparing a titanium dioxide particle dispersion, (d) spraying the adhesive dispersion and the titanium dioxide particle dispersion on an activated carbon filter, and (e) coating the adhesive dispersion and the titanium dioxide particle dispersion. We propose a method for manufacturing a volatile organic compound (VOC) adsorption filter that includes the step of drying an activated carbon filter.

상기 단계 (a)에서 상기 이산화티탄 입자는 이산화티탄 전구체 함유 용액에 증류수를 넣어 제조된다. 구체적으로 상기 이산화티탄 전구체로는 티타늄 테트라이소프로폭사이드를 사용할 수 있다. 상기 이산화티탄 전구체 함유 용액은 이산화티탄 전구체를 물을 포함하지 않는 용제에 혼합시켜 이산화티탄 혼합액을 제조한 후 이를 건조하여 제조될 수 있다. 상기 이산화티탄 전구체 함유 용액은, 바람직하게는 상기 이산화티탄 전구체를 아이소프로필 알코올에 혼합시켜서 제조될 수 있다. 상기 이산화티탄 전구체 함유 용액 총 중량을 기준으로 18 중량% 함량으로 포함되도록 이산화티탄 전구체를 혼합할 수 있다. 상기 이산화티탄 전구체 함유 용액에 증류수를 넣을 때의 온도는 상온인 것이 바람직하다. 이 때 상온은 20 내지 25 ℃ 일 수 있다.In step (a), the titanium dioxide particles are prepared by adding distilled water to a solution containing a titanium dioxide precursor. Specifically, titanium tetraisopropoxide can be used as the titanium dioxide precursor. The solution containing the titanium dioxide precursor can be prepared by mixing the titanium dioxide precursor with a solvent that does not contain water to prepare a titanium dioxide mixed solution and then drying the mixture. The solution containing the titanium dioxide precursor may be preferably prepared by mixing the titanium dioxide precursor with isopropyl alcohol. The titanium dioxide precursor may be mixed to contain 18% by weight based on the total weight of the solution containing the titanium dioxide precursor. The temperature when distilled water is added to the solution containing the titanium dioxide precursor is preferably room temperature. At this time, room temperature may be 20 to 25°C.

또한, 상기 이산화티탄 입자 혼합액을 건조하는 단계는 상기 물을 포함하지 않은 용제의 끓는점 이상의 온도로 가열된 오븐에 상기 이산화티탄 입자 혼합액을 8 시간 내지 24 시간을 보관하여 상기 물을 포함하지 않은 용제를 제거하는 과정을 포함할 수 있다. 이 때 오븐에 보관한 이산화티탄 입자 혼합액을 완전히 건조하기 위하여 진공오븐에 추가로 보관할 수 있다. 진공오븐에 이산화티탄 입자를 넣고 진공을 걸어서 40 ℃ 에서 4 시간을 보관할 수 있으며, 압력은 0.01 내지 0.02 MPa 인 것이 적절하다.In addition, the step of drying the titanium dioxide particle mixture is performed by storing the titanium dioxide particle mixture in an oven heated to a temperature higher than the boiling point of the water-free solvent for 8 to 24 hours to dry the water-free solvent. It may include a removal process. At this time, the titanium dioxide particle mixture stored in the oven can be additionally stored in a vacuum oven to completely dry it. Titanium dioxide particles can be placed in a vacuum oven, placed under vacuum, and stored at 40°C for 4 hours, and the appropriate pressure is 0.01 to 0.02 MPa.

나아가, 상기 제조된 이산화티탄 입자는 탄화로에서 열처리하는 단계를 추가적으로 거칠 수 있으며, 특정한 기기에 한정된 것이 아니며, 가열 시 승온 속도는 10 ℃/분, 온도 지속은 550 ℃ 에서 3시간이 바람직하다.Furthermore, the prepared titanium dioxide particles may additionally undergo a heat treatment step in a carbonization furnace, and are not limited to a specific device. The temperature increase rate during heating is preferably 10°C/min, and the temperature is maintained at 550°C for 3 hours.

상기 단계 (b)에서 상기 접착제는 카복시메틸셀룰로스나트륨 또는 스틸렌-부타디엔공중합체 수분산액을 포함할 수 있다. 상기 접착제는 점도를 줄여 스프레이를 이용한 분사를 용이하게 하기 위하여 적절한 용매에 희석하여 상기 접착제 분산액을 제조할 수 있다. 분사를 하기 위한 스프레이는 시판되는 것을 사용할 수 있다.In step (b), the adhesive may include sodium carboxymethyl cellulose or an aqueous styrene-butadiene copolymer dispersion. The adhesive dispersion can be prepared by diluting the adhesive in an appropriate solvent to reduce viscosity and facilitate spraying. A commercially available spray can be used for spraying.

그리고, 상기 단계 (c)에서 이산화티탄 입자를 용제에 분산시켜 이산화티탄 입자 분산액을 제조할 때 바람직한 용제로서 무수에탄올을 사용할 수 있다. 이는 이산화티탄 입자 분산액이 분사 후 빠르게 건조되게 하기 위함으로, 사용해야할 용제가 이에 국한되는 것은 아니고, 휘발성이 높아 빠르게 건조되는 통상적인 용제를 사용할 수 있다. 이 때 이산화티탄 입자를 1내지 10 (중량/부피)% 함량으로 용제에 포함할 수 있다. 이산화티탄 입자가 1 (중량/부피)% 이하의 함량으로 용제에 포함될 경우 상기 활성탄 필터에 분사되는 이산화티탄 입자의 양이 적어 활성탄 필터의 재생을 기대할 수 없다. 또한 이산화티탄 입자가 10 (중량/부피)% 이상의 함량으로 용제에 포함될 경우 이산화티탄 분산액의 농도가 높아져 스프레이를 통한 고운 비말 분사가 어렵다.In step (c), when dispersing titanium dioxide particles in a solvent to prepare a titanium dioxide particle dispersion, anhydrous ethanol can be used as a preferred solvent. This is to allow the titanium dioxide particle dispersion to dry quickly after spraying. The solvent to be used is not limited to this, and a typical solvent that dries quickly due to its high volatility can be used. At this time, titanium dioxide particles may be included in the solvent in an amount of 1 to 10 (weight/volume)%. If titanium dioxide particles are included in the solvent in an amount of less than 1 (weight/volume)%, regeneration of the activated carbon filter cannot be expected because the amount of titanium dioxide particles sprayed on the activated carbon filter is small. In addition, when titanium dioxide particles are included in the solvent in an amount of more than 10 (weight/volume)%, the concentration of the titanium dioxide dispersion increases, making it difficult to spray fine droplets.

그리고, 상기 단계 (d)에서 상기 접착제 분산액과 이산화티탄 입자 분산액을 활성탄 필터에 분사하는 단계는 먼저 스프레이를 이용해 접착제 분산액을 활성탄 필터에 분사하는 것으로 시작된다. 이후 접착제가 마르기 전에 가급적 바로 상기 이산화티탄 입자 분산액을 활성탄 필터에 분사한다.And, in step (d), the step of spraying the adhesive dispersion and the titanium dioxide particle dispersion on the activated carbon filter begins with first spraying the adhesive dispersion on the activated carbon filter using a spray. Afterwards, spray the titanium dioxide particle dispersion onto the activated carbon filter as soon as possible before the adhesive dries.

또한, 상기 단계 (e)에서 상기 접착제 분산액과 이산화티탄 입자 분산액이 도포된 활성탄 필터를 오븐을 이용해 건조하여 이산화티탄 입자가 담지된 활성탄 소재의 VOC 필터를 제조한다. 이 때 70 ℃ 로 가열된 오븐에서 30분 간 건조하는 방법을 사용할 수 있으나, 이에 국한되는 것은 아니고, 접착제 분산액과 이산화티탄 분산액을 제조할 때 사용한 용매 혹은 용제를 모두 건조할 수 있는 통상적인 방법을 이용할 수 있다. In addition, in step (e), the activated carbon filter coated with the adhesive dispersion and the titanium dioxide particle dispersion is dried using an oven to manufacture a VOC filter made of activated carbon with titanium dioxide particles supported thereon. At this time, a method of drying in an oven heated to 70 ℃ for 30 minutes can be used, but this is not limited to this, and a conventional method of drying all the solvents or solvents used when preparing the adhesive dispersion and titanium dioxide dispersion can be used. Available.

본 발명에 따른 휘발성 유기화합물(VOC) 흡착용 복합재료는, 활성탄에 이산화티탄 입자를 도입시킴으로써 자외선 등의 광 에너지 조사에 의해 흡착된 VOC를 간단히 제거할 수 있기 때문에, 상기 복합재료를 포함하는 흡착제 또는 흡착 필터의 재생 및 재사용을 가능케 하고, 기존 VOC 흡착제 대비 경제성을 높일 뿐만 아니라 실내 대기 환경 개선, 폐기물 감소 및 환경 보호 등 다양한 효과를 기대할 수 있다. Since the composite material for adsorbing volatile organic compounds (VOC) according to the present invention can easily remove the VOC adsorbed by irradiation of light energy such as ultraviolet rays by introducing titanium dioxide particles into activated carbon, the adsorbent containing the composite material Alternatively, it can enable the regeneration and reuse of adsorption filters, increase economic efficiency compared to existing VOC adsorbents, and various effects can be expected, such as improving the indoor air environment, reducing waste, and protecting the environment.

도 1(a) 및 도 1(b)은 각각 TiO2 입자 및 TiO2 함유 활성탄(activated carbon, AC)의 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
도 2(a) 및 도 2(b)는 각각 TiO2 입자의 Ti 2p 및 O 1s 영역의 X선 광전자 스펙트럼(X-ray photoelectron spectrum)이고, 도 2(c) 및 도 2(d)는 각각 TiO2 함유 활성탄의 Ti 2p 및 O 1s 영역의 X선 광전자 스펙트럼이다.
도 3(a) 및 도 3(b)는 각각 TiO2 나노입자 및 TiO2 함유 활성탄의 X선 회절 패턴이다.
도 4(a) 내지 도 4(c)는 각각 TiO2 입자, TiO2 함유 활성탄(TiO2/AC) 및 활성탄(AC)의 N2 흡/탈착 등온선(adsorption/desorption isotherm)이다.
도 5(a)는 톨루엔 주입 횟수에 따른 TiO2 함유 활성탄(TiO2/AC)의 흡착 효율 측정한 결과이고, 도 5(b)는 UV-C(15W) 노출 시간에 따른 TiO2 함유 활성탄(TiO2/AC)의 재생률을 측정한 결과이다.
도 6(a)는 TiO2 함유 활성탄(TiO2/AC) 필터에 초기 흡착 후 VOC(톨루엔 및 아세트알데히드)의 상대 농도 변화를 측정한 결과이고 도 6(b)는 광원과 노출 시간에 따른 TiO2 함유 활성탄(TiO2/AC) 필터의 재생률을 측정한 결과이다.
도 7은 TiO2 함유 탄소 소재의 재생 메커니즘을 나타낸 개략도이다.
Figures 1(a) and 1(b) are scanning electron microscope (SEM) photographs of TiO 2 particles and TiO 2 -containing activated carbon (AC), respectively.
Figures 2(a) and 2(b) are X-ray photoelectron spectra of the Ti 2p and O 1s regions of TiO 2 particles, respectively, and Figures 2(c) and 2(d) are respectively This is the X-ray photoelectron spectrum of the Ti 2p and O 1s regions of TiO 2 -containing activated carbon.
Figures 3(a) and 3(b) are X-ray diffraction patterns of TiO 2 nanoparticles and TiO 2 -containing activated carbon, respectively.
Figures 4(a) to 4(c) are N 2 adsorption/desorption isotherms of TiO 2 particles, TiO 2 -containing activated carbon (TiO 2 /AC), and activated carbon (AC), respectively.
Figure 5(a) shows the results of measuring the adsorption efficiency of TiO 2 -containing activated carbon (TiO 2 /AC) according to the number of toluene injections, and Figure 5 (b) shows the results of measuring the adsorption efficiency of TiO 2 -containing activated carbon (TiO 2 /AC) according to UV-C (15W) exposure time. This is the result of measuring the regeneration rate of TiO 2 /AC).
Figure 6(a) is the result of measuring the relative concentration change of VOC (toluene and acetaldehyde) after initial adsorption on TiO 2 -containing activated carbon (TiO 2 /AC) filter, and Figure 6(b) is the result of measuring the change in relative concentration of VOC (toluene and acetaldehyde) according to light source and exposure time. This is the result of measuring the regeneration rate of a 2- containing activated carbon (TiO 2 /AC) filter.
Figure 7 is a schematic diagram showing the regeneration mechanism of TiO 2 -containing carbon material.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Since the embodiments according to the concept of the present invention can make various changes and have various forms, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the present specification or application. However, this is not intended to limit the embodiments according to the concept of the present invention to a specific disclosed form, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. The terms used herein are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as “include” or “have” are intended to indicate the existence of a described feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof, but are not intended to indicate the presence of one or more other features or numbers. It should be understood that this does not preclude the existence or addition of steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

이하, 실시예를 들어 본 발명에 대해 보다 상세하게 설명하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples.

본 명세서에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. Embodiments according to the present specification may be modified into various other forms, and the scope of the present specification is not to be construed as being limited to the embodiments described in detail below. The embodiments of this specification are provided to more completely explain the present specification to those with average knowledge in the art.

<실시예><Example>

1. TiO1.TiO 22 입자의 합성 synthesis of particles

50ml 이소프로필 알코올(IPA, 99.8%) 및 7.4ml 티타늄 이소프로폭사이드(TTIP, 97%, (Ti[OCH(CH3)2]4))의 혼합물을 실온에서 5분 동안 교반하였다. TiO2 졸을 얻기 위해 실온에서 300rpm으로 1시간 동안 교반한 후, 물 18mL를 적가하였다. 1M NaOH 용액을 첨가하여 TiO2 졸의 pH를 7-8로 조정한 다음 용액을 100℃에서 밤새 건조시켰다. 생성된 고체를 분쇄하고 노(furnace)에서 10 ℃ min-1의 가열 속도로 N2 하에 550 ℃에서 3시간 동안 소성하였다. A mixture of 50 ml isopropyl alcohol (IPA, 99.8%) and 7.4 ml titanium isopropoxide (TTIP, 97%, (Ti[OCH(CH 3 ) 2 ] 4 )) was stirred at room temperature for 5 minutes. To obtain TiO 2 sol, the mixture was stirred at room temperature at 300 rpm for 1 hour, and then 18 mL of water was added dropwise. The pH of the TiO 2 sol was adjusted to 7-8 by adding 1M NaOH solution, and then the solution was dried at 100°C overnight. The resulting solid was pulverized and calcined in a furnace at 550°C for 3 hours under N 2 at a heating rate of 10°C min -1 .

2. TiO2.TiO 22 /AC의 합성/AC synthesis

TTIP(5.74mL)를 IPA(40mL)에 첨가하고 용액을 실온에서 5분 동안 교반하였다. 활성탄(AC) 1g을 첨가한 후, 실온에서 1시간 동안 교반하면서 용액에 물(10mL)을 적가하였다. 생성된 회색 혼합물을 100℃에서 밤새 건조시켰다. 생성된 고체를 분쇄하고 노에서 1 ℃ min-1의 가열 속도로 N2 하에 550 ℃에서 2시간 동안 소성했다. TTIP (5.74 mL) was added to IPA (40 mL) and the solution was stirred at room temperature for 5 min. After adding 1 g of activated carbon (AC), water (10 mL) was added dropwise to the solution while stirring at room temperature for 1 hour. The resulting gray mixture was dried at 100°C overnight. The resulting solid was pulverized and calcined in a furnace at 550°C for 2 hours under N 2 at a heating rate of 1°C min -1 .

3. TiO3.TiO 22 /AC 필터의 제작 /Production of AC filter

상기 1.에서 합성된(as-prepared) TiO2 입자(1.722g)를 무수 에탄올(20mL)에 분산시키고 스티렌-부타디엔 공중합체(SB-Latex)의 수성 분산액(4mL)을 물(40mL)에 희석하여 TiO2 및 SB-Latex 분산액을 각각 제조하였다. 희석된 SB-Latex 분산액을 먼저 AC 필터에 분사한 다음 에탄올-TiO2 분산액 10mL를 AC 필터 50mg에 분사했다. 생성된 TiO2/AC 필터를 70℃에서 30분 동안 건조시켰다. The TiO 2 particles (1.722 g) synthesized (as-prepared) in 1 above were dispersed in absolute ethanol (20 mL), and the aqueous dispersion (4 mL) of styrene-butadiene copolymer (SB-Latex) was diluted in water (40 mL). TiO 2 and SB-Latex dispersions were prepared respectively. The diluted SB-Latex dispersion was first sprayed on the AC filter, and then 10 mL of ethanol-TiO 2 dispersion was sprayed on 50 mg of the AC filter. The resulting TiO 2 /AC filter was dried at 70°C for 30 minutes.

4. TiO4.TiO 22 /AC 및 AC 필터의 VOC 흡착 및 재생 /VOC adsorption and regeneration of AC and AC filters

TiO2/AC 및 TiO2/AC 필터에 대한 VOC(톨루엔 및 아세트알데히드)의 흡착 성능을 평가하기 위해 샘플을 테들러 백(Tedlar bag) (5 L, Gastec, Kanagawa, Japan)에 넣고 톨루엔 가스(N2 중 30 ppm) 또는 아세트알데히드 가스(공기 중 88ppm)를 주입했다. 테들러 백을 암실에 30분 동안 보관한 후, 내부의 톨루엔 또는 아세트알데히드 농도를 검출기 튜브(각각 122L 또는 92M, Gastec)를 사용하여 측정하였다. 테들러 백에 남아있는 가스를 빼낸 후 필터가 포화될 때까지 위의 과정을 반복하였다. 포화된 필터 샘플을 재생하기 위해, UV 광원(15W UV-A 또는 UV-C, Vilber Lourmat, Marne-la-Vallee, France)이 조사되는 암실 내에서 일정 시간 동안 샘플을 공기(5L)로 채워진 테들러 백에 보관했다. 이때, 샘플과 자외선 광원 사이의 거리는 약 15cm로 설정하였다. To evaluate the adsorption performance of VOCs (toluene and acetaldehyde) on TiO 2 /AC and TiO 2 /AC filters, samples were placed in a Tedlar bag (5 L, Gastec, Kanagawa, Japan) and subjected to toluene gas ( 30 ppm in N 2 ) or acetaldehyde gas (88 ppm in air) was injected. After the Tedler bag was stored in the dark for 30 minutes, the toluene or acetaldehyde concentration inside was measured using a detector tube (122L or 92M, respectively, Gastec). After draining the gas remaining in the Tedler bag, the above process was repeated until the filter was saturated. To regenerate saturated filter samples, the samples were placed in a container filled with air (5 L) for a certain period of time in a dark room illuminated by a UV light source (15 W UV-A or UV-C, Vilber Lourmat, Marne-la-Vallee, France). I stopped by and kept it in my bag. At this time, the distance between the sample and the ultraviolet light source was set to about 15 cm.

<실험예><Experimental example>

도 1은 TiO2 입자와 TiO2/AC의 SEM 사진이다. 직경이 200-500 nm인 TiO2 입자가 합성되어 AC에 성공적으로 부착되었다. 에너지 분산 X선 분광법(Energy-dispersive X-ray spectroscopy)에 의해 Ti : O의 몰비가 1 : 2인 것으로 나타나 AC 표면에 TiO2가 존재함을 확인할 수 있었다(표 1). Figure 1 is an SEM photograph of TiO 2 particles and TiO 2 /AC. TiO 2 particles with a diameter of 200–500 nm were synthesized and successfully attached to AC. Energy-dispersive X-ray spectroscopy showed that the molar ratio of Ti:O was 1:2, confirming the presence of TiO 2 on the AC surface (Table 1).

<표 1> TiO<Table 1> TiO 22 입자와 TiO Particles and TiO 22 함유 활성탄(AC)의 원소 분석 결과 Elemental analysis results of activated carbon (AC) containing

a 에너지 분산형 X선 분광계가 장착된 전계 방출 주사전자현미경(FE-SEM)으로 C, Ti 및 O 각각에 대한 값을 얻음 a Field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) equipped with an energy-dispersive X-ray spectrometer obtained values for C, Ti, and O, respectively.

재료의 표면 화학을 분석하기 위해 광전자 분광법(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)을 실시했다(도 2). TiO2 입자의 Ti 2p 스펙트럼(도 2(a) 및 2(b))에서는 458.6 및 464.3 eV에서 두 개의 피크가 관찰되는데, 이는 각각 Ti4+의 Ti 2p1/2 및 Ti 2p3/2에 해당된다. O 1s 스펙트럼에서 530 eV에서의 O 1s1/2 피크는 4가(tetravalent) Ti에 결합된 O에 할당되어 TiO2의 존재를 확인시켜준다. 또한, 531.5 eV에서 O 1s3/2 피크는 TiO2 표면의 Ti-OH 결합에 기인한다. TiO2/AC의 XPS(도 2(c) 및 2(d))는 Ti 2p 스펙트럼에서 각각 Ti4+의 Ti 2p1/2 및 Ti 2p3/2에 대응되는 458.8 및 464.5eV에서 유사한 피크를 나타낸다. O 1s1/2 및 O 1s3/2 피크는 각각 530.1 및 531.8 eV에서 관찰되어 TiO2 및 Ti-OH 결합의 존재를 다시 확인시켜준다. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) was performed to analyze the surface chemistry of the material (Figure 2). In the Ti 2p spectrum of TiO 2 particles (Figures 2(a) and 2(b)), two peaks are observed at 458.6 and 464.3 eV, which correspond to Ti 2p 1/2 and Ti 2p 3/2 of Ti 4+ , respectively. It applies. In the O 1s spectrum, the O 1s 1/2 peak at 530 eV is assigned to O bound to tetravalent Ti, confirming the presence of TiO 2 . Additionally, the O 1s 3/2 peak at 531.5 eV is due to the Ti-OH bond on the TiO 2 surface. XPS of TiO 2 /AC (FIGS. 2(c) and 2(d)) shows similar peaks at 458.8 and 464.5 eV, respectively, corresponding to Ti 2p 1/2 and Ti 2p 3/2 of Ti 4+ in the Ti 2p spectrum. indicates. O 1s 1/2 and O 1s 3/2 peaks are observed at 530.1 and 531.8 eV, respectively, again confirming the presence of TiO 2 and Ti-OH bonds.

TiO2의 상(phase)과 결정 구조를 분석하기 위해 TiO2 입자와 TiO2/AC의 XRD 분석을 실시하였다(도 3). TiO2/AC의 XRD 패턴에서 2θ = 25.4°, 37.9°, 48.1°, 54.2°, 54.6°, 62.8°, 70.7° 및 75.4°에서의 회절 피크는 각각 아나타제(anatase)의 (101), (004), (200), (105), (211), (204), (220) 및 (215) 결정면에 대응한다. 반면, TiO2 입자의 XRD 패턴에서 (110), (101), (200) 및 (301) 결정면 각각에 대한 2θ = 27.6°, 36.2°, 56.7° 및 69.1°에서의 피크는 루타일(rutile) 상의 존재를 나타낸다. 이러한 결정상의 차이는 AC가 아나타제에서 루타일로의 TiO2 상변화를 억제하기 때문인 것으로 여겨진다. 본 실시예에서는 TiO2를 AC에 코팅하거나 분무함으로써 TiO2에 비해 많은 양의 AC가 TiO2의 루타일로의 상변화를 억제하기에 충분하다. 따라서, TiO2/AC의 XRD 패턴은 아나타제를 나타내는 피크만 보이지만 TiO2의 XRD 패턴에는 아나타제와 루타일을 나타내는 피크 모두 나타난다. TiO2 내 아나타제와 루타일의 질량 분율은 다음 식들을 사용해 계산된다. To analyze the phase and crystal structure of TiO 2 , XRD analysis of TiO 2 particles and TiO 2 /AC was performed (Figure 3). The diffraction peaks at 2θ = 25.4 °, 37.9°, 48.1°, 54.2°, 54.6°, 62.8°, 70.7°, and 75.4° in the ), (200), (105), (211), (204), (220), and (215) correspond to the crystal planes. On the other hand, in the Indicates the presence of an image. This difference in crystal phase is believed to be because AC inhibits the TiO 2 phase change from anatase to rutile. In this example, by coating or spraying TiO 2 on AC, a larger amount of AC than TiO 2 is sufficient to suppress the phase change of TiO 2 to rutile. Therefore, the XRD pattern of TiO 2 /AC shows only peaks representing anatase, but the XRD pattern of TiO 2 shows both peaks representing anatase and rutile. The mass fractions of anatase and rutile in TiO 2 are calculated using the following equations:

상기 식에서, f A 는 TiO2에서 아나타제의 질량 분율, K는 보정 계수(correction factor ), I R I A 는 각각 2θ = 27°에서 루타일 (110) 및 2θ = 25°에서 아나타제 (101)의 가장 강한 XRD 피크이다. TiO2에서 아나타제와 루타일의 질량 분율은 위의 식에 따라 각각 0.583과 0.417이다. where f A is the mass fraction of anatase in TiO 2 , K is the correction factor, I R and I A are rutile (110) at 2θ = 27° and anatase (101) at 2θ = 25°, respectively. is the strongest XRD peak. The mass fractions of anatase and rutile in TiO 2 are 0.583 and 0.417, respectively, according to the above equation.

TiO2, TiO2/AC 및 AC의 조직 특성(textural characteristics)은 N2 흡착을 이용해 분석했다. 도 4(a)에서 볼 수 있듯이 TiO2의 등온선은 낮은 BET(Brunauer-Emmett-Teller) 표면적(18.0 m2 g-1)을 가지며 TiO2의 비다공성 특성을 나타내는 type II의 거동을 보여준다. 그러나, TiO2/AC 및 AC의 등온선은 type I 및 type IV 거동을 모두 나타낸다. TiO2/AC 및 AC는 type I의 특징인 비교적 낮은 압력(P/P0 < 0.2)에서 미세기공 충진(micropore filling)을 나타낸다. TiO2/AC는 표면을 덮고 있는 TiO2 클러스터로 인해 AC보다 미세 기공이 적어, TiO2/AC 등온선은 AC 등온선에 비해 좁은 "knee"를 나타낸다. 또한, TiO2/AC(409.7 m2 g-1)의 BET 표면적은 AC(930.9 m2 g-1)보다 낮다. 도 4(b) 및 4(c)에 표시된 TiO2/AC 및 AC 등온선의 히스테리시스 루프는 type IV 거동의 특징이며 분기(branch)가 넓은 상대 압력 범위(P/P0 > 0.4)에서 수평 및 평행을 유지하기 때문에 H4 히스테리시스로 지정된다. 이는 AC 내부의 좁은 슬릿(narrow-slit) 기공의 특징이다. BJH(Barrett, Joyner and Halenda) 분석을 사용하여 측정한 기공 부피 및 기공 직경 분포 곡선에서 AC 기공의 크기 범위는 1.7-6 nm이고 평균 기공 직경은 6.4 nm이다(도 4(c)). TiO2/AC 내에서 기공 크기는 1.7-2.1 nm 범위에 있으며 평균 기공 직경은 5.1 nm로서 AC보다 작다. 이는 TiO2 입자가 AC 표면의 기공을 차단하기 때문이다. The textural characteristics of TiO 2 , TiO 2 /AC and AC were analyzed using N 2 adsorption. As can be seen in Figure 4(a), the isotherm of TiO 2 has a low BET (Brunauer-Emmett-Teller) surface area (18.0 m 2 g -1 ) and shows type II behavior, indicating the non-porous nature of TiO 2 . However, the isotherms of TiO 2 /AC and AC show both type I and type IV behavior. TiO 2 /AC and AC exhibit micropore filling at relatively low pressure (P/P 0 < 0.2), which is characteristic of type I. TiO 2 /AC has fewer micropores than AC due to the TiO 2 clusters covering the surface, so the TiO 2 /AC isotherm shows a narrow “knee” compared to the AC isotherm. Additionally, the BET surface area of TiO 2 /AC (409.7 m 2 g -1 ) is lower than that of AC (930.9 m 2 g -1 ). The hysteresis loops of the TiO 2 /AC and AC isotherms shown in Figures 4(b) and 4(c) are characteristic of type IV behavior, with the branches being horizontal and parallel over a wide relative pressure range (P/P 0 > 0.4). Because it maintains , it is designated as H4 hysteresis. This is a characteristic of the narrow-slit pores inside the AC. In the pore volume and pore diameter distribution curves measured using Barrett, Joyner and Halenda (BJH) analysis, the size range of AC pores is 1.7-6 nm and the average pore diameter is 6.4 nm (Figure 4(c)). In TiO 2 /AC, the pore size is in the range of 1.7-2.1 nm and the average pore diameter is 5.1 nm, which is smaller than AC. This is because TiO 2 particles block the pores on the AC surface.

TiO2/AC의 흡착을 평가하기 위해 샘플 50 mg을 테들러 백에 넣고 톨루엔 가스(5 L, N2 중 30 ppm)를 주입했다. 테들러 백은 톨루엔 흡착을 위해 암실에서 5분 동안 보관했다. 테들러 백 내의 톨루엔 농도는 검출기 튜브를 사용하여 측정되었다. 흡착 효율(adsorption efficiency, E)은 다음과 같이 계산된다. To evaluate the adsorption of TiO 2 /AC, 50 mg of sample was placed in a Tedlar bag and toluene gas (5 L, 30 ppm in N 2 ) was injected. Tedler bags were stored in the dark for 5 minutes to allow toluene adsorption. The toluene concentration in the Tedler bag was measured using a detector tube. Adsorption efficiency (E) is calculated as follows.

상기 식에서, C I 는 테들러 백에 주입된 VOC(톨루엔 또는 아세트알데히드)의 초기 농도이고 C a 는 흡착 후 테들러 백 내 VOC 농도이다. In the above equation, C I is the initial concentration of VOC (toluene or acetaldehyde) injected into the Tedlar bag and C a is the VOC concentration in the Tedlar bag after adsorption.

TiO2/AC의 흡착 부위를 포화시키기 위해 테들러 백 내에서 흡착 후 톨루엔 농도가 약 30ppm(톨루엔 가스의 초기 농도)에 도달할 때까지 테들러 백에 톨루엔 가스를 주입하고 제거하는 과정을 반복했다. 즉, TiO2/AC의 E가 점차 감소하여 톨루엔 가스 주입 및 제거 과정을 여러 번 반복한 후 거의 0에 도달한다(도 5a). 네 번째 주입 후 E가 급격히 감소하여 흡착 부위가 VOC로 거의 덮여 있음을 나타낸다. 아홉 번째 주입 후 곡선은 포화를 나타낸다. 모든 샘플은 도 5(a)에 표시된 것과 유사한 포화 곡선을 보여 TiO2/AC의 안정적인 흡착 성능을 나타낸다. TiO2/AC의 흡착 용량은 다음 식에 따라 TiO2/AC의 단위 질량당 흡착된 톨루엔의 양을 계산하여 추정했다. In order to saturate the adsorption site of TiO 2 /AC, the process of injecting and removing toluene gas into the Tedler bag was repeated until the toluene concentration reached about 30 ppm (initial concentration of toluene gas) after adsorption in the Tedler bag. . That is, the E of TiO 2 /AC gradually decreases and reaches almost 0 after repeating the toluene gas injection and removal process several times (FIG. 5a). After the fourth injection, E decreases rapidly, indicating that the adsorption site is almost covered with VOC. The curve shows saturation after the ninth injection. All samples showed saturation curves similar to those shown in Figure 5(a), indicating stable adsorption performance of TiO 2 /AC. The adsorption capacity of TiO 2 /AC was estimated by calculating the amount of toluene adsorbed per unit mass of TiO 2 /AC according to the following equation.

상기 식에서, W는 흡착제의 단위 질량당 흡착 용량, n은 톨루엔 주입 횟수, V T 는 테들러 백의 부피, V M 은 표준 온도 및 압력에서 기체의 몰 부피, M T 는 톨루엔의 몰 질량, m은 흡착제의 질량이다. In the above equation, W is the adsorption capacity per unit mass of adsorbent, n is the number of toluene injections, V T is the volume of the Tedler bag, V M is the molar volume of the gas at standard temperature and pressure, M T is the molar mass of toluene, m is is the mass of the adsorbent.

TiO2/AC의 평균 W toluene 은 약 57.4 mg g-1로 이전에 보고된 다른 VOC 흡착제에 비해 상당히 높다. TiO2/AC의 W는 TiO2 미립자 코팅으로 인해 AC에 비해 감소되긴 하지만 상당히 높은 값을 나타낼 뿐만 아니라 광 조사를 통해 재생된다는 뚜렷한 이점이 있다.The average W toluene of TiO 2 /AC is about 57.4 mg g -1 , which is significantly higher than that of other previously reported VOC adsorbents. Although the W of TiO 2 /AC is reduced compared to AC due to the TiO 2 particulate coating, it not only exhibits significantly higher values, but also has the distinct advantage of being regenerated through light irradiation.

톨루엔으로 포화된 TiO2/AC 샘플을 사용하여 UV-C 노출 시간에 따른 재생 속도 의존성을 평가했다. 도 5(b)는 TiO2/AC의 재생 속도를 UV-C 노출 시간의 함수로 보여준다. TiO2/AC의 흡착 부위를 재생하기 위해 톨루엔으로 포화된 TiO2/AC 샘플을 공기로 채워진 테들러 백에 넣고 각 테들러 백을 서로 다른 시간 동안 UV-C(15W, 254nm)에 노출시켰다. UV-C 조사 후 테들러 백의 공기를 톨루엔(5 L, 공기 중 30 ppm)으로 교체하고 테들러 백을 암실에서 5분 동안 보관하였다. 재생 후 흡착 효율(E)를 평가하기 위해 테들러 백 내의 톨루엔 농도를 측정했으며, 재생 속도(R)는 다음과 같이 계산했다. The dependence of regeneration rate on UV-C exposure time was evaluated using TiO 2 /AC samples saturated with toluene. Figure 5(b) shows the regeneration rate of TiO 2 /AC as a function of UV-C exposure time. To regenerate the adsorption sites of TiO 2 /AC, toluene-saturated TiO 2 /AC samples were placed in air-filled Tedler bags, and each Tedler bag was exposed to UV-C (15 W, 254 nm) for different times. After UV-C irradiation, the air in the Tedler bag was replaced with toluene (5 L, 30 ppm in air), and the Tedler bag was stored in the dark for 5 minutes. To evaluate the adsorption efficiency (E) after regeneration, the toluene concentration in the Tedler bag was measured, and the regeneration rate ( R ) was calculated as follows.

상기 식에서, E br 은 재생 전의 흡착 효율이고 E ar 는 재생 후의 흡착 효율이다. 1시간 동안 15W UV-C에 노출된 후 TiO2/AC의 R은 약 50%이다. 또한, 노출 시간이 4시간이 될 때까지 R의 급격한 증가가 관찰되었으며, 12시간 후 최대 R(96%)에 도달했다. In the above equation, E br is the adsorption efficiency before regeneration and E ar is the adsorption efficiency after regeneration. The R of TiO 2 /AC after exposure to 15W UV-C for 1 hour is about 50%. Additionally, a rapid increase in R was observed until the exposure time was 4 h, reaching a maximum R (96%) after 12 h.

상용 AC에 이러한 재생 특성을 부여하기 위해, 스티렌-부타디엔을 결합제(binder)로 사용하는 스프레이 방식으로 TiO2 코팅을 실시했다(TiO2/AC 필터). TiO2/AC 필터의 VOC 흡착은 도 6(a)에 도시했으며, 이는 TiO2/AC 필터에 초기 흡착 후 시간에 따른 VOC(톨루엔 및 아세트알데히드)의 상대 농도 변화를 나타낸다. 톨루엔과 아세트알데히드의 초기 농도는 공기 중 각각 18ppm과 42ppm이었다. 도 6(a)에 따르면, VOC(톨루엔 및 아세트알데히드)의 농도는 흡착 시간에 따라 감소하며, 흡착 평형은 약 16시간에서 관찰된다. TiO2/AC 필터는 18시간 동안 약 50%의 아세트알데히드와 80%의 톨루엔을 흡착하며, 이로부터 TiO2 입자와 SB-Latex가 AC 필터 표면을 코팅하더라도 뛰어난 흡착 성능을 나타냄을 알 수 있다. 도 6(b)는 재생을 위해 다른 광원을 사용하는 TiO2/AC 필터의 R 값을 보여준다. TiO2/AC 필터는 앞서 TiO2/AC 재생에 대해 설명한 것과 동일한 방법을 사용하여 재생되었다. 해당 실험에서는 VOC 가스로 아세트알데히드(공기 중 88ppm)를 사용했다. TiO2/AC 필터의 R 값은 노출 시간이 증가함에 따라 거의 선형으로 증가한다. 22시간 동안 UV-C 조사 후, TiO2/AC 필터의 R은 99%에 도달했으며, 이는 상용 AC 필터를 TiO2 입자로 분무 코팅해 재생 가능함을 시사한다. 다른 종류의 광원이 R에 미치는 영향을 조사하기 위해 UV-A(15W, 365nm), 백색 LED(100W, 6500K) 및 광원 없음(암실)의 세가지 조건에서 동일한 재생 과정을 실시하였으며, 각 조건에서 R 값은 22%, 60% 및 58%으로 나타났다. 따라서, UV-C가 TiO2에 의한 VOC 광분해를 통한 AC 필터 재생에 가장 적합한 광원으로 확인되었다. 그러나, UV-A 및 백색 LED와 같이 쉽게 접할 수 있는 광원 또한 필터를 어느 정도 재생시킬 수 있음을 주목할만하다. In order to provide these regenerative properties to commercial AC, TiO 2 coating was performed by spraying using styrene-butadiene as a binder (TiO 2 /AC filter). VOC adsorption on the TiO 2 /AC filter is shown in Figure 6(a), which shows the relative concentration change of VOC (toluene and acetaldehyde) over time after initial adsorption on the TiO 2 /AC filter. The initial concentrations of toluene and acetaldehyde in air were 18 ppm and 42 ppm, respectively. According to Figure 6(a), the concentration of VOCs (toluene and acetaldehyde) decreases with adsorption time, and adsorption equilibrium is observed at approximately 16 hours. The TiO 2 /AC filter adsorbs about 50% of acetaldehyde and 80% of toluene for 18 hours, and from this, it can be seen that it shows excellent adsorption performance even when TiO 2 particles and SB-Latex coat the surface of the AC filter. Figure 6(b) shows the R values of TiO 2 /AC filters using different light sources for regeneration. The TiO 2 /AC filter was regenerated using the same method previously described for TiO 2 /AC regeneration. In this experiment, acetaldehyde (88ppm in air) was used as a VOC gas. The R value of the TiO 2 /AC filter increases almost linearly with increasing exposure time. After UV-C irradiation for 22 hours, the R of the TiO 2 /AC filter reached 99%, suggesting that commercial AC filters can be regenerated by spray coating with TiO 2 particles. To investigate the effect of different types of light sources on R , the same playback process was performed under three conditions: UV-A (15W, 365nm), white LED (100W, 6500K), and no light source (dark room). In each condition, R The values were 22%, 60% and 58%. Therefore, UV-C was confirmed to be the most suitable light source for AC filter regeneration through VOC photolysis by TiO 2 . However, it is worth noting that easily accessible light sources such as UV-A and white LEDs can also regenerate the filter to some extent.

TiO2/AC 및 TiO2/AC 필터의 광촉매 재생 메커니즘을 도 7에 도시했다. AC는 톨루엔 및 아세트알데히드와 같은 VOC를 물리적으로 흡착한다. TiO2가 밴드갭(3.2 eV)보다 큰 광자 에너지를 갖는 UV-C에 노출되면 전자-정공 쌍이 생성되며, 이러한 광발생 전자(e-)와 정공(h+)은 벌크에서 재결합하거나 TiO2 또는 AC의 표면으로 이동하여 O2 또는 H2O와 반응할 수 있다. 아래 식에서와 같이 전자는 O2와 반응하여 슈퍼 옥사이드 라디칼(ㆍO2 -)을 생성하고, 정공은 H2O와 반응하여 하이드록실 라디칼(ㆍOH) 및 수소(H+)를 생성한다. The photocatalytic regeneration mechanism of TiO 2 /AC and TiO 2 /AC filters is shown in Figure 7. AC physically adsorbs VOCs such as toluene and acetaldehyde. When TiO 2 is exposed to UV-C with a photon energy greater than the bandgap (3.2 eV), electron-hole pairs are generated, and these photogenerated electrons (e - ) and holes (h + ) recombine in the bulk or form TiO 2 or It can move to the surface of AC and react with O 2 or H 2 O. As shown in the formula below, electrons react with O 2 to generate superoxide radicals (ㆍO 2 - ), and holes react with H 2 O to generate hydroxyl radicals (ㆍOH) and hydrogen (H + ).

이들 라디칼은 AC에 흡착된 VOC와 반응하여 이산화탄소와 물을 생성한다. 따라서, TiO2 입자의 광촉매 활성에 의해 VOC가 분해되어 TiO2/AC 필터가 재생된다. These radicals react with VOC adsorbed on AC to produce carbon dioxide and water. Therefore, the VOC is decomposed by the photocatalytic activity of the TiO 2 particles and the TiO 2 /AC filter is regenerated.

발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. The invention is not limited to the above embodiments, but can be manufactured in a variety of different forms, and those skilled in the art will understand that the invention can be manufactured in other specific forms without changing the technical idea or essential features of the invention. You will understand that it can be done. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive.

Claims (5)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete (a) 이산화티탄 입자를 제조하는 단계;
(b) 카복시메틸셀룰로스나트륨 또는 스틸렌-부타디엔공중합체 수분산액으로 이루어진 접착제 분산액을 제조하는 단계;
(c) 이산화티탄 입자 분산액을 제조하는 단계;
(d) 상기 접착제 분산액을 활성탄 필터에 분사한 후, 상기 이산화티탄 입자 분산액을 활성탄 필터에 분사하는 단계; 및
(e) 상기 접착제 분산액 및 상기 이산화티탄 입자 분산액이 코팅된 활성탄 필터를 건조시키는 단계;
를 포함하는 휘발성 유기화합물(VOC) 흡착 필터의 제조방법.
(a) preparing titanium dioxide particles;
(b) preparing an adhesive dispersion consisting of sodium carboxymethylcellulose or styrene-butadiene copolymer aqueous dispersion;
(c) preparing a titanium dioxide particle dispersion;
(d) spraying the adhesive dispersion on an activated carbon filter and then spraying the titanium dioxide particle dispersion on the activated carbon filter; and
(e) drying the activated carbon filter coated with the adhesive dispersion and the titanium dioxide particle dispersion;
A method of manufacturing a volatile organic compound (VOC) adsorption filter comprising a.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP5809417B2 (en) * 2010-03-03 2015-11-10 株式会社キャタラー Adsorbent capable of regenerating light and its use

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101862513B1 (en) * 2017-04-28 2018-05-29 울산대학교 산학협력단 Photocatalyst containing active carbon fiber dispersed with titanium dioxde, and water treatment method using the same

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