KR19980080587A - 탈취촉매 및 탈취용소자 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 생활환경에서 발생하는 메르캅탄, 트리메틸아민, 황화메틸, 2황화메틸등의 함황화합물을 함유하고 그에 의해 불쾌냄새를 느끼게 하는 공기의 탈취에 사용하는 촉매, 및 탈취용소자에 관한 것으로서, 생활환경에서 발생하는 악취의 원인 화합물중에서도 특히 불쾌냄새를 느끼게 하는 함황화합물의 제거에 유효한 촉매를 제공하는 것을 과제로한 것이며, 그 해결수단으로서, 이온교환반응에 의해 은이온을 결합시킨 제올라이트를 벌집꼴구조체에 담지시키고, 이 제올라이트를 담지한 벌집꼴구조체의 표면을, 공기속의 메르캅탄을 2황화알킬로 변환가능한 금속산화물 촉매에 의해 피복해서 탈취용소자로한 것을 특징으로 하는 것이다.
Description
본 발명은, 생활환경에서 발생하는 메르캅탄, 트리메틸아민, 황화메틸, 2황화메틸등의 함황화합물을 함유하고 그에 의해 불쾌냄새를 느끼게 하는 공기의 탈취에 사용하는 촉매, 및 탈취용소자에 관한 것이다.
생활환경에서 발생하는 악취성가스에는 황화수소, 메틸메르캅탄, 암모니아, 트리메틸아민, 황화메틸, 2황화메틸등이 있다. 이들을 함유하는 공기의 불쾌냄새를 해소 또는 경감하는 수단으로서는, 대별해서 흡착제를 사용하는 방법과 촉매를 사용해서 악취함유가스를 분해하는 방법이 있다. 일반적으로, 촉매는 흡착제보다도 사용가능기간이 길므로, 재생장치를 구비하기 어려운 생활환경내에서의 저코스트탈취수단으로서 썩 알맞는 것이다.
그러나, 악취원인물질의 어느것에도 유효한 촉매는 없음으로, 악취성분의 종류에 따라서 복수의 촉매를 병용하는 등의 대책이 필요하다.
또, 메틸메르캅탄등의 산성함황화합물은 황화알킬등 중성함황화합물의 산화에 유효한 촉매의 활성을 단기간에 열악화시키는 경우가 있으며, 병용하는 촉매의 배치에도 연구가 필요하게 되어있다(예를 들면 일본국특개평7-328388호공보).
본 발명의 목적은, 생활환경에서 발생하는 악취의 원인 화합물중에서도 특히 불쾌냄새를 느끼게 하는 함황화합물의 제거에 유효한 촉매를 제공하는 것이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 메틸메르캅탄과 같은 산성함황화합물과 황화메틸, 2황화메틸과 같은 중성함유황화화합물을 함유함으로써 불쾌냄새를 느끼게 하는 공기의 탈취에 장기간 유효한 촉매를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기한 바와 같은 불쾌냄새가 있는 산성함황화합물과 중성함황화합물을 함유한 공기의 탈취에 장기간 유효한 촉매가 그 탈취작용을 가장 효과적으로 발휘가능한 태양으로 담지된 탈취소자를 제공하는 데 있다.
본 발명이 제공하는데 성공한 탈취촉매는, 이온교환반응에 의해 은이온을 결합시킨 제올라이트(이하, 은이온치환제올라이트라함) 및 공기속의 메르캅탄을 2황화알킬로 변환가능한 금속산화물촉매로 이루어지고, 상기 제올라이트가 상기 금속산화물촉매에 의해 피복되어있는 것을 특징으로 한 것이다.
본 발명은 또, 은이온치환제올라이트를 별집꼴구조체에 담지시키고, 이 은이온치환제올라이트를 담지한 벌집꼴구조체의 표면을, 공기속의 메르캅탄을 2황화알킬로 변환가능한 금속산화물촉매에 의해 피복해서 이루어진, 환경속에서 발생한 함황화합물의 가스에 의해 불쾌냄새를 가진 공기의 탈취용소자를 제공하는 것이다.
또한, 은이온치환제올라이트는, 중성함황화합물의 산화를 촉진하는 작용에 뛰어나있는 촉매이다.
상기한 바와 같은 본 발명의 촉매 및 탈취용소자를 사용한 공기의 탈취처리에 있어서의 탈취기구는 아직 안전하게는 해명되어 있지 않으나, 산성가스에 접촉하면 촉매활성이 급속으로 열악화하는 은이온치환제올라이트가 금속산화물촉매층에 보호되어 있어서 산성가스에 직접 접촉하지 않도록 되어있는 것, 및, 은이온치환제올라이트의 골격부분이 함황화합물을 흡탈착하는 작용을 가진 것이 2개에 의해, 장기간 사용해도 2개의 촉매가 활성을 상실하는 일없이 협동해서 여러 가지의 함황화합물의 산화를 효율좋게 촉진하는 것으로 추찰된다.
본 발명에서 사용되는 2종류의 촉매중, 금속산화물촉매는, 공기속의 메르캅탄을 2황화알킬로 변환가능한 것이 필요하다. 그와 같은 금속산화물촉매는 시판되고 있으며, 비(比)표면적이 큰(바람직하게는, BET법(질소흡착)에서 50㎡/g이상의)미세분말상의 2산화망간, 산화철, 산화코발트등으로 이루어진 것이다.
한편, 은이온치환제올라이트는, 제올라이트에 이온교환반응에 의해 은이온을 결합시키는 방법에 의해 조제할 수 있다. 이온교환반응에 의한 은이온치환제올라이트의 조제는 용이하며, 수용성은염 예를 들면 질산은의 수용액을 제올라이트에 접촉시킴으로써 제올라이트의 알칼리금속이온을 은이온으로 치환하고, 그후, 순수로 세정하여 건조하면 된다. 이온교환은, 제올라이트속의 양이온의 적어도 20%, 바람직하게는 50%이상이 은이온으로 치환되도록 행한다(이에 의해 원료 제올라이트의 중량에 대하여 약 0.1∼15%의 은이 도입된다).
기체(基體)인 제올라이트로서는 가는구멍(細孔)직 경우 4.3Å이상의, 포자사이트형(X형, Y형), 몰데나이트형, 펜타실형(ZSM-5)등으로 호칭되는 타입의 것이 썩알맞으며, 그중에서도 ZSM-5(가는구멍직경 약 0.54㎚, SiO2/Al2O3몰비 12이상, 비표면적 약 450㎡/g)가 바람직하다. A형 제올라이트는 가는구멍직경이 지나치게 작아서, 황화알킬등 분자직경이 큰 함유황화합물의 처리에는 적합하지 않다.
금속산화물촉매와 은이온치환제올라이트를 벌집꼴구조체에 담지 시키는 경우에 사용하는 벌집꼴구조체로서는, 촉매나 흡착제의 담체로서 주지의, 빈틈(空隙)률이 높은 종이로 만들어진 것이 적당하다. 이런 종류의 벌집꼴구조체는, 종이의 섬유사이 빈큼에 은이온치환제올라이트를 충전하고 그위를 금속산화물촉매에 의해 피복함으로써 2개의 촉매가 확실하게 담지된 소자를 할 수 있고, 또 가볍고, 더욱 공기처리에 적합한 형상을 하고 있음으로 바람직하다.
벌집꼴구조체에 2종류의 촉매를 담지시킬 경우는, 은이온치환제올라이트를 최초에 담지시킨다. 담지시키는 방법은 임의이며, ① 제올라이트를 물속에 분산시키고, 그것을 소위 와시코트(Wash coat)법에 의해 벌집꼴 구조체에 함침시켜, 과잉의 부착액을 제거한 후 은이온교환반응을 행하고, 벌집꼴구조체를 구성하는 종이의 섬유사이빈틈에 은이온치환제올라이트입자가 들어간 상태로 하는 방법; ② 미리 조제한 은이온치환제올라이트를 물속에 분산시켜, 그것을 벌집꼴구조체에 함침후, 건조하는 방법; 등이 있다(가능하면, 벌집꼴구조체제조용의 원지의 단계에서 은이온치환제올라이트 또는 제올라이트를 담지시켜도 된다.). 그후, 결합체를 첨가한 금속산화물촉매의 분산액을 와시코트하거나 침지법에 의해 부착시켜서 벌집꼴구조체의 전체표면을 금속산화물촉매에 의해 피복하면, 벌집꼴구조체와 함께 은이온치환 제올라이트도 금속산화물촉매에 의해 피복된 본 발명의 탈취용소자를 얻을 수 있다.
벌집꼴구조체에 담지시키는 은이온치환제올라이트와 금속산화물촉매의 비율은 특별히 한정되는 것은 아니며, 피처리공기속의 함황화합물의 종류나 조성비에 따라서 적당히 변경할 수 있다. 그러나, 어떠한 경우도, 금속산화물촉매는 은이온치환제올라이트를 완전히 피복하는데 충분한 양이 필요한 것은 물론이다. 한편, 금속산화물촉매층은 지나치게 두꺼우면 벗겨져 떨어지기 쉽게 되거나 은이온치환제올라이트에 대해서 차단층으로서 작용하거나 함으로, 층두께가 과대하게 되지 않도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 탈취촉매는, 은이온치환제올라이트가 금속산화물촉매에 의해 피복되어 있으면되며, 담체가 상기예의 벌집꼴구조체에 한정되는 것은 아니다. 또, 담체를 전혀 사용하지 않는 상태에서, 즉 은이온치환제올라이트의 입자표면을 금속산화물촉매에 의해 피복한 입자형상촉매의 상태에서, 적당한 통기성용기에 수용해서 사용하는 것도 가능하다.
본 발명의 촉매 및 탈취용 소자는 상기한 바와 같은 특성인 것에 의해 메르캅탄과 같은 산성의 함황화합물과 중성의 함황화합물을 함유한 공기의 탈취에 특히 유용한 것이나, 산성가스를 함유하지 않는 공기의 탈취에도 유용한 것을 말할 것도 없다.
(실시예)
두께 0.2㎜, 단위면적당의 섬유지의 무게 50g/㎡의 세라믹섬유지로 이루어진 벌집꼴구조의 담체(통기틈새의 길이 400㎜)에 ZSM-5형 제올라이트(SiO2/Al2O3몰비=50)를 와시코트법에 의해 담지시켜, 100℃에서 건조후, 공기속 500℃에서 2시간소성하였다. 그후, 0.5N질산은 수용액에 2시간 침지해서 이온교환반응을 발생시켜, 순수에 의해 세정후 건조해서, 제올라이트를 은이온치환제올라이트로 변환했다. 이 은이온치환제올라이트담지 벌집꼴구조체를 2산화망간슬러리(결합제로서의 실리카졸이 첨가된 것)에 침지하고, 이어서 에어블로해서 과잉의 2산화망간슬라리를 제거한다음 건조해서, 본 발명의 탈취용소자를 얻었다. 이 소자에 있어서의 은이온은 0.6중량%, 2산화망간 촉매는 18중량%이다.
다음에, 상기 탈취용소자를 사용해서 탈취시험을 행하였다. 실험은, 메틸메르캅탄, 황화메틸 및 2황화메틸을 각각 10ppm 함유시킨 공기(온도 20℃, 습도 50%RH)를 소자의 통기톰새에 풍속 2m/sec으로 계속 흐르게 하고, 통풍개시 1분후부터 180분후까지, 60분마다 출구가스를 채취해서 조성을 분석함으로써 행하였다. 실험결과는 표 1과 같았다.
본 발명에 의하면, 황화메틸, 2황화메틸등의 중성함황화합물과 함께 산성의 메르캅탄을 함유하는 공기를 확실하게 또한 효율좋게 처리해서 무취화하는 것이 가능하게 된다.
Claims (4)
- 이온교환반응에 의해 은이온을 결합시킨 제올라이트, 및 공기속의 메르캅탄을 2황화알킬로 변환가능한 금속산화물촉매로 이루어지고, 상기 제올라이트가 상기 금속산화물촉매에 의해 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 함황화합물을 함유하는 공기를 탈취하기 위한 촉매.
- 이온교환반응에 의해 은이온을 결합시킨 제올라이트를 벌집꼴구조체에 담지시키고, 이 제올라이트를 담지한 벌집꼴구조체의 표면을, 공기속의 메로캅탄을 2황화알킬로 변환가능한 금속산화물촉매에 의해 피복해서 이루어진 것을 특징으로 하는 함황화합물을 함유하는 공기의 탈취용소자.
- 제 1항에 있어서, 금속산화물촉매가 2산화망간, 산화철, 또는 산화코발트로 이루어진 것임을 특징으로 하는 함황화합물을 함유하는 공기를 탈취하기 위한 촉매.
- 제 2항에 있어서, 금속산화물촉매가 2산화망간, 산화철, 또는 산화코발트로 이루어진 것을 특징으로 하는 함황화합물을 함유하는 공기의 탈취용소자.
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| KR20220001850A (ko) * | 2020-06-30 | 2022-01-06 | 이은영 | 은 금속을 이용한 악취 개선 십자화과 채소 음료 제조 방법 |
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