KR20030020860A - Preparation of photocatalytic thin film and water-treatment apparatus using thereof - Google Patents

Preparation of photocatalytic thin film and water-treatment apparatus using thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20030020860A
KR20030020860A KR1020020064310A KR20020064310A KR20030020860A KR 20030020860 A KR20030020860 A KR 20030020860A KR 1020020064310 A KR1020020064310 A KR 1020020064310A KR 20020064310 A KR20020064310 A KR 20020064310A KR 20030020860 A KR20030020860 A KR 20030020860A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
photocatalyst
weight
sol
thin film
water treatment
Prior art date
Application number
KR1020020064310A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100503233B1 (en
Inventor
김성준
문정호
Original Assignee
(주)킵솔
김성준
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)킵솔, 김성준 filed Critical (주)킵솔
Priority to KR10-2002-0064310A priority Critical patent/KR100503233B1/en
Publication of KR20030020860A publication Critical patent/KR20030020860A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100503233B1 publication Critical patent/KR100503233B1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/0009Use of binding agents; Moulding; Pressing; Powdering; Granulating; Addition of materials ameliorating the mechanical properties of the product catalyst
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J35/39Photocatalytic properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0215Coating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/08Heat treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/34Irradiation by, or application of, electric, magnetic or wave energy, e.g. ultrasonic waves ; Ionic sputtering; Flame or plasma spraying; Particle radiation
    • B01J37/341Irradiation by, or application of, electric, magnetic or wave energy, e.g. ultrasonic waves ; Ionic sputtering; Flame or plasma spraying; Particle radiation making use of electric or magnetic fields, wave energy or particle radiation
    • B01J37/343Irradiation by, or application of, electric, magnetic or wave energy, e.g. ultrasonic waves ; Ionic sputtering; Flame or plasma spraying; Particle radiation making use of electric or magnetic fields, wave energy or particle radiation of ultrasonic wave energy
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/725Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation by catalytic oxidation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

PURPOSE: A method for preparation of a photocatalyst thin film with high activity and strong adherence on substrate, and a water treatment apparatus using the photocatalyst thin film are provided to sterilize germs and oxidize recalcitrant toxic compounds such as agricultural chemicals and trihalomethane in wastewater/sewage. CONSTITUTION: The method for preparation of a photocatalyst thin film with high activity and strong adherence on substrate includes the steps of (a) mixing 1 to 50 wt.% of titanium-based inorganic binder, 0.1 to 30 wt.% of organic solvent and 0.01 to 5 wt.% of inorganic acid, followed by agitation for 0.1 to 10 hrs; (b) mixing 1 to 30 wt.% of organic polymer and 5 to 50 wt.% of organic solvent; (c) mixing a resultant from the first step with a resultant from the second step, followed by agitation for 0.5 to 10 hrs; (d) adding 1 to 30 wt.% of chelator, 0.001 to 5 wt.% of surfactant and 0.1 to 10 wt.% of photocatalyst powder to the resultant from the third step, followed by ultrasonication for 0.1 to 10 hrs to prepare a photocatalyst sol; (e) coating the photocatalyst sol on a substrate by dip coating or spray coating method; (f) drying the coated substrate at 50 to 450 deg.C for 0.1 to 50 hrs; and (g) heat treating the dried substrate at 120 to 650 deg.C for 0.1 to 50 hrs. The photoreactor comprises a hollow quartz tube (14) on the outer surface of which photocatalyst thin film is formed; an ultraviolet lamp (10) which is installed inside the hollow quartz tube to generate light; a socket (8) which supplies electric current to the ultraviolet lamp.

Description

광촉매 박막의 제조방법 및 이를 이용한 수처리 장치{Preparation of photocatalytic thin film and water-treatment apparatus using thereof}Preparation method of photocatalyst thin film and water treatment apparatus using same {Preparation of photocatalytic thin film and water-treatment apparatus using example}

본 발명은 광촉매 코팅용 졸 및 이의 용도에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광활성을 갖는 티타늄계 무기 바인더, 광촉매 분말, 고분자 유기화합물 및 유기용매 등을 포함하는 광촉매 코팅용 졸을 제조한 뒤 상기 광촉매 코팅용 졸을 스프레이법 또는 담금법으로 기재의 표면에 코팅한 후 열처리하여 광활성이 우수한 아나타제 결정 박막을 형성시킴으로써 빛의 투과성, 광활성 및 내구성이 좋은 광촉매 장치를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a photocatalyst coating sol and its use, and more particularly, to preparing a photocatalyst coating sol including a titanium-based inorganic binder, a photocatalyst powder, a polymer organic compound, an organic solvent, and the like, and then the photocatalyst coating. The present invention relates to a method for manufacturing a photocatalyst device having good light transmittance, photoactivity and durability by coating a surface of a substrate by spraying or dipping and then heat treatment to form an anatase crystal thin film having excellent photoactivity.

최근 국내에서는 산업의 발전으로 인해 유독한 유·무기물 등이 폐수 또는 폐가스로 끊임없이 방출되고 있는 실정이며, 지난 수년간 이들 독성 물질을 제거하기 위한 수많은 공정들이 연구 개발되고 있다. 이러한 공정 중에는 흡착제를 사용하는 방법과 생물학적인 처리방법, 촉매를 이용한 처리방법들이 있으나, 흡착제는 처리 후 농축된 흡착 물질을 처리해야 하는 2차적인 오염문제가 발생하고, 생물학적인 처리는 난분해성 독성 물질의 처리에는 부적합하다. 그리고, 촉매를 이용한 방법은 고가의 귀금속 촉매와 높은 운전비용으로 경제성 문제가 발생한다.Recently, due to industrial development, toxic and inorganic substances are continuously released into waste water or waste gas due to industrial development, and numerous processes for removing these toxic substances have been researched and developed over the years. Among these processes, there are methods of using adsorbents, biological treatments, and catalysts, but adsorbents have secondary pollution problems that require treatment of concentrated adsorbents, and biological treatments are difficult to decompose. Unsuitable for the treatment of materials. In addition, the method using the catalyst generates economic problems due to the expensive precious metal catalyst and the high operating cost.

최근 들어, 상술한 문제점들을 해결하기 위하여 고급산화기술 중의 한 방법인 광촉매 산화반응을 이용한 오염물질 및 악취 물질을 제거하는 방법에 대한 관심이 높아지고 있다.Recently, in order to solve the above-mentioned problems, there is increasing interest in a method of removing contaminants and odorous substances using a photocatalytic oxidation reaction, which is one of advanced oxidation techniques.

여기서, 상기 광촉매 산화반응은 띠 간격 에너지(band gap energy) 이상의 빛 에너지를 광촉매에 조사하였을 때 전자와 정공이 발생하고, 정공에 의해 생성되는 수산화라디칼(·OH)의 강력한 산화력으로 광촉매 표면에 흡착된 기상 또는 액상의 유기물이 산화·분해되는 반응을 일컫는다.Here, the photocatalytic oxidation reaction generates electrons and holes when light energy of more than a band gap energy is irradiated to the photocatalyst, and is adsorbed on the surface of the photocatalyst by the strong oxidizing power of radicals (· OH) generated by the holes. Refers to a reaction in which the organic or liquid organic matter is oxidized and decomposed.

일반적으로 기재의 표면에 광촉매를 코팅시켜 박막을 형성하는 기술로는 실란계 무기 바인더에 광촉매로서 Degussa P-25를 사용하거나 사염화 티타늄의 가수분해로부터 얻은 미세입자 등의 나노미터 크기의 티타니아 분말을 사용하는 방법이 주로 사용되고 있다. 그러나, 전술한 분말형 광촉매를 사용하면 광촉매 분말을 고정시키는 실란계 무기 바인더가 광촉매 표면을 피복시켜 광활성을 저하시키는 단점이 있다.In general, as a technique for forming a thin film by coating a photocatalyst on the surface of the substrate, a nanometer-sized titania powder such as microparticles obtained from hydrolysis of titanium tetrachloride or using Degussa P-25 as a photocatalyst in a silane-based inorganic binder is used. This method is mainly used. However, when the above-described powder type photocatalyst is used, the silane-based inorganic binder for fixing the photocatalyst powder has a disadvantage in that the photocatalyst surface is coated to lower the photoactivity.

또한, 질산 티타늄, 황산 티타늄 등의 티타늄계 화합물을 무기 바인더로 제조하여 코팅하는 방법이 있으나 광활성이 낮고, 기질과의 부착력이 낮아 코팅된 박막의 박리현상이 자주 일어난다.In addition, there is a method of coating a titanium-based compound such as titanium nitrate, titanium sulfate, and the like by using an inorganic binder, but low light activity and low adhesion to a substrate often cause peeling of the coated thin film.

이러한 이유로 인하여 전술한 코팅 기술은 광활성의 저하 또는 내구성이 약하다는 문제점으로 인하여 수처리 장치에 적용되기 보다 주로 대기 정화용으로 적용되어 사용되고 있는 실정이다.For this reason, the above-described coating technology is mainly used for purifying the air rather than being applied to a water treatment device due to a problem of low light activity or low durability.

한편, 종래의 오수 등의 수처리용 광촉매 장치는 광촉매 또는 유리 구슬, 세라믹 등의 기재에 광촉매를 고정화한 유동상 광촉매 장치와 광촉매를 장치의 내부에 고정화시킨 고정상 광촉매 장치로 구분된다.On the other hand, conventional photocatalysts for water treatment such as sewage are classified into a fluidized bed photocatalyst device in which a photocatalyst is immobilized on a substrate such as a photocatalyst, glass beads, or ceramic, and a fixed bed photocatalyst device in which the photocatalyst is immobilized inside the device.

상기 유동상 광촉매 장치 중 광촉매를 현탁상으로 사용한 이중관 반응기가가장 광활성이 우수하지만, 이 방법은 광촉매를 회수하여 재순환시키는 형태로 구성되기 때문에 광촉매 미세입자 분리장치 및 순환장치 등 시스템 구성이 매우 복잡하고 대량의 오수를 처리하는데 부적합하며, 매우 고가의 장치비로 인한 경제성 결여 등의 문제점들이 있다.Among the fluidized bed photocatalysts, the double-tube reactor using the photocatalyst as the suspended phase has the best photoactivity, but since the method is configured to recover and recycle the photocatalyst, the system configuration such as the photocatalyst fine particle separation device and the circulator is very complicated. It is not suitable for treating a large amount of sewage, and there are problems such as lack of economy due to a very expensive device cost.

또한, 상기 광촉매의 회수문제를 개선하기 위하여 유동상으로서 광촉매를 유리구슬, 세라믹 등의 기재에 고정화시켜 사용하는 장치가 개발되었으나, 상기 방법은 광촉매 산화반응에 필요한 자외선 등과 접촉될 가능성이 적어 광활성이 낮아지고 대량의 오수를 처리하는데 부적합하다는 등의 문제점이 있다.In addition, in order to improve the problem of recovering the photocatalyst, an apparatus using a photocatalyst by immobilizing the photocatalyst on a substrate such as glass beads, ceramics, etc. has been developed. However, the method is less likely to come into contact with ultraviolet light required for the photocatalytic oxidation reaction. There are problems such as lowering and being unsuitable for treating a large amount of sewage.

한편, 고정상 광촉매 장치는 고정상으로서 구형, 관형, 봉형, 판형 및 디스크형 등의 다양한 형태를 갖는 유리, 세라믹, 석영, 금속 등의 기재에 광촉매를 졸-겔법 또는 함침법으로 고정화시켜 사용하는 것이 주류를 이루고 있다.On the other hand, the stationary phase photocatalyst is mainly used by immobilizing the photocatalyst on a substrate such as glass, ceramic, quartz, or metal having various shapes such as spherical, tubular, rod, plate, and disc as a stationary phase by sol-gel method or impregnation method. To achieve.

일예로서 대한민국특허공보 특2001-0007771호에는 광촉매인 이산화티타늄 졸을 유리구슬, 다공질 유리구슬, 금속구슬, 실리케이트 등에 담금법 또는 스프레이법 등으로 코팅한 광촉매 장치가 기술되어 있으며, 대한민국특허공보 특2001-0008324호에는 나노입자 크기의 이산화티타늄을 유리, 제올라이트 및 활성탄 등의 기재에 코팅한 수처리 장치가 기술되어 있다.As an example, Korean Patent Publication No. 2001-0007771 discloses a photocatalyst device in which a titanium dioxide sol, which is a photocatalyst, is coated with glass beads, porous glass beads, metal beads, silicates, or the like by dipping or spraying. 0008324 describes a water treatment apparatus in which nanoparticle-sized titanium dioxide is coated on substrates such as glass, zeolite and activated carbon.

그러나, 전술한 고정상 광촉매 장치는 수중에서 침투거리가 수 mm에서 수 cm로 매우 짧은 200 내지 400nm의 단파장대를 갖는 자외선 특성 때문에 실질적으로 원하는 광활성을 얻을 수 없는 문제점 등이 있다.However, the above-described fixed-phase photocatalyst device has a problem in that it is impossible to obtain substantially the desired photoactivity due to ultraviolet characteristics having a short wavelength band of 200 to 400 nm, which is very short in penetration distance from several mm to several cm in water.

전술한 문제점을 극복하기 위하여 다양한 형태의 반사면을 수중에 구비시키고, 상기 수중에 구비된 반사면에 빛을 조사하기 위하여 자외선 램프를 수면 위에 설치하는 방법 예를 들면, 광촉매가 고정화된 디스크 형태의 회전부재를 반잠수식으로 수중에 설치하여 회전시키고 수면위에 자외선 램프를 설치하는 방법 등이 개발되고 있다. 그러나, 전술한 방법으로 광활성을 증가시키기에는 한계가 있다.In order to overcome the above-mentioned problems, various types of reflective surfaces are provided in the water, and a UV lamp is installed on the surface of the water to irradiate the reflective surfaces provided in the water. The rotating member is installed in the water by the submersion type, and a method of installing an ultraviolet lamp on the water has been developed. However, there is a limit to increasing photoactivity by the above-described method.

상기 언급한 기존 광촉매 산화 시스템들은 모두 광촉매 박막이 빛의 투과성과 기재에 대한 부착력이 우수하고 광활성이 우수하여야 한다는 모든 조건을 만족시킬 수 있는 적절한 광촉매 박막 코팅 방법이 없었기 때문에 현재까지 상용화되지 못하고 있다.All of the above-mentioned conventional photocatalytic oxidation systems have not been commercialized to date because there is no suitable photocatalyst thin film coating method capable of satisfying all conditions that the photocatalyst thin film should have excellent light transmittance, adhesion to the substrate, and excellent photoactivity.

본 발명은 상술한 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 광활성을 갖는 티타늄계 무기바인더, 광촉매 분말, 유기용매, 무기산, 고분자 유기화합물 등을 포함하는 광촉매 코팅용 졸 및 이의 제조방법을 제공한다.The present invention is to overcome the above problems, and provides a photocatalyst coating sol comprising a titanium-based inorganic binder, a photocatalyst powder, an organic solvent, an inorganic acid, a high molecular organic compound, and the like, and a manufacturing method thereof.

또한, 본 발명은 상기 광촉매 코팅용 졸을 투명한 기재에 스프레이법 또는 담금법 등으로 코팅함으로써 오수에 존재하는 세균 및 미생물을 살균을 하거나, 독성 및 난분해성 유기물을 포함한 다양한 유기화합물을 산화·분해시키기 위한 수처리 장치를 제공한다.In addition, the present invention is to sterilize bacteria and microorganisms present in filthy water by coating the photocatalyst coating sol on a transparent substrate by spraying or dipping, or to oxidize and decompose various organic compounds including toxic and hardly decomposable organic substances. Provided is a water treatment device.

도 1은 본 발명에 따른 수처리 장치의 구성도,1 is a block diagram of a water treatment apparatus according to the present invention,

도 2는 본 발명에 따른 광촉매 장치의 구성도,2 is a block diagram of a photocatalyst device according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 수처리 장치를 장착한 수처리 시스템의 사시도,3 is a perspective view of a water treatment system equipped with a water treatment apparatus according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 수처리 장치를 장착한 수처리 시스템의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a water treatment system equipped with a water treatment apparatus according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

2 : 수처리 장치4 : 지지대2: water treatment device 4: support stand

6 : 광촉매 장치8 : 소캣6: photocatalyst device 8: socat

10 : 램프12 : 광촉매 박막10 lamp 12 photocatalyst thin film

14 : 석영관16 : 전원공급부재14 quartz tube 16 power supply member

18 : 수처리 시스템20 : 유입구18: water treatment system 20: inlet

22 : 배출구24 : 배전반22 outlet 24: switchboard

26 : 단자함28 : 상판26: terminal box 28: top plate

30 : 격벽32 : 반응조30: partition 32: reactor

한가지 관점에서, 본 발명은 전체 광촉매 코팅용 졸 용액 당 광촉매 분말0.1 내지 10중량%, 티타늄계 무기바인더 1 내지 50중량%, 유기용매 5 내지 80중량%, 고분자 유기화합물 1 내지 30중량% 및 무기산 0.01 내지 5중량%를 포함하는 광촉매 코팅용 졸을 제공한다.In one aspect, the present invention is 0.1 to 10% by weight photocatalyst powder, 1 to 50% by weight titanium-based inorganic binder, 5 to 80% by weight organic solvent, 1 to 30% by weight high molecular organic compound and inorganic acid per total photocatalyst coating sol solution It provides a photocatalyst coating sol comprising 0.01 to 5% by weight.

다른 관점에서, 본 발명은 전체 광촉매 코팅용 졸 용액 당 광촉매 분말 0.1 내지 10중량%, 티타늄계 무기바인더 1 내지 50중량%, 유기용매 5 내지 80중량%, 고분자 유기화합물 1 내지 30중량%, 무기산 0.01 내지 5중량%, 킬레이팅제 1 내지 30중량% 및/또는 계면활성제 0.001 내지 5중량%를 포함하는 광촉매 코팅용 졸을 제공한다.In another aspect, the present invention is 0.1 to 10% by weight photocatalyst powder, 1 to 50% by weight titanium-based inorganic binder, 5 to 80% by weight organic solvent, 1 to 30% by weight organic polymer compound, inorganic acid per total photocatalyst coating sol solution It provides a photocatalyst coating sol comprising 0.01 to 5% by weight, chelating agent 1 to 30% by weight and / or 0.001 to 5% by weight surfactant.

또 다른 관점에서, 본 발명은 전체 광촉매 코팅용 졸 용액 당 티타늄계 무기바인더 1 내지 50중량%와 유기용매 0.1 내지 30중량%를 혼합하고, 상기 혼합물에 무기산을 0.01 내지 5 중량% 첨가한 뒤 0.1 내지 10시간 동안 교반하며 반응시키는 단계; 고분자 유기화합물 1 내지 30중량%와 유기용매 5 내지 80중량%를 혼합하는 단계; 상기 고분자 유기화합물과 유기용매 혼합물을 상기 반응이 종료된 생성물에 첨가한 뒤 0.1 내지 10시간 동안 교반하며 반응시키는 단계; 상기 교반이 종료된 뒤 광촉매 0.1 내지 10중량%를 첨가한 후 초음파 장치를 이용하여 0.1 내지 10시간 동안 광촉매 분말을 분산시키는 단계를 포함하는 광촉매 코팅용 졸의 제조방법을 제공한다.In another aspect, the present invention is mixed with 1 to 50% by weight of the titanium-based inorganic binder and 0.1 to 30% by weight of the organic solvent per sol solution for the total photocatalyst coating, 0.1 to 5% by weight of the inorganic acid is added to the mixture 0.1 Reacting with stirring for 10 hours; Mixing 1 to 30 wt% of the polymer organic compound and 5 to 80 wt% of the organic solvent; Adding the polymer organic compound and the organic solvent mixture to the finished product of the reaction and reacting with stirring for 0.1 to 10 hours; After the stirring is completed, the method provides a photocatalyst coating sol comprising the step of dispersing the photocatalyst powder for 0.1 to 10 hours using an ultrasonic apparatus after adding 0.1 to 10 wt% of the photocatalyst.

또 다른 관점에서, 본 발명은 광촉매 코팅용 졸을 스프레이법 또는 담금법 으로 기재 외부에 코팅한 뒤 50 내지 450℃에서 0.1 내지 50시간 동안 건조시키고, 건조된 상기 기재를 120 내지 650℃에서 0.1 내지 50시간 동안 열처리하는 것을 포함하는 광촉매 박막의 제조방법을 제공한다.In another aspect, the present invention is coated with a photocatalyst coating sol on the outside of the substrate by spraying or immersion method and then dried at 50 to 450 ℃ for 0.1 to 50 hours, the dried substrate is 0.1 to 50 at 120 to 650 ℃ It provides a method for producing a photocatalyst thin film comprising a heat treatment for a time.

또 다른 관점에서, 본 발명은 상기 광촉매 박막이 형성된 기재의 내부에 빛을 발생시키는 자외선 램프를 구비시킨 광촉매 장치를 다수개 설치하고, 상기 광촉매 박막이 형성된 기재의 내부에 구비된 램프에 전류를 공급하기 위한 전원공급부재를 포함하는 수처리 장치를 제공한다.In still another aspect, the present invention provides a plurality of photocatalyst devices including an ultraviolet lamp for generating light inside a substrate on which the photocatalyst thin film is formed, and supplies a current to a lamp provided inside the substrate on which the photocatalyst thin film is formed. It provides a water treatment apparatus including a power supply member for.

본 발명에 따른 광촉매 분말을 구성하는 광촉매는 일반적으로 광활성 금속산화물 즉, TiO2, ZnO2, ZnO, CaTiO3, WO3, SnO2, MoO3, Fe2O3, InP, GaAs, BaTiO3, KNbO3, Fe2O3, Ta2O5및 Degussa P-25[데구사, 독일]를 단독 또는 둘 이상 혼합하여 사용할 수 있으며, 추천하기로는 TiO2및/또는 ZnO를 사용하는 것이 바람직하고, 특히 바람직하게는 Degussa P-25[데구사, 독일]가 좋다. 또한, 광촉매 분말의 입자크기가 작을수록 광촉매 활성이 우수하므로 상기 입자의 평균직경이 1 내지 10000㎚, 추천하기로는 5 내지 50㎚인 것이 좋다.Photocatalysts constituting the photocatalyst powder according to the present invention are generally photoactive metal oxides, that is, TiO 2 , ZnO 2 , ZnO, CaTiO 3 , WO 3 , SnO 2 , MoO 3 , Fe 2 O 3 , InP, GaAs, BaTiO 3 , KNbO 3 , Fe 2 O 3 , Ta 2 O 5 and Degussa P-25 [Degussa, Germany] may be used alone or in combination of two or more, preferably TiO 2 and / or ZnO, Especially preferred is Degussa P-25 [Degussa, Germany]. In addition, the smaller the particle size of the photocatalyst powder is, the more excellent the photocatalytic activity is, so the average diameter of the particles is preferably 1 to 10000 nm, preferably 5 to 50 nm.

한편, 광촉매의 반응속도는 금속 또는 금속산화물, 예를 들면, 팔라듐, 백금, 라듐, 텅스텐, 금, 은 및 구리 등을 첨가함으로써 그 반응속도를 증가시키게 되는데, 상기 첨가물은 총 광촉매 중량당 0.01 내지 5 중량%를 첨가하여 사용할 수 있다.On the other hand, the reaction rate of the photocatalyst is increased by adding a metal or a metal oxide, for example, palladium, platinum, radium, tungsten, gold, silver and copper, the additive is 0.01 to per total photocatalyst weight 5% by weight may be added and used.

또한, 본 발명에 따른 광촉매 분말은 분산상으로 광촉매 코팅용 졸에 포함되어 광촉매 박막을 열처리하는 과정에서 씨드(seed)로서 역할을 하게 되는데, 티타늄계 무기 바인더의 아나타제 상으로의 상전이 온도가 낮아져 열처리 온도를 낮추게 되며, 아나타제상으로 변화되는 티타늄계 무기바인더의 형성입자를 균일하고 작은 크기로 제조할 수 있어 광활성을 극대화할 수 있다.In addition, the photocatalyst powder according to the present invention is included in the photocatalyst coating sol as a dispersed phase to serve as a seed during the heat treatment of the photocatalyst thin film, and the phase transition temperature of the titanium-based inorganic binder to the anatase phase is lowered so that the heat treatment temperature To lower the, it is possible to manufacture a uniform particle size of the titanium-based inorganic binder is changed to the anatase phase can be maximized the light activity.

본 발명에 따른 티타늄계 무기바인더는 기재에 코팅되어 박막화되면, 상기 광촉매와 기재의 결합력을 높이는 바인더 역할을 함과 동시에 우수한 광활성을 갖는 광촉매 역할도 하게 된다.When the titanium-based inorganic binder according to the present invention is coated on a substrate and thinned, the titanium-based inorganic binder serves as a binder to increase the bonding force between the photocatalyst and the substrate and also serves as a photocatalyst having excellent photoactivity.

여기서, 상기 "기재"라 함은 본 발명에 따른 광촉매 코팅용 졸이 코팅되는 대상물체를 의미하는 것으로서, 상기 기재의 표면에 광촉매 코팅용 졸을 담금법 또는 스프레이 방식으로 박막 코팅하여 사용하게 되고, 상기 기재의 표면에 광촉매 박막이 형성될 경우, 자외선 등의 빛이 조사되면 광활성을 나타내게 된다. 따라서, 상기 기재는 일반적으로 상기 자외선이 통과될 수 있도록 투명한 것이 선호되며, 상기 광촉매 코팅용 졸을 코팅하여 수처리 장치에 사용할 수 있는 것 예를 들면, 유리, 석영, 금속, 플라스틱 등이라면 어느 것을 사용하여도 무방하고, 바람직하게는 석영이 좋다.Here, the term "substrate" refers to an object to which the photocatalyst coating sol is coated according to the present invention, and is used by thin film coating of the photocatalyst coating sol on the surface of the substrate by immersion or spray method. When the photocatalyst thin film is formed on the surface of the substrate, when light such as ultraviolet rays is irradiated, it exhibits photoactivity. Therefore, the substrate is generally preferred to be transparent so that the ultraviolet light can pass through, and can be used in the water treatment device by coating the sol for the photocatalyst coating, for example, any of glass, quartz, metal, plastic, etc. You may make it, Preferably quartz is preferable.

전술한 특성을 갖는 티타늄계 무기바인더로 사용 가능한 물질로는 빛이 조사되면 광활성을 갖고 바인더로서 기재와 용이하게 결합할 수 있는 물질 예를 들면, 티타늄 이소프로폭사이드 티타늄 부톡사이드 등의 티타늄 알콕사이드계의 화합물이라면 어느 것을 사용하여도 무방하고, 추천하기로는 티타늄 이소프로폭사이드가 좋다.As a material which can be used as a titanium-based inorganic binder having the above-mentioned characteristics, a material which has photoactivity when irradiated with light and which can be easily combined with a substrate as a binder, for example, titanium alkoxide type such as titanium isopropoxide titanium butoxide, etc. Any compound may be used, and titanium isopropoxide is preferable.

여기서, 상기 티타늄계 무기바인더인 티타늄계 화합물은 광촉매 박막을 형성시키기 위한 열처리 과정에서 결정화되어 광활성이 우수한 아나타제상으로 변환됨으로써 상기 바인더 자체가 광촉매 기능을 갖게 된다.Herein, the titanium-based compound, which is the titanium-based inorganic binder, is crystallized in the heat treatment process for forming the photocatalyst thin film and is converted into an anatase phase having excellent photoactivity, so that the binder itself has a photocatalytic function.

본 발명에 따른 고분자 유기화합물은 광촉매 코팅용 졸을 이용하여 제조된 광촉매 박막의 기재에 대한 부착력과 비표면적을 증가시키기 위한 것으로서, 광촉매 박막을 형성시키는 열처리 과정에서 산화·분해됨으로써 잔존물이 남지 않으면서 비표면적을 향상시키고, 생성된 상기 광촉매 박막의 부착성을 향상시켜 박리현상이 발생하지 않도록 하는 동시에 내구성이 우수한 광촉매 박막을 제조하게 된다.The polymer organic compound according to the present invention is to increase the adhesion and specific surface area of the photocatalyst thin film prepared by using a photocatalyst coating sol, and is oxidized and decomposed during the heat treatment process to form the photocatalyst thin film, thereby leaving no residue. The specific surface area is improved, and the adhesion of the resulting photocatalyst thin film is improved to prevent peeling from occurring, and at the same time, a photocatalyst thin film having excellent durability is manufactured.

전술한 고분자 유기화합물로 사용 가능한 것으로는 하이드록시프로필셀룰로오스, 폴리에틸렌글리콜, 폴리비닐알콜 등이 있고, 추천하기로는 하이드록시프로필셀룰로오스가 좋다.Examples of the polymer organic compound that can be used include hydroxypropyl cellulose, polyethylene glycol, polyvinyl alcohol, and the like, and hydroxypropyl cellulose is preferable.

본 발명에 따른 무기산은 상기 광촉매를 갖는 티타늄계 무기바인더의 가수분해 속도를 조절하기 위한 것으로서, 사용 가능한 물질로는 황산, 질산, 염산 등이 있으며, 추천하기로는 질산이 좋다.The inorganic acid according to the present invention is for controlling the hydrolysis rate of the titanium-based inorganic binder having the photocatalyst, and examples of usable materials include sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, and the like.

본 발명에 따른 유기용매로는 저급 알킬기를 가진 알콜 예를 들면, 에틸알콜, 메틸알콜, 부틸알콜, 세크부틸알콜, 프로필알콜, 이소프로필알콜 또는 이소프로판올 등을 사용할 수 있다.As the organic solvent according to the present invention, an alcohol having a lower alkyl group, for example, ethyl alcohol, methyl alcohol, butyl alcohol, secbutyl alcohol, propyl alcohol, isopropyl alcohol or isopropanol may be used.

상기와 같은 구성을 포함하는 광촉매 코팅용 졸의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.Referring to the manufacturing method of the photocatalyst coating sol comprising the above configuration as follows.

ⅰ) 전체 광촉매 코팅용 졸 용액 당 티타늄계 무기바인더 1 내지 50중량%와유기용매 0.1 내지 30중량%를 혼합하고, 상기 혼합물에 무기산을 0.01 내지 5 중량% 첨가한 뒤 0.1 내지 10시간 동안 교반하며 반응시키는 단계;Iii) 1 to 50% by weight of the titanium-based inorganic binder and 0.1 to 30% by weight of the organic solvent are mixed per total photocatalyst coating sol solution, and 0.01 to 5% by weight of the inorganic acid is added to the mixture, followed by stirring for 0.1 to 10 hours. Reacting;

ⅱ) 고분자 유기화합물 1 내지 30중량%와 유기용매 5 내지 50중량%를 혼합하는 단계;Ii) mixing 1 to 30% by weight of the polymer organic compound and 5 to 50% by weight of the organic solvent;

ⅲ) 상기 단계 ⅱ)에서 제조된 혼합물을 상기 단계 ⅰ)에서 제조된 생성물에 첨가한 뒤 0.1 내지 10시간 동안 교반하며 반응시키는 단계;Iii) adding the mixture prepared in step ii) to the product prepared in step iv) and reacting with stirring for 0.1 to 10 hours;

ⅳ) 상기 단계 ⅲ)의 생성물에 광촉매 0.1 내지 10중량%를 첨가한 후 초음파 장치에서 30 내지 10시간 동안 초음파 처리하는 단계를 포함한다.Iii) adding 0.1 to 10% by weight of the photocatalyst to the product of step iv) and sonicating for 30 to 10 hours in an ultrasonic apparatus.

한편, 상기 단계 ⅳ)에는 필요에 따라서, 킬레이팅제 1 내지 30중량% 및/또는 계면활성제 0.001 내지 5중량%를 더 첨가한 뒤 초음파 장치에서 초음파 처리하여 광촉매 코팅용 졸을 제조할 수 있다.Meanwhile, in step iii), if necessary, 1 to 30% by weight of chelating agent and / or 0.001 to 5% by weight of surfactant may be further added, followed by sonication in an ultrasonic device to prepare a photocatalyst coating sol.

이때, 상기 킬레이팅제는 통상적으로 반응물을 안정화시키기 위하여 사용되며, 사용 가능한 물질로는 케톤류가 좋고, 추천하기로는 아세톤 또는 아세틸아세톤이 좋다.In this case, the chelating agent is usually used to stabilize the reactants, the usable material is preferably ketones, preferably acetone or acetylacetone.

상기 계면활성제는 광촉매 코팅용 졸의 유동성을 향상시킬 목적으로 사용되며, 상기 목적을 달성할 수 있는 계면활성제라면 어느 것을 사용하여도 무방하나, 추천하기로는 BYK-300[BYK Chemi, 독일]을 사용하는 것이 좋다.The surfactant is used for the purpose of improving the fluidity of the photocatalyst coating sol, and any surfactant that can achieve the above object can be used, but it is recommended to use BYK-300 [BYK Chemi, Germany] Good to do.

전술한 바와 같이 제조된 광촉매 코팅용 졸은 오수 등을 처리하는 수처리 장치에 적용하기 위해 상기 수처리 장치를 구성하는 기재의 표면에 코팅하여 박막을형성시킨다.The photocatalyst coating sol prepared as described above is coated on the surface of the substrate constituting the water treatment apparatus to be applied to a water treatment apparatus for treating sewage and the like to form a thin film.

전술한 광촉매 코팅용 졸을 원하는 기재에 코팅하는 방법으로는 인쇄법, 스프레이법, 담금법 등으로 코팅하여 건조시킨 뒤 열처리하는 방법을 사용할 수 있으나, 추천하기로는 스프레이법 또는 담금법을 사용하여 코팅하는 것이 좋다. 여기서, 상기 스프레이법 및 담금법의 건조과정은 50 내지 450℃에서 0.1 내지 50시간 동안, 열처리 과정은 120 내지 650℃에서 0.1 내지 50시간 동안 이루어진다.As a method of coating the above-described photocatalyst coating sol on a desired substrate, a method of coating, drying, and heat treatment after printing, spraying, or dipping may be used. good. Here, the drying process of the spray method and the immersion method is 0.1 to 50 hours at 50 to 450 ℃, the heat treatment process is carried out for 0.1 to 50 hours at 120 to 650 ℃.

한편, 상기 광촉매 코팅용 졸에 포함되어 있는 광촉매 분말은 상기 박막을 형성시키는 과정에서 씨드로서 역할을 하게되며, 상기 광촉매가 광촉매 코팅용 졸에 씨드형태로 존재함으로써 결정화 온도를 감소시켜 열처리 과정의 열처리 온도를 500 내지 600℃의 온도에서 열처리하는 종래의 열처리온도에 비하여 낮게 유지시킬 수 있으며, 박막에 형성되는 티타늄계 무기바인더의 입자크기를 균일하고 작게 유지시켜 광활성을 극대화하고 박막의 투명도를 높일 수 있다.On the other hand, the photocatalyst powder contained in the photocatalyst coating sol serves as a seed in the process of forming the thin film, the photocatalyst is present in the form of a seed in the photocatalyst coating sol to reduce the crystallization temperature to heat treatment of the heat treatment process The temperature can be kept lower than the conventional heat treatment temperature for heat treatment at a temperature of 500 to 600 ℃, and the particle size of the titanium-based inorganic binder formed on the thin film can be kept uniform and small to maximize the optical activity and increase the transparency of the thin film. have.

또한, 상기 열처리 과정은 본 발명에 따른 티타늄계 무기바인더를 결정화시켜, 광활성이 우수한 아나타제상으로 변환시켜 광촉매 박막에 빛을 조사할 경우 광촉매와 함께 광활성을 극대화하게 된다. 티타늄계 무기바인더 즉, 아나타제상의 티타니아로 변환된 티타늄계 무기 바인더는 자체가 광활성이 우수한 광촉매 기능을 한다.In addition, the heat treatment process crystallizes the titanium-based inorganic binder according to the present invention, and converts it into an anatase phase with excellent photoactivity, thereby maximizing photoactivity with the photocatalyst when light is irradiated on the photocatalyst thin film. A titanium-based inorganic binder, that is, a titanium-based inorganic binder converted to titania on an anatase itself has a photocatalytic function with excellent photoactivity.

또한, 본 발명에서는 상기 광촉매 코팅용 졸에 고분자 유기화합물을 첨가하여 광활성을 갖는 티타늄계 무기 바인더와 광촉매 분말은 기재에 더욱 강하게 부착시키도록 하며, 열처리 단계에서 모두 산화·분해되어 광촉매 박막에 잔존하지 않게되므로 광촉매 박막의 비표면적을 향상시키게 된다.In addition, in the present invention, the titanium-based inorganic binder and the photocatalyst powder having photoactivity by adding a polymer organic compound to the photocatalyst coating sol are more strongly attached to the substrate, and are all oxidized and decomposed in the heat treatment step so that they do not remain in the photocatalyst thin film. Therefore, the specific surface area of the photocatalyst thin film is improved.

그러므로, 상기 방법에 의한 광촉매 코팅용 졸을 이용하여 기재에 광촉매 박막을 형성시키게 되면, 상기 광촉매 박막에 빛이 조사될 경우 광촉매 박막에 포함되어 있는 광촉매 성분과 티타늄계 무기바인더의 상승효과로 인하여 매우 우수한 광촉매 활성을 갖기 때문에 기존방법의 실란계 무기바인더에 의한 광촉매 피복현상과 광활성 저하를 방지할 수 있고, 기재에 대한 부착력을 극대화 할 수 있다.Therefore, when the photocatalyst thin film is formed on the substrate using the photocatalyst coating sol according to the above method, when light is irradiated to the photocatalyst thin film, the synergistic effect of the photocatalyst component and titanium-based inorganic binder included in the photocatalyst thin film is very significant. Since it has excellent photocatalytic activity, it is possible to prevent photocatalytic coating phenomenon and photoactivity deterioration caused by the conventional silane-based inorganic binder, and to maximize adhesion to the substrate.

한편, 상기 스프레이법 또는 담금법을 이용하여 광촉매 졸을 기재에 코팅하는 단계에서 상기 전체 광촉매 졸 중량 당 계면활성제를 0.001 내지 5중량% 첨가하여 광촉매 졸의 유동성을 향상시킬 수 있다.Meanwhile, in the step of coating the photocatalyst sol on the substrate using the spray method or the immersion method, 0.001 to 5% by weight of the surfactant may be added per weight of the total photocatalyst sol to improve the fluidity of the photocatalyst sol.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 광촉매 졸 용액을 이용하여 수처리 장치를 제조하는 일양태로서 광촉매가 코팅된 석영관을 일예로 하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a quartz catalyst coated with a photocatalyst will be described as an example of manufacturing a water treatment device using the photocatalyst sol solution according to the present invention with reference to the drawings.

도 1은 본 발명에 따른 수처리 장치의 구성도, 도 2는 본 발명에 따른 광촉매 장치의 구성도, 도 3은 본 발명에 따른 수처리 장치를 장착한 수처리 시스템의 사시도, 도 4는 본 발명에 따른 수처리 장치를 장착한 수처리 시스템의 단면도로서 함께 설명한다.1 is a block diagram of a water treatment device according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram of a photocatalyst device according to the present invention, FIG. 3 is a perspective view of a water treatment system equipped with a water treatment device according to the present invention, and FIG. It demonstrates together as sectional drawing of the water treatment system equipped with a water treatment apparatus.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수처리 장치(2)는 내부가 비어있는 투명한 원통형 석영관(14) 외부표면에 광촉매 코팅용 졸이 코팅되어 광촉매 박막(12)이 형성되고, 상기 광촉매 박막(12)에 빛을 조사하기 위한 램프(10)가 상기 석영관(14)의 내부에 구비되며, 상기 램프(10)에 전류를 공급하여 주기 위한 소캣(8)을 포함하는 적어도 하나 이상의 광촉매 장치(6)와 상기 광촉매 장치(6)의 좌우 종단에 구비된 소캣(8)이 삽입되어 상기 광촉매 장치(6)를 고정시키는 지지대(4), 상기 지지대(4)의 상단 일측에 연결설치되어 상기 지지대(4)를 고정시키는 상판(28), 상기 광촉매 장치(6)의 소캣(8)에 연결설치되어 전류를 공급해주는 단자함(26) 및 상기 단자함에 전류를 공급해주는 전원공급부재(16)를 포함한다.1 and 2, the water treatment device 2 according to the present invention is a photocatalyst thin film 12 is formed by coating a photocatalyst coating sol on the outer surface of the transparent hollow hollow quartz tube 14, At least one lamp 10 for irradiating light to the photocatalyst thin film 12 is provided inside the quartz tube 14 and includes a socket 8 for supplying current to the lamp 10. At least one photocatalyst 6 and a socket 8 provided at left and right ends of the photocatalyst 6 are inserted into a support 4 for fixing the photocatalytic device 6, and at an upper end side of the support 4; Connected to the upper plate 28 to secure the support (4), the terminal box 26 is connected to the socket (8) of the photocatalyst device 6 to supply current and the power supply member for supplying current to the terminal box (16).

여기서, 상기 지지대(4)는 좌·우에 한쌍으로 하여 구비되며, 좌측 및 우측의 지지대(4)는 상향으로 개구된 "ㄷ"자 형태로 되어있고, 상기 상향으로 개구된 "ㄷ"의 상단으로 상판(28)이 연결설치되어 있는 형태로 구성된다.Here, the support (4) is provided in pairs on the left and right, the left and right support (4) is in the form of a "c" opening upwards, to the top of the "c" opening upwards The upper plate 28 is configured in a form that is connected.

그러나, 상기 지지대(4)는 광촉매 장치(6)의 위치에 따라 그 형태를 다양하게 변화시킬 수 있으므로, 본 발명에서는 상기 상향으로 개구된 "ㄷ"자 형태로 한정하는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 광촉매 장치(6)를 수직으로 형성시켰을 경우, 상기 광촉매 장치(6)의 소캣(8)이 삽입되어 고정되는 지지대(4)의 위치를 상/하로 구비시켜 상기 광촉매 장치(6)를 고정할 수 있다.However, since the shape of the support 4 can be changed in various ways depending on the position of the photocatalyst 6, the support 4 is not limited to the upwardly open "C" shape. For example, when the photocatalyst 6 is formed vertically, the photocatalyst 6 is provided with the position of the support 4 on which the socket 8 of the photocatalyst 6 is inserted and fixed. ) Can be fixed.

전술한 구성을 갖는 수처리 장치(2)의 작동기작을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the water treatment device 2 having the above-described configuration is as follows.

상기 수처리 장치(2)의 전원공급부재(16)에 전류을 인가하면 전류가 수처리 장치(2)의 단자함(26)을 통과하며 상기 램프(10)를 작동시키기에 적합한 전류 및 전압으로 변화하고, 상기 변화된 전류 및 전압이 광촉매 장치(6)를 구성하고 있는소캣(8)을 통하여 램프(10)로 전달됨으로써 램프(10)로부터 빛이 발생하며, 상기 발생된 빛은 상기 광촉매 장치(6)의 석영관(14)을 통과하여 상기 석영관(14)의 표면에 형성되어 있는 광촉매 박막(12)에 조사되고, 상기 광촉매 박막(12)에 빛이 조사되면 상기 광촉매 박막(12)의 표면에서 광촉매 산화반응이 발생하고, 상기 광촉매 산화반응에 의하여 상기 수처리 장치(2)를 통과하며 흐르는 오수 중에 존재하는 오염물질을 산화분해시킨다.When a current is applied to the power supply member 16 of the water treatment device 2, the current passes through the terminal box 26 of the water treatment device 2 and changes to a current and voltage suitable for operating the lamp 10, The changed current and voltage are transmitted to the lamp 10 through the socket 8 constituting the photocatalyst 6 so that light is generated from the lamp 10, and the generated light is quartz of the photocatalyst 6. When the light is irradiated to the photocatalyst thin film 12 formed on the surface of the quartz tube 14 by passing through the tube 14, the photocatalytic oxidation is performed on the surface of the photocatalyst thin film 12. A reaction occurs, and the photocatalytic oxidation oxidizes contaminants present in the sewage flowing through the water treatment device 2.

이때, 상기 광촉매 박막(12)을 구성하고 있는 광촉매 박막은 상기 램프(10)로부터 조사되는 빛에 의하여 박막 전체가 광촉매 활성을 띄게 된다.At this time, the photocatalyst thin film constituting the photocatalyst thin film 12 has the entire photocatalyst activity by the light irradiated from the lamp 10.

한편, 상기와 같은 구성을 포함하는 수처리 장치(2)를 이용하여 오수를 처리할 경우에는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 다수개의 수처리 장치(2)를 하나의 반응조(32)에 설치하여 수처리 시스템(18)을 구성할 수 있다.On the other hand, when the sewage treatment using the water treatment device 2 having the above configuration as shown in Figures 3 and 4, a plurality of water treatment device 2 is installed in one reactor 32 The water treatment system 18 can be configured.

상기 수처리 시스템(18)은 소정의 반응조(32)의 일측에 구비되어 오수가 유입되는 유입구(20), 상기 반응조(32) 길이방향에 대하여 수직으로 설치되어 유입되는 오수가 상부에서 하부로 또는 하부에서 상부로 순차적으로 흐를 수 있도록 하는 적어도 하나 이상의 격벽(30), 상기 격벽(30)의 사이에 구비되어 오수 중에 존재하는 오염물질을 제거하는 수처리 장치(2), 상기 각각의 수처리 장치(2)의 단자함(26)에 연결설치되어 전류를 공급하는 배전반(24), 상기 배전반(24)에 연결설치되어 전류를 공급하는 전원공급부재(16) 및 상기 반응조(32)의 일측에 구비되어 상기 격벽(30)을 따라 수처리장치(2)를 통과하며 처리된 처리수가 배출되는 배출구(22)로 구성되어 있다.The water treatment system 18 is provided at one side of a predetermined reaction tank 32 to install the inflow port 20 into which the sewage flows, and is installed vertically with respect to the reaction vessel 32 in the longitudinal direction. At least one or more partitions 30 to sequentially flow from the top, a water treatment device 2 disposed between the partitions 30 to remove contaminants present in the sewage, and the respective water treatment devices 2 A distribution panel 24 connected to the terminal box 26 to supply current, and installed at one side of the power supply member 16 and the reaction tank 32 connected to the distribution panel 24 to supply current. It consists of an outlet 22 which passes the water treatment apparatus 2 along the 30, and discharges the treated water.

전술한 구성을 갖는 수처리 시스템(18)의 작동기작을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the water treatment system 18 having the above-described configuration as follows.

먼저 상기 수처리 시스템(18)의 반응조(32) 일측에 구비된 유입구(20)로 오수가 유입되면, 상기 전원공급부재(16)에 전류를 인가하여 배전반(24)으로 전류를 공급하고, 상기 배전반(24)으로 공급된 전류는 각각의 수처리 장치(2)에 구비된 단자함(26)으로 이송되어 상기 각각의 단자함(26)에 연결설치된 광촉매 장치(6)의 소캣(8)으로 이송되어 램프(10)로부터 빛이 발생된다.First, when sewage flows into the inlet 20 provided at one side of the reaction tank 32 of the water treatment system 18, current is supplied to the power supply member 16 to supply current to the switchboard 24, and the switchboard. The current supplied to the 24 is transferred to the terminal box 26 provided in each of the water treatment devices 2, and then to the socket 8 of the photocatalyst device 6 connected to each of the terminal boxes 26, so that the lamp ( 10) light is generated.

그 다음, 상기 발생된 빛은 각각의 광촉매 장치(6)의 석영관(14)을 통과하여 상기 석영관(14)의 표면에 형성되어 있는 광촉매 박막(12)에 조사되고, 상기 광촉매 박막(12)에 빛이 조사되면 상기 광촉매 박막(12)의 표면에서 광촉매 산화반응이 발생한다.Then, the generated light is irradiated to the photocatalyst thin film 12 formed on the surface of the quartz tube 14 through the quartz tube 14 of each photocatalyst 6, and the photocatalyst thin film 12 When light is irradiated), photocatalytic oxidation occurs on the surface of the photocatalyst thin film 12.

한편, 상기 수처리 시스템(18)의 반응조(32)로 유입된 오수는 상기 각각의 수처리 장치(2) 사이에 구비된 격벽(30)을 따라 상/하 또는 하/상으로 흐르며 상기 광촉매 활성을 나타내는 수처리 장치(2)의 광촉매 장치(6)와 접촉하며 이송된다.On the other hand, the sewage flowing into the reaction tank 32 of the water treatment system 18 flows up / down or down / up along the partition walls 30 provided between the respective water treatment apparatuses 2 to show the photocatalytic activity. It is conveyed in contact with the photocatalyst device 6 of the water treatment device 2.

그 다음, 상기 광촉매 장치(6)와 접촉하는 오수 중의 오염물질은 상기 광촉매 장치(6)의 표면에 형성된 광촉매 박막(12)의 광촉매 산화반응에 의하여 산화분해되고, 상기 각각의 수처리 장치(2)의 사이에 구비된 격벽(30)을 따라 이동되며 처리된 처리수는 상기 유입구(20)의 대향되는 타측에 구비된 유출구(22)를 통하여 외부로 배출된다.Subsequently, contaminants in the wastewater contacting the photocatalytic device 6 are oxidatively decomposed by a photocatalytic oxidation reaction of the photocatalyst thin film 12 formed on the surface of the photocatalytic device 6, and the respective water treatment devices 2 The treated water is moved along the partition wall 30 provided between the discharged to the outside through the outlet 22 provided on the other side of the inlet 20 opposite.

여기서, 전술한 광촉매를 이용한 수처리 장치(2) 및 수처리 시스템(18)은 대기 정화용뿐만 아니라 수처리용으로 다양하게 응용될 수 있으며, 특히 수처리용으로서 적합하다.Here, the water treatment apparatus 2 and the water treatment system 18 using the photocatalyst described above can be variously applied not only for air purification but also for water treatment, and are particularly suitable for water treatment.

그러므로, 본 발명에 따른 광촉매를 이용한 수처리 시스템(18)의 응용은 상·하수 처리시설의 경우 수로에 설치되어 세균 및 미생물을 살균시키고, 농약성분, 트리할로메탄 등의 독성 및 난분해성 유기화합물을 산화분해할 수 있으며, 산업폐수, 침출수 등의 각종 오수에 대한 살균작용 및 각종 유기화합물의 산화분해가 가능하다.Therefore, the application of the water treatment system 18 using the photocatalyst according to the present invention is installed in waterways in the case of water and sewage treatment facilities to sterilize bacteria and microorganisms, and toxic and hardly degradable organic compounds such as pesticides and trihalomethane. It can oxidatively decompose, sterilize various kinds of filthy water such as industrial wastewater, leachate and oxidative decomposition of various organic compounds.

또한, 음용수의 안전한 살균이나 하천 및 호소에서의 녹조, 적조 등 조류에 의한 오염을 해결할 수 있음을 당업자라면 용이하게 인지할 수 있을 것이다.In addition, those skilled in the art will readily recognize that safe sterilization of drinking water or contamination by algae such as green algae and red tide in rivers and lakes can be easily solved.

이하에서 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나 하기의 실시예는 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로 이들 실시예에 의해 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples. However, the following examples are only for illustrating the present invention in detail and are not intended to limit the scope of the present invention by these examples.

<실시예 1><Example 1>

티타늄 이소프로폭사이드[대정화금, 한국] 30g과 이소프로필알콜[대정화금, 한국] 50g을 혼합하면서 질산 0.1g을 적하시키며 2시간 동안 반응시켰다.0.1 g of nitric acid was added dropwise while reacting for 2 hours while mixing 30 g of titanium isopropoxide [Great Gold, Korea] and 50 g of isopropyl alcohol [Great Gold, Korea].

그 다음, 하이드록시프로필셀룰로오스[Aldrich, 미국] 10g을 이소프로필알콜 30g에 용해시킨 뒤 상기 반응에 의하여 생성된 생성물에 혼합한 후 1시간 동안 교반시키며 반응시켰다.Then, 10 g of hydroxypropyl cellulose [Aldrich, USA] was dissolved in 30 g of isopropyl alcohol, mixed with the product produced by the reaction, and then reacted with stirring for 1 hour.

상기 반응이 종료된 후 광촉매 P-25[Degussa, 독일] 3g 첨가한 뒤 초음파 장치인 Tip-sonicator로 1시간 동안 처리하여 광촉매 코팅용 졸을 제조하였다. 코팅을 위하여 계면활성제로서 BYK-300[BYK Chemi, 독일]을 0.05g 첨가하여 길이 1000mm, 내경 25mm, 외경 28mm인 석영관의 표면에 담금법으로 피복시킨다. 상기 담금법으로 코팅 된 상기 석영관은 200℃에서 30분간 건조시키고, 450℃에서 2시간 동안 열처리한다.After the reaction was completed, 3g photocatalyst P-25 [Degussa, Germany] was added, and then treated with an ultrasonic device Tip-sonicator for 1 hour to prepare a photocatalyst coating sol. For coating, 0.05 g of BYK-300 [BYK Chemi, Germany] was added as a surfactant to coat the surface of a quartz tube having a length of 1000 mm, an inner diameter of 25 mm and an outer diameter of 28 mm by immersion. The quartz tube coated with the immersion method was dried at 200 ° C. for 30 minutes and heat-treated at 450 ° C. for 2 hours.

<실시예 2><Example 2>

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 하이드록시프로필셀룰로오스 대신 폴리에틸렌글리콜[덕산, 한국]을 사용하여 광촉매 코팅용 졸 및 박막을 제조하였다.In the same manner as in Example 1, but instead of hydroxypropyl cellulose polyethylene glycol [Duksan, Korea] was used to prepare a photocatalyst coating sol and thin film.

<실시예 3><Example 3>

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 하이드록시프로필셀룰로오스 대신 폴리비닐알콜[덕산, 한국]을 사용하여 광촉매 코팅용 졸 및 박막을 제조하였다.In the same manner as in Example 1, using a polyvinyl alcohol [Duksan, Korea] instead of hydroxypropyl cellulose to prepare a photocatalyst coating sol and thin film.

<실시예 4><Example 4>

광촉매 장치의 제조Preparation of Photocatalyst Device

상기 실시예 1에 의하여 제조된 광촉매 박막이 형성된 1000mm, 내경 25mm, 외경 28mm인 석영관의 내부에 자외선 램프[산쿄, 일본]를 설치하고, 상기 램프[산쿄, 일본]가 설치된 석영관의 좌우에 전류를 공급할 수 있는 소캣을 설치하여 광촉매 장치를 제조하였다.An ultraviolet lamp [Sankyo, Japan] was installed inside a quartz tube having a 1000 mm, an inner diameter of 25 mm, and an outer diameter of 28 mm on which the photocatalyst thin film prepared in Example 1 was formed, and left and right of the quartz tube provided with the lamp [Sankyo, Japan]. The photocatalyst device was manufactured by installing the socket which can supply electric current.

<실시예 5>Example 5

수처리 장치의 제조Manufacture of water treatment device

도 1에 도시된 바와 같이, 가로 250cm, 세로 950cm, 높이 950cm를 갖는 상향으로 개구된 "ㄷ"자 형태의 지지대를 좌/우로 대칭이 되도록 설치한 뒤 상기 지지대의 상부에 가로 300cm 세로 1000cm의 상판을 구비시켜 상기 지지대와 연결 설치하였다.As shown in Figure 1, the upper opening of the "c" shaped support having a width of 250cm, vertical 950cm, height 950cm symmetrically installed to the left / right and then the top plate 300cm horizontal 1000cm It was provided with a connection with the support.

그 다음, 상기 각각의 지지대 사이에 상기 실시예 4에 의하여 제조된 광촉매 장치가 삽입되도록 다수개의 구멍을 대칭으로 구비시킨 뒤 상기 구멍에 실시예 4에 의하여 제조된 광촉매 장치를 삽입하여 고정시켰다.Then, a plurality of holes were symmetrically provided so that the photocatalyst device prepared in Example 4 was inserted between the respective supports, and then the photocatalyst device prepared in Example 4 was inserted and fixed in the holes.

<실시예 6><Example 6>

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 실시예 21에 의하여 제조된 수처리 장치를 가로, 세로, 높이가 1600cm×1000cm×1000cm인 반응조에 4개 설치한 후 각 수처리 장치 사이에 격벽을 형성시켰다.As shown in FIG. 3, four water treatment apparatuses prepared in Example 21 were installed in a reactor having a width, length, and height of 1600 cm × 1000 cm × 1000 cm, and partition walls were formed between the water treatment apparatuses.

그 다음, 상기 반응조에 일측으로 원수를 공급하고, 그 타측으로 처리수를 배출하도록 하고, 상기 수처리 단자함에 전류를 공급하여 상기 수처리 장치를 구성하는 광촉매 장치에 전류를 공급하여 광촉매 산화반응을 시켰다.Then, the raw water was supplied to one side of the reactor, the treated water was discharged to the other side, and a current was supplied to the water treatment terminal box to supply a current to the photocatalytic device constituting the water treatment device to perform photocatalytic oxidation.

상기 원수 및 처리수의 물성을 측정하였다.The physical properties of the raw water and the treated water were measured.

그 결과를 표 1에 나타냈다.The results are shown in Table 1.

원 수enemy 처 리 수Number of treatments 탁도(NTU)Turbidity (NTU) 2.52.5 1.11.1 현탁고형물[ppm]Suspended solids [ppm] 65.565.5 9.09.0 증발잔류물[ppm]Evaporation residue [ppm] 181181 115115 미생물microbe 양성positivity 음성voice 일반 세균[MPN/100ml]General bacteria [MPN / 100ml] 4040 00 총유기카본[ppm]Total Organic Carbon [ppm] 6.86.8 0.40.4

<비교실시예 1>Comparative Example 1

티타늄 이소프로폭사이드 30g과 이소프로필알코올 50g을 혼합한 뒤 질산 0.1g을 적하시키며 반응시켰다.After mixing 30 g of titanium isopropoxide and 50 g of isopropyl alcohol, 0.1 g of nitric acid was added dropwise to react.

상기 반응이 종료된 후 Degussa P-25[데구사, 독일] 3g 첨가한 뒤 초음파 장치인 Tip-sonicator로 1시간 동안 처리하여 광촉매 코팅용 졸을 제조하였다.After completion of the reaction, 3 g of Degussa P-25 [Degussa, Germany] was added and then treated with an ultrasonic device Tip-sonicator for 1 hour to prepare a photocatalyst coating sol.

상기 비교실시예 1에 의하여 제조된 광촉매 코팅용 졸에 계면활성제로서 BYK-200 0.05g을 첨가한 뒤 길이 1000mm, 내경 25mm, 외경 28mm인 석영관에 담금법으로 코팅하였다.0.05 g of BYK-200 was added as a surfactant to the photocatalyst coating sol prepared according to Comparative Example 1, and then coated in a quartz tube having a length of 1000 mm, an inner diameter of 25 mm, and an outer diameter of 28 mm.

그 다음, 상기 코팅된 석영관을 약 200℃에서 30분간 건조시킨 뒤 450℃에서 2시간 동안 열처리하여 상기 길이 1000mm, 내경 25mm, 외경 28mm인 석영관의 표면에 광촉매 박막을 형성시켰다.Then, the coated quartz tube was dried at about 200 ° C. for 30 minutes and then heat treated at 450 ° C. for 2 hours to form a photocatalyst thin film on the surface of the quartz tube having a length of 1000 mm, an inner diameter of 25 mm, and an outer diameter of 28 mm.

<실험><Experiment>

상기 실시예 1 내지 실시예 3에 의하여 제조된 광촉매 박막과 비교 실시예에 의하여 제조된 광촉매 박막의 경도를 통상적인 연필경도 측정방법을 따라 측정하였다.The hardness of the photocatalyst thin films prepared by Examples 1 to 3 and the photocatalyst thin films prepared by Comparative Examples were measured according to a conventional pencil hardness measurement method.

그 결과를 표 2로 나타냈다.The results are shown in Table 2.

실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 비교실시예Comparative Example 경도Hardness 7H7H 7H7H 7H7H 3H3H

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.As described above, those skilled in the art will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. Therefore, the above-described embodiments are to be understood as illustrative in all respects and not as restrictive. The scope of the present invention should be construed that all changes or modifications derived from the meaning and scope of the appended claims and their equivalents, rather than the detailed description, are included in the scope of the present invention.

본 발명은 상술한 바와 같이 티타늄계 무기바인더를 이용하여 광촉매 코팅용 졸을 제조하고, 상기 광촉매 코팅용 졸에 광활성을 갖는 광촉매 분말을 씨드로 사용하면서 고분자 유기 화합물을 첨가제로 사용하여 기재의 표면에 코팅시켜 건조 및 열처리하여 박막화시킴으로써 광촉매 활성이 높고 기재의 표면으로부터 쉽게 박리되지 않는 광촉매 장치를 제조할 수 있을 뿐만 아니라 상기 광촉매 코팅용 졸이 박막화된 광촉매 장치를 이용하여 수처리 장치를 제조함으로써 오수 등에 존재하는 세균 및 곰팡이 등의 미생물을 살균시키고, 농약성분, 트리할로메탄 등의 독성 및 난분해성 유기화합물을 산화분해시킬 수 있는 효과가 있으며, 상·하수 처리시설에 적용하는 경우 수로에 설치하거나 광촉매 산화 시스템을 설치하여 세균 및 미생물을 살균시키고, 농약성분이나 트리할로메탄 등의 독성 및 난분해성 유기화합물을 산화 분해할 수 있는 고도산화처리 장치로서 사용될 수 있으며, 음용수 및 산업폐수나 침출수 등의 각종 폐수에 대하여도 살균작용과 고도 산화가 가능하다.The present invention is to prepare a photocatalyst coating sol using a titanium-based inorganic binder as described above, using a photocatalyst powder having photoactivity to the photocatalyst coating sol as a seed, using a polymer organic compound as an additive to the surface of the substrate By coating, drying, and heat-treating to thin a film, a photocatalyst device having high photocatalytic activity and not easily peeled off from the surface of the substrate can be prepared, and the photocatalyst coating sol is present in a waste water by manufacturing a water treatment device using a photocatalyst device having a thin film. It sterilizes microorganisms such as bacteria and fungi, and can oxidatively decompose toxic and hardly decomposable organic compounds such as pesticides and trihalomethane, and it is installed in waterways or photocatalysts when applied to water and sewage treatment facilities. Install an oxidation system to sterilize bacteria and microbes It can be used as an advanced oxidation treatment device that can oxidatively decompose toxic and hardly decomposable organic compounds such as pesticides and trihalomethanes, and sterilization and high oxidation can be applied to various wastewaters such as drinking water, industrial wastewater and leachate. It is possible.

또한, 상기 수처리 장치를 하천 및 호소 등에 적용하여 상기 하천 및 호소에서 발생하는 녹조, 적조 등의 조류에 의한 오염을 해결할 수 있는 효과가 있다.In addition, the water treatment device is applied to rivers and lakes, etc., which has the effect of solving pollution by algae such as green algae and red tide generated in the rivers and lakes.

Claims (15)

전체 광촉매 코팅용 졸 용액 당 광촉매 분말 0.1 내지 10중량%, 티타늄계 무기바인더 1 내지 50중량%, 유기용매 5 내지 80중량%, 고분자 유기화합물 1 내지 30중량% 및 무기산 0.01 내지 5중량%를 포함하는 광촉매 코팅용 졸.0.1 to 10% by weight of photocatalyst powder, 1 to 50% by weight of titanium-based inorganic binder, 5 to 80% by weight of organic solvent, 1 to 30% by weight of high molecular organic compound, and 0.01 to 5% by weight of inorganic acid per sol solution for total photocatalyst coating Sol for photocatalyst coating. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 킬레이팅제 1 내지 30중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광촉매 코팅용 졸.Sol for photocatalyst coating, characterized in that it further comprises 1 to 30% by weight of a chelating agent. 제 1항 또는 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 계면활성제 0.001 내지 5중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광촉매 코팅용 졸.Sol for photocatalyst coating, characterized in that it further comprises 0.001 to 5% by weight surfactant. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 광촉매가 TiO2, ZnO2, ZnO, CaTiO, WO3, SnO2, MoO3, Fe2O3, InP, GaAs, BaTiO3, KNbO3, Fe2O3, Ta2O5또는 Degussa P-25 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 광촉매 코팅용 졸.The photocatalyst is TiO 2 , ZnO 2 , ZnO, CaTiO, WO 3 , SnO 2 , MoO 3 , Fe 2 O 3 , InP, GaAs, BaTiO 3 , KNbO 3 , Fe 2 O 3 , Ta 2 O 5 or Degussa P- Sol for photocatalyst coating, characterized in that selected from 25. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 티타늄계 무기바인더가 티타늄알콕사이드 계열의 화합물인 것을 특징으로 하는 광촉매 코팅용 졸.The photocatalyst coating sol, characterized in that the titanium-based inorganic binder is a titanium alkoxide-based compound. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 고분자 유기화합물이 하이드록시프로필세룰로우스, 폴리에틸렌글리콜, 폴리비닐알콜 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 광촉매 코팅용 졸.The sol for photocatalyst coating, characterized in that the high molecular organic compound is hydroxypropyl cellulose, polyethylene glycol, polyvinyl alcohol or a mixture thereof. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 유기용매가 에틸알콜, 메틸알콜, 부틸알콜, 세크부틸알콜, 프로필알콜, 이소프로필알콜 또는 이소프로판올 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 광촉매 코팅용 졸.The photocatalyst coating sol, wherein the organic solvent is selected from ethyl alcohol, methyl alcohol, butyl alcohol, secbutyl alcohol, propyl alcohol, isopropyl alcohol or isopropanol. ⅰ) 전체 광촉매 코팅용 졸 용액 당 티타늄계 무기바인더 1 내지 50중량%와 유기용매 0.1 내지 30중량%를 혼합하고, 상기 혼합물에 무기산을 0.01 내지 5 중량% 첨가한 뒤 0.1 내지 10시간 동안 교반하며 반응시키는 단계,Iii) 1 to 50% by weight of the titanium-based inorganic binder and 0.1 to 30% by weight of the organic solvent are mixed per total photocatalyst coating sol solution, and 0.01 to 5% by weight of the inorganic acid is added to the mixture, followed by stirring for 0.1 to 10 hours. Reacting, ⅱ) 고분자 유기화합물 1 내지 30중량%와 유기용매 5 내지 50중량%를 혼합하는 단계,Ii) mixing 1 to 30% by weight of the polymer organic compound and 5 to 50% by weight of the organic solvent, ⅲ) 상기 단계 ⅱ)에서 제조된 혼합물을 상기 단계 ⅰ)에서 제조된 생성물에 첨가한 뒤 0.5 내지 10시간 동안 교반하며 반응시키는 단계,Iii) adding the mixture prepared in step ii) to the product prepared in step iv) and reacting with stirring for 0.5 to 10 hours, ⅳ) 상기 단계 ⅲ)의 생성물에 광촉매 분말 0.1 내지 10중량%를 첨가한 후 초음파 장치에서 0.1 내지 10시간 동안 초음파 처리하여 광촉매 분말을 분산시키는 단계를 포함하는 광촉매 코팅용 졸의 제조방법.Iii) adding 0.1 to 10% by weight of the photocatalyst powder to the product of step iii) and then dispersing the photocatalyst powder by sonicating for 0.1 to 10 hours in an ultrasonic apparatus. 제 8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 단계 ⅳ)에 킬레이팅제 1 내지 30중량%를 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 광촉매 코팅용 졸의 제조방법.Method for producing a photocatalyst coating sol, characterized in that to add 1 to 30% by weight of the chelating agent to step iii). 제 8항 또는 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to claim 8 or 9, 상기 단계 ⅳ)에 계면활성제 0.001 내지 5중량%를 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 광촉매 코팅용 졸의 제조방법.Method for producing a photocatalyst coating sol, characterized in that to add 0.001 to 5% by weight of surfactant to step iii). 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 따른 광촉매 코팅용 졸이 코팅되어 박막화된 기재.A substrate thinned by coating the photocatalyst coating sol according to any one of claims 1 to 7. 제 1항 내지 제 7항에 따른 광촉매 코팅용 졸을 인쇄법, 스프레이법 또는 담금법으로 기재에 코팅 한 뒤 50 내지 450℃에서 0.1 내지 50시간 동안 건조시키고, 건조된 상기 기재를 120 내지 650℃에서 0.1 내지 50시간 동안 열처리하는 것을 포함하는 광촉매 박막의 제조방법.The photocatalyst coating sol according to claim 1 is coated on the substrate by printing, spraying, or immersion and then dried at 50 to 450 ° C. for 0.1 to 50 hours, and the dried substrate at 120 to 650 ° C. Method for producing a photocatalyst thin film comprising the heat treatment for 0.1 to 50 hours. 내부가 비어 있고 그 외부 표면에 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 따른 광촉매 코팅용 졸이 코팅되어 광촉매 박막이 형성된 석영관(14), 상기 속이 비어있는 석영관(14) 내부에 구비시켜 빛을 발생시키는 램프(10), 상기 램프(10)에 연결설치되어 상기 램프(10)에 전류를 공급해주는 소캣(8)을 포함하는 광촉매 장치.A quartz tube 14 having an empty inside and having a photocatalyst thin film formed by coating a photocatalyst coating sol according to any one of claims 1 to 7 on an outer surface thereof, which is provided inside the hollow quartz tube 14. And a lamp (10) installed to be connected to the lamp (10) to supply light to the lamp (10) to supply current to the lamp (10). 내부가 비어있는 투명한 원통형 석영관(14) 외부표면에 제 1항 내지 제 7항에 따른 광촉매 코팅용 졸이 코팅되어 광촉매 박막(12)이 형성되고, 상기 광촉매 박막(12)에 빛을 조사하기 위한 램프(10)가 상기 석영관(14)의 내부에 구비되며, 상기 램프(10)에 전류를 공급하여 주기 위한 소캣(10)을 포함하는 적어도 하나 이상의 광촉매 장치(6), 상기 광촉매 장치(6)의 좌우 종단에 구비된 소캣(8)이 삽입되어 상기 광촉매 장치(6)를 고정시키는 지지대(4), 상기 지지대(4)의 상단 일측에 연결설치되어 상기 지지대(4)를 고정시키는 상판(28), 상기 광촉매 장치(6)의 소캣(8)에 연결설치되어 전류를 공급해주는 단자함(26) 및 상기 단자함에 전류를 공급해주는 전원공급부재(16)를 포함하는 수처리 장치.The photocatalyst thin film 12 is formed by coating the photocatalyst coating sol according to claims 1 to 7 on the outer surface of the transparent cylindrical quartz tube 14 having an empty inside, and irradiating light to the photocatalyst thin film 12. At least one photocatalyst 6 and a photocatalyst 6 including a socket 10 for supplying a current to the lamp 10, the lamp 10 being provided inside the quartz tube 14. 6 and 6, the upper and lower ends of the socket 4 are inserted into and connected to one side of the upper end of the support 4 to fix the photocatalytic device 6, and the socket 8 is provided at the left and right ends of the socket 6, respectively. (28), a water treatment device comprising a terminal box (26) connected to and installed in the socket (8) of the photocatalyst device (6) to supply current, and a power supply member (16) to supply current to the terminal box. 소정의 반응조(32)의 일측에 구비되어 하수가 유입되는 유입구(20), 상기 반응조(32) 길이방향에 대하여 수직으로 설치되어 유입되는 하수가 상부에서 하부로 또는 하부에서 상부로 순차적으로 흐를 수 있도록 하는 적어도 하나 이상의 격벽(30), 상기 격벽(30)의 사이에 구비되어 하수중에 존재하는 오염물질을 제거하는 제 14항에 따른 적어도 하나 이상의 수처리 장치(2), 상기 각각의 수처리장치(2)의 단자함(26)에 연결설치되어 전류를 공급는 배전반(24), 상기 배전반(24)에 연결설치되어 전류를 공급하는 전원공급부재(16) 및 상기 반응조(32)의 일측에 구비되어 상기 격벽(30)을 따라 수처리장치(2)를 통과하며 처리된 처리수가 배출되는 배출구(22)를 포함하는 수처리 시스템.Inlet 20 is provided on one side of a predetermined reaction tank 32, the sewage is installed vertically with respect to the longitudinal direction of the reaction tank 32, the sewage flows from the top to the bottom or from the bottom to the top can be sequentially At least one or more partitions 30, between the partitions 30, at least one water treatment device 2 according to claim 14 for removing contaminants present in the sewage, and the respective water treatment devices 2. Is connected to the terminal box 26 to supply current, and is provided at one side of the power supply member 16 and the reaction tank 32 connected to the switchboard 24 to supply current. A water treatment system passing through the water treatment device 2 along the 30 and comprising a discharge port 22 through which the treated water is discharged.
KR10-2002-0064310A 2002-10-21 2002-10-21 Preparation of photocatalytic thin film and water-treatment apparatus using thereof KR100503233B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2002-0064310A KR100503233B1 (en) 2002-10-21 2002-10-21 Preparation of photocatalytic thin film and water-treatment apparatus using thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2002-0064310A KR100503233B1 (en) 2002-10-21 2002-10-21 Preparation of photocatalytic thin film and water-treatment apparatus using thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20030020860A true KR20030020860A (en) 2003-03-10
KR100503233B1 KR100503233B1 (en) 2005-07-22

Family

ID=27728897

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2002-0064310A KR100503233B1 (en) 2002-10-21 2002-10-21 Preparation of photocatalytic thin film and water-treatment apparatus using thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100503233B1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005083014A1 (en) * 2004-01-30 2005-09-09 Millennium Chemicals Coating composition having surface depolluting properties
KR100754526B1 (en) * 2006-06-15 2007-09-03 (주)미시간기술 Apparatus for treating water by multiplex oxidation and method for treating water using the same
KR101696405B1 (en) * 2015-08-05 2017-01-13 성균관대학교산학협력단 Hybrid-type deodorization system
CN109574344A (en) * 2019-02-11 2019-04-05 陕西超微环境科技有限公司 One kind can boat-carrying water body purification method and device

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101106755B1 (en) * 2009-12-18 2012-01-18 (주)엔지텍 manufacturing method for nanometal/photocatalyst sol
KR101641123B1 (en) 2014-07-17 2016-07-20 한국과학기술연구원 Flexible nanostructure photocatalyst of TiO2 nanoparticles-immobilized PVDF nanofabric and method for fabricating the same
KR101989031B1 (en) 2017-10-31 2019-09-30 한국과학기술연구원 Water treatment material with photocatalyst and non-photocatalyst and Method for fabricating the same
KR102114668B1 (en) * 2018-06-26 2020-05-26 (주)엔퓨텍 Manufacturing method of photocatalytic filter
KR102188852B1 (en) 2018-11-15 2020-12-11 한국과학기술연구원 Photocatalyst material with titanium dioxide nanoparticles fixed to internal space of multi-walled carbon nanotube
KR102376036B1 (en) 2020-11-03 2022-03-21 한국과학기술연구원 Photocatalytic membrane via grafting Conjugated polyelectrolyte and method for fabricating The Same

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11156204A (en) * 1997-11-21 1999-06-15 Toto Ltd Photocatalytic hydrophilic composition
JPH11279446A (en) * 1998-03-27 1999-10-12 Tokushu Paper Mfg Co Ltd Photocatalytic coating material, its production and photocatalytic deodorizing paper produced by using the coating material
KR100696225B1 (en) * 1998-05-14 2007-03-20 쇼와 덴코 가부시키가이샤 Titanium oxide sol, thin film, and processes for producing these
JP2001089142A (en) * 1999-09-27 2001-04-03 Nok Corp Method of producing titanium oxide film
KR20010075752A (en) * 2000-01-17 2001-08-11 김영웅 coating solution and its preparing method for titanium dioxide photo-catalyst
JP2002038054A (en) * 2000-05-16 2002-02-06 Kansai Paint Co Ltd Coating agent for forming titanium oxide film, method for forming titanium oxide film and photocatalyst
JP4521795B2 (en) * 2000-11-08 2010-08-11 多木化学株式会社 Titanium oxide sol composition
KR100421243B1 (en) * 2000-12-01 2004-03-12 (주) 에이엔티케미칼 The fabrication method of highly crystalline and dispersive photocatalyst of anatase-type titanium oxidesol by way of hydrothermal treatment
KR20020045856A (en) * 2000-12-11 2002-06-20 윤영진 Photocatalyst coating sol capable of hardening at low temperature and preparation method thereof
KR20010067693A (en) * 2001-03-08 2001-07-13 김현용 Air floatation type photocatalytic water treatment system

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005083014A1 (en) * 2004-01-30 2005-09-09 Millennium Chemicals Coating composition having surface depolluting properties
WO2005083013A1 (en) * 2004-01-30 2005-09-09 Millennium Chemicals Coating composition having surface depolluting properties
KR100754526B1 (en) * 2006-06-15 2007-09-03 (주)미시간기술 Apparatus for treating water by multiplex oxidation and method for treating water using the same
KR101696405B1 (en) * 2015-08-05 2017-01-13 성균관대학교산학협력단 Hybrid-type deodorization system
CN109574344A (en) * 2019-02-11 2019-04-05 陕西超微环境科技有限公司 One kind can boat-carrying water body purification method and device

Also Published As

Publication number Publication date
KR100503233B1 (en) 2005-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jin et al. Photocatalytic activities enhanced for decompositions of organic compounds over metal-photodepositing titanium dioxide
Ling et al. Performance of photocatalytic reactors using immobilized TiO2 film for the degradation of phenol and methylene blue dye present in water stream
Xiao et al. Organic pollutants removal in wastewater by heterogeneous photocatalytic ozonation
US6524447B1 (en) Apparatus and method for photocatalytic purification and disinfection of water and ultrapure water
Mahlambi et al. Recent developments in environmental photocatalytic degradation of organic pollutants: the case of titanium dioxide nanoparticles—a review
Nawi et al. Enhancing the surface properties of the immobilized Degussa P-25 TiO2 for the efficient photocatalytic removal of methylene blue from aqueous solution
Tayade et al. Transition metal ion impregnated mesoporous TiO2 for photocatalytic degradation of organic contaminants in water
Feng et al. One‐Dimensional Nanostructured TiO2 for Photocatalytic Degradation of Organic Pollutants in Wastewater
Alhaji et al. Recent developments in immobilizing titanium dioxide on supports for degradation of organic pollutants in wastewater-A review
TW539579B (en) Photocatalytic titanium dioxide powder, process for producing same, and applications thereof
Suhan et al. Sustainable pollutant removal and wastewater remediation using TiO2-based nanocomposites: A critical review
Kowalska et al. Photoreactors for wastewater treatment: A review
Han et al. Titanium dioxide-based antibacterial surfaces for water treatment
US6558553B1 (en) Photocatalyst
KR20140134990A (en) A water treatment system including porous alumina membranes immobilized photocatalysts, operating method thereof, and purifying method of wastewater using thereby
KR100503233B1 (en) Preparation of photocatalytic thin film and water-treatment apparatus using thereof
Singh et al. Novel floating Ag+-doped TiO2/polystyrene photocatalysts for the treatment of dye wastewater
Matoh et al. Photocatalytic water treatment
Das et al. Reusable floating polymer nanocomposite photocatalyst for the efficient treatment of dye wastewaters under scaled‐up conditions in batch and recirculation modes
Yuwendi et al. Photocatalytic degradation of polyethylene microplastics and disinfection of E. coli in water over Fe-and Ag-modified TiO2 nanotubes
Qureshi et al. Wastewater Treatment: Synthesis of Effective Photocatalysts Through Novel Approaches
JPH0526187U (en) Ultraviolet irradiation device for photochemical reaction treatment
Tan et al. Recent advances on TiO2 photocatalysis for wastewater degradation: Fundamentals, commercial TiO2 materials, and photocatalytic reactors
KR20210142047A (en) A METHOD FOR PROCESSING WASTE WATER USING CERAMIC SEPARATION MEMBRANE COATED WITH Ti2O AND A SYSTEM FOR PROCESSING WASTE WATER
Chin et al. Photodegradation of methylene blue dye in aqueous stream using immobilized TiO2 film catalyst: synthesis, characterization and activity studies

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
G15R Request for early publication
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20090710

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee