KR20060036227A - 티타늄염에 의한 수용성 산소촉매 및 그의 제조방법 - Google Patents

티타늄염에 의한 수용성 산소촉매 및 그의 제조방법 Download PDF

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KR20060036227A
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Abstract

본 발명은 새집증후군(Sick House Syndrom)의 원인 물질인 휘발성유기화합물
질과 포름알데히드에 의한 인체의 피해를 예방하며, 밀폐된 공간에서 항균 및 탈취
기능을 갖고 쾌적한 실내환경을 제공해 주기 위한 티타늄염에 의한 수용성 산소촉매 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 티타늄염에 의한 수용성 산소촉매는 밀폐된 실내공간의 가구에서 방출되는 포름알데히드나 화학제품에서 배출되는 톨루엔, 벤젠과 같은 유해화학물질을 효과적으로 흡착하고, 공기 중에 포함된 산소와 상호반응에 의해 산화력이 매우 강한 하이드록시 라디칼 생성을 생성시켜 유해물질을 분해시키게 되므로써, 대부분의 시간을 실내공간에서 거주하고 있는 현대인들에게 환경공해에 의한 인체의 피해를 최소화하는데 탁월한 효능을 갖는 산소촉매 물질을 제공하게 된다.
본원에서는 환경친화적이면서 아파트나 사무실과 같은 밀폐공간에 함유된 휘
발성유기화합물질(VOCs) 및 포름알데하이드(HCHO)와 같은 유해 환경물질을 쉽게 분해하고, 항균 및 탈취의 기능을 갖는 티타늄(염)에 의한 수용성 인산 티타늄계의 산소촉매 및 그의 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.
티타늄옥시설페이트, 산소촉매, 수용성, 새집증후군, 휘발성 유기화합물,

Description

티타늄염에 의한 수용성 산소촉매 및 그의 제조방법{Hydroxy radical Compound, it's manufacturing method}
도 1은 산소촉매에 의한 유해물질의 제거율을 확인하기 위한 장치.
도 2는 본 발명에 의해 제조된 산소촉매를 900℃에서 6시간 동안 소결시킨
촉매분말의 X-ray 회절분석 스펙트럼 결과.
도 3은 본 발명에 의해 제조된 산소촉매를 실내온도에서 감압건조시킨 촉매분말의 X-ray 회절분석 스펙트럼 결과.
도 4는 본 발명에 의해 제조된 산소촉매를 실내온도에서 감압건조시킨 촉매분말의 EDX(Energy dispersive X-ray spectrometer)의 분석결과.
도 5는 본 발명에 의해 제조된 산소촉매를 900℃에서 6시간 동안 소결시킨
촉매분말의 EDX(Energy dispersive X-ray spectrometer)의 분석결과.
*****도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*****
1. 튜브
2. 운반가스 마개
3. 폴리에틸렌 병
4. 폴리에틸렌 병 내부에 균일하게 코팅된 본 발명의 산소촉매
5. 휘발성유기화합물질 또는 포름알데하이드 시료
6. 뚜껑(캡)
본 발명은 밀폐된 실내공간에서 휘발되는 인체에 유해한 각종 휘발성 유기화합물(VOCs)및 포름알데하이드를 효과적으로 흡착, 분해하여 인체에 대한 피해를 최소화하기 위한 환경친화적 물질을 얻고 이를 활용하여 새로운 '새집증후군 해소시킬 수 있는 수용성 산소 촉매물'을 제공하고자 하는 것이다.
건축구조물 내부에 존재하는 미장물이나 가구들은 석유화학제품으로 구성되었거나, 장기간 보존하기 위하여 방부제가 첨가되어 있으며 이들 석유화학제품은 하이드로카본(H-C)으로 구성되어 있는 이유로 인하여 미반응된 휘발성유기화합물질들이 서서히 방출되고 있다.
방부제인 경우 가격이 저렴한 포름알데히드가 가구 분야에 많이 이용되고 있는바 이러한 휘발성유기화합물질이나 포름알데히드는 호흡기 질환을 일으킬 수 있으며, 발암의 원인이 될 수 있는 치명적인 화학물질로 밝혀지고 있다.
휘발성 유기화합물질이란 대기 중 상온(섭씨 20도)에서 가스형태로 존재하는 유기화합물을 총칭하는 것으로 그동안 밝혀진 숫자만도 수 백 종에 달하고 있다는 것이 산업의학 전문의들의 견해이다. 여기에는 각종 발암물질이 포함되어 있는데 벤젠을 비롯해 톨루엔, 클로로포름, 아세톤, 포름알데히드 등을 대표적으로 꼽을 수 있다.
건축에 사용하고 있는 자재에는 내구성을 부여하기 위하여 휘발성유기화합물질이나 포름알데하이드가 함유된 석유화학제품이 이용되고 있는바 이러한 화학제품에서 방출되는 유해물질은 두통, 구토, 알레르기(천신, 아토피)와 같은 실내증후군을 가져다주기 때문에 심각한 사회문제로 대두됨에 따라 정부에서는 2003년5월29일
다중 이용시설들의 실내공기질관리법이 공표되어 1년 후인 2004년5월29일부터 시행하고 있으며, 그동안 많은 기업 및 연구소에서 밀폐된 공간에서 방출되는 유해물질에 의한 인체의 피해를 감소시키고자 많은 연구를 수행하고 있는 실정 이다.
그동안 이러한 휘발성유기물질을 분해하는 광촉매 물질로 이산화티타늄 (TiO2)촉매가 다양한 산업분야에서 응용되어 사용되어 왔고 최근에는 가시광선 영역에서의 반응도 가능하게 되었으나, 광촉매는 반드시 빛을 필요로 한다는 제한적인 단점이 있기 때문에 햇빛이 들지 않는 실내공간에 존재하는 휘발성 유기화합물질이나 포름알데하이드의 산화 제거에는 미흡하거나 결코 만족할 수준으로 제거되지 못하였으며, 또한 광촉매 물질로서 TiO2 는 입자와 입자간의 결합력이 없이 바인더와 함께 함유되기 때문에 광촉매의 역할이 미흡하다는 단점을 갖고 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 각종 휘발성 유기화합물(VOC)및 포름알데하이드에 의한 실내증후군의 제거를 목적으로 종래 광촉매의 단점을 극복하고, 빛이 없는 암실에서도 공기 중에 산소와 물(H2O)만 있으면 표면반응이 일어나 3가의 오존과 2가의 산소가 생성되며, 이 산소는 불안정하여 3가와 2가 사이에서 산화, 환원반응을 수행하고 산소의 환원으로 정제된 O2-는 산화반응 중간체에 부가해서 과산화물을 형성하고, 과산화수소를 거치면서 강력한 산화력을 가진 활성 수산라디칼(-OH)이 되어 표면에 부착된 유기물을 강력한 산화작용에 의해 분해하고 항균, 항곰팡이, 탈취작용 및 실내증후군의 원인이 되는 휘발성 유기화합물질에 의한 실내 환경을 개선하며, 결과적으로 인체에 위해를 줄이는데 크게 기여할 수 있는 촉매를 제공하고자 하는 것이다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 바와 같은 다양한 문제점들을 극복하기 위하여 인체에 위해성이 없으며 실내의 휘발성 유기화합물을 효과적으로 흡착하여 분해시키는 물질을 제공하는데 있다.
본원은 인체에 영향을 주지 않으면서 밀폐된 공간에 함유된 휘발성유기화합물질(VOCs; volitile organic compounds) 및 포름알데하이드(HCHO)와 같은 실내 유해환경 유기물질을 쉽게 분해하고, 항균 및 탈취의 기능을 갖기 위하여 티타늄(염)에 의한 인산 티타늄계의 산소촉매혼합물 및 그의 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.
보다 상세하게는 건축에 사용하는 건자재, 시공재, 접착제, 도료, 방충제, 방염제, 가소제에 포함되어 있는 포름알데하이드, 아세트알데하이드, 자일렌, 톨루엔, 벤젠, 에틸벤젠 및 스타일렌과 같은 유해화학물질들에 의한 인체의 위해를 줄이기 위하여 본 발명의 산소촉매혼합물을 유해화학물질 발생 표면에 도포하여 공기 중의 산소 및 물과 반응시켜 유해화학물질표면에 산환, 환원반응을 일으켜, O2- 과 산화력이 매우 강한 활성 수산라디칼 -OH(hydroxyl radical)을 형성하여 활성 수산라디칼 -OH가 유해물질을 산화 분해시키며 동시 항균 및 탈취 효능을 갖는 산소촉매혼합물을 제공하고자 하는 것이다.
본원은 인체에 영향을 주지 않으면서 실내와 같은 밀폐공간에 함유된 휘발성유기화합물질(VOCs) 및 포름알데하이드(HCHO)와 같은 유해 환경물질을 쉽게 분해하고, 항균 및 탈취의 기능을 갖는 수용성인산 티타늄계의 산소촉매혼합물을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명자는 수용액에 용해되며 친수성을 가지면서 상기 목적을 달성시킬 수 있는 산소촉매를 찾고자 하였으며 불용성인 인산티타늄계열을 물성이 우수하며, 시공이 편리한 수용성 인산 티타늄계 산소촉매를 만들어 보고자 오랜 연구과정에서 노력하던 과정에 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명의 제조방법에서, 티탄 화합물과 물 내지는 1~4의 알콜을 혼합하여 알킬그룹과 하이드록실 그룹을 형성한 후 인산과 혼합된다.
이를 상술하면, 본원은 (1)티탄 화합물 중 티탄 원자 몰량의 약 2 내지 약 3배로 존재하는 티탄 화합물과 물, 및 1~4의 알콜기를 갖는 알콜류를 혼합하여 알킬그룹과 하이드록실 그룹을 합성하는 제1단계 공정을 이루고, (2) 알킬그룹과 하이드록실 그룹이 형성된 티탄 화합물과 35~95 중량 %로 희석된 인산(H3PO4)을 혼합하여 분당 회전속도가 25～500rpm으로 회전하는 교반기에서 혼합시켜 불용성인 인산티타늄계 산소촉매를 얻고, (3) 퍼옥사이드(peroxide)를 가하여 수용성 인산티타늄 계 산소촉매를 얻고자 하는 것이다.
인산티타늄계 산소촉매는 Ti(OH)x(PO4)y(HPO4)z(H2PO4)l(OR)m (R은 탄소수 1~4의 알킬기 x, y, z, l 및 m은 각각 0 이상의 수치이며, x+3y+2z+l+m=4를 충족시킨다.)를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 사용되는 티탄 화합물로서는, 예를 들면, 삼염화티탄, 옥시염화티탄, 황산티탄, 황산옥시티탄, 티탄 테트라메톡사이드, 티탄 테트라에톡사이드, 티탄 테트라-i-프로폭사이드, 티탄 테트라-n-프로폭사이드, 티탄 테트라-n-부톡사이드, 티탄 테트라-i-부톡사이드, 티탄 테트라-2급-부톡사이드, 티탄 테트라-3급-부톡사이드, 티탄 테트라-옥타데실옥사이드, 티탄 테트라키스(2-에틸헥실옥사이드), 티탄 테트라스테아릴옥사이드, 티탄 디메톡시디부톡사이드 및 티탄 디에톡시디프로폭사이드 등을 들 수 있다.
무기염으로 구성되어 있는 티타늄 화합물 중 삼염화티탄, 사염화티탄, 옥시염화티탄의 경우는 희석하지 않고 사용할 경우 염소가스에 의한 인체의 호흡기 및 실내오염에 문제를 초래할 수 있기 때문에 주의를 요하여야 하며, 바람직하게는 1.5배 이상의 물로 희석하여 사용하고, 후드에서 작업을 수행해야 하며, 반응기 주위에 어름이 함유된 차가운 분위기에서 알콜류와 혼합하여 알킬그룹과 하이드록실 그룹을 합성할 수 있으며, 황산티타늄, 황산옥시티타늄은 다른 화합물에 비해 합성 시 안전에 큰 영향을 끼치지 않고 합성할 수 있다.
유기염으로 구성되어 있는 티탄 테트라메톡사이드, 티탄 테트라에톡사이드, 티탄 테트라-i-프로폭사이드, 티탄 테트라-n-프로폭사이드, 티탄 테트라-n-부톡사 이드, 티탄 테트라-i-부톡사이드, 티탄 테트라-2급-부톡사이드, 티탄 테트라-3급-부톡사이드, 티탄 테트라-옥타데실옥사이드, 티탄 테트라키스(2-에틸헥실옥사이 드), 티탄 테트라스테아릴옥사이드, 티탄 디메톡시디부톡사이드 및 티탄 디에톡시디프로폭사이드는 합성시 발열반응을 일으키기 때문에 주의를 요하여야 하며, 바람직하게는 티타늄 유기물에 알콜류를 먼저 첨가하여 희석하고, 반응기 주위에 어름이 함유된 차가운 분위기에서 교반을 하면서 물을 천천히 공급하여 알킬그룹과 하이드록실 그룹을 합성할 수 있다.
알킬그룹과 하이드록실 그룹이 합성된 곳에 인산을 첨가하면 산소촉매인 인산 티타늄계 화합물을 제조할 수 있다. 상기 인산 티타늄계 화합물로서는, 예를 들면, Ti(OH)(HPO4)2(OR), Ti(OH)(PO4), Ti(OH)2(H2PO4)(OR), Ti(OH)(HPO4)(OR), Ti(OH)(HPO4)(H2PO4), Ti(OH)2(H2PO4)2, Ti(OH)3(H2PO4), Ti(OH)3(OR)등이 있다.
상기 인산 티타늄계 화합물 또는 그 축합물은 예를 들면 하기의 제조방법에 의하여 얻을 수 있다.
H2O/ROH
Ti2(SO4)3------------→Ti(OH)x(OR)4-x
혼합용액인 경우 그 조성은 특별히 제한되는 것은 없으나 체적비로 40~80%로인 것이 바람직하고, 보다 바람직한 것은 상한으로 70 %, 하한으로 45 %인 것이 바람직하다. 황산 티타늄(Titanous sulfate)은 희석된 염산이나 황산에 용해하고, 첨가량은 체적비로 상기 물 혹은 알코올 또는 그러한 혼합 용액 100 중량부에 대해 0.1~35 중량부인 것이 바람직하고, 황산티타늄과 물 및 알콜과의 반응 온도는 제한 은 없고, 상온에서 예를 들면 5~40 ℃의 온도가 바람직하다.
다음에 얻어진 반응 용액을 인산과 반응시키고, 상기 인산 티타늄계 화합물을 얻는다.
H3PO4+H2O+
Ti(OH)x(OR)4-x-----------→Ti(OH)x(PO4)y(HPO4)z(H2PO4)l(OR)m
인산을 첨가할 때 고속회전용 교반기를 사용하여도 불용성인 인산티타늄계열이 형성도기 때문에 스프레이(spray)에 의한 시공시 노즐의 막힘현상이 일어나 불편을 끼칠 수 있으며, 물류상 층분리에 의한 상품의 신뢰도를 상실할 수 있다. 따라서, 이러한 문제점을 보완하기 위하여 퍼옥사이드류로 투명한 용액으로 제조해야 한다.
퍼옥사이드는 과산화수소가 적합하며, 퍼옥사이드에 의한 폭발성을 감소시키기 위하여 30 %이하 농도의 과산화수소를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 반응 용액은 물 또는 알콜 등의 용매로 10~500배의 범위에서 희석하는 것이 바람직하다. 10배 미만의 희석배율인 경우 인산 첨가 시 인산티타늄계열의 화합물이 생성되면서 점도가 급격히 증가되는 경향이 있으며, 희석배율이 높을수록 점도 증가의 경향은 없어지나 산소촉매의 역할이 낮아지는 경향이 있다.
또한 인산의 첨가량은 체적비로 상기 반응 용액 100부에 대하여 10~500부인 것이 바람직하다.
이때 불용성인 인산티타늄계열의 생성에 의한 점도 증가와 수용액의 산도가 낮아지지만, 과산화수소를 첨가하므로서 불용성인 인산티타늄계열의 화합물을 용해 시키기 때문에 인산티타늄계열의 산소촉매 제조 시 점도에 의한 문제점을 해결할 수 있다.
또한 반응종료시 반응용액의 수소이온농도(pH)는 1～3이지만 희석된 NaOH나, KOH나 붕산나트륨(Borax; Na2B4O7)을 이용하여 수소이온농도(pH)를 6~7로 조절해도 산소촉매의 역할에는 변하지 않으며, 사용 대상 분위기에 따라 산성 또는 중성에서 사용할 수 있다.
본원의 반응생성물은 그 자체 또는 물로 희석하여 용액상태 또는 분산상태로 휘발성유기화합물질과 포름알데하이드에 의한 실내증후군 방지 및 항균, 탈취 등이 필요한 인테리어용품, 의료류, 가구류, 실내.외 벽면, 거실바닥재, 건축자재 및 도배지 표면 등에 다양하게 적용할 수 있다.
이하 본 발명을 구체화하기 위한 실시예를 기재한다.
실시예 1(무기티탄염을 이용한 수용성 인산티타늄계 화합물의 제조)
100 ml 삼각플라스크에 이소프로필 알콜(2-propanol) 20 ml와 증류수 20 ml의 혼합 용액에 교반하면서 황산옥시티타늄(TiOSO4; 한국티타늄 제품) 5ml를 혼합하여 하이드록실 그룹과 알킬 그룹이 형성되도록 28 ℃의 온도에서 30분간 반응시키고, 이를 50배로 희석하였다. 합성된 희석 용액을 자석막대를 이용하여 회전하면서 85 %의 인산 수용액 7 ml를 서서히 적가했다. 이때 불용성인 인산티타늄계 화합물이 형성되면서 점도가 증가하였다. 얻어진 인산 티타늄계 화합물은 Ti(OH)x(PO4)y(HPO4)z(H2PO4)l(OCH(CH3)2)m 또는 이것이 축합한 조성으로 추정되고 이곳에 30 %의 과산화수소를 이용하여 반응용액이 투명할 때를 종말점으로 잡고 천 천히 적가한 다음 완전 용해시켰다.
실시예 2(유기티탄을 이용한 수용성 인산 티타늄계 화합물의 제조)
100 ml 삼각플라스크에 티탄 테트라-i-프로폭사이드(TTIP; GR grade) 10 ml와 이소프로필 알콜(2-propanol) 50 ml를 혼합하였다. 이를 호모게나이저 (Homogenizer;한일랩테크(주)제품)를 이용하여 실내온도에서 고속회전하는 상태에서 20분간 반응시키고, 50 %의 인산 수용액을 서서히 적가하였다.
얻어진 인산 티타늄계 화합물은 Ti(OH)x(PO4)y(HPO4)z(H2PO4)l(OCH(CH3)2)m 또는 이것이 축합한 조성으로 추정된다. 이곳에 30 %의 과산화수소를 이용하여 반응용액이 투명할 때를 종말점으로 잡고 천천히 적가한 다음 완전 용해시켰다.
실시예 3(인산 티타늄계 화합물의 X-선 회절시험 및 EDX 시험)
실시 예 1에 얻어진 투명한 수용액을 대기중에 15일을 방치하여 물 용매를 자연 증발시키고 고형분을 얻었다. 이를 증류수로 6차례 세척하고 데시케이터에서 감압건조를 시켰다.
건조된 인산 티타늄계 화합물을 1/2로 분취하고 이를 900 ℃의 오븐에서 6시간 동안 소결하였다. 실내온도에서 감압건조된 인산 티타늄계 화합물의 결과는 X-선 회절분석결과를 도 4에 나타내었으며, 소결 후의 인산 티타늄계 화합물의 X-선 회절분석결과를 도 3에 나타냈다.
소결되지 않은 인산 티타늄계 화합물은 날카로운 피크가 없는 것으로 보아 비정질임을 알 수 있으며, 상온상태의 비정질 결정체가 고온에서 장시간 소결함으로써 XRD의 카운트의 인텐시티(Intensity of counts)가 증가됨에 따라 결정체로 변 함을 알 수 있었다.
본 발명의 제조방법에 의해 제조된 산소촉매를 EDX(Energy dispersive X-ray spectrometer)로 정성 분석한 결과와 XRD의 분석결과 본 발명의 인산티타늄계 산소촉매로 구성됨을 알 수 있었다.
실시예 4(휘발성유기화합물질과 포름알데하이드를 제거율을 확인하기 위한 장치 제조)
도 1과 같이 뚜껑이 넓은 1리터의 폴리에틸렌 병의 상단과 하단에 구멍을 뚫고 코크가 달린 튜브를 장착한 후 가스의 누출을 방지하기 위하여 실리콘 실란트를 이용하여 완전 밀봉하였다. 분해 제거율을 상호 확인하기 위하여 병 내부에 본 발명의 실시예 1에서 제조된 산소촉매를 균일하게 코팅하고 완전 건조시켰으며, 따로 공시료(blank)로 코팅을 하지 않고 결과를 비교하기 위하여 도 1과 같이 제조하였다.
실시예 5(휘발성유기화합물질 제거율 테스트)
휘발성유기화합물질의 대상물질로 톨루엔, 자일렌, 디클로로 벤젠, 에틸벤젠, 스타일렌을 대상물질로 하고, 이를 50 ml의 비이커에 각각 5 ml씩 분취 후 균일한 혼합 용액을 조제하였다.
1.5 cm×1.5 cm의 크기로 종이를 정확히 제단하고, 핀셋을 이용하여 조제된 휘발성유기화합물질 용액에 침적하여 도 1과 같이, 하나는 본 발명의 산소촉매가 코팅된 폴리에틸렌 병 내부에 넣고, 다른 하나는 산소촉매가 코팅되어 있지 않은 병에 넣고 밀봉하여 정확히 1주일 동안 방치한 후 본 발명의 산소촉매에 의한 분해 율을 비교 확인하였으며, 3회 측정한 결과를 평균값으로 하였다. 도 1의 내부의 가스를 운반가스를 이용하여 조심스럽게 트랩에 포집한 후 가스크로마토 그라피(GC)를 이용하여 본 발명의 제거율을 비교 확인하였으며, 결과는 표 1에 나타내었다.
〔표 1〕
휘발성 유기화합물질 코팅 않함 (ppm) 산소촉매 코팅 (ppm) 제거율 (%)
톨루엔 98 4.8 95
자일렌 96 2.6 97
디클로로 벤젠 98 5.8 94
에틸 벤젠 98 6.8 93
스타일렌 99 4.5 95
표 1에 나타난 바와 같이 본 발명의 산소촉매의 조건하에 휘발성유기화합물의 제거율이 평균 94.8 %로 매우 휼륭한 제거율을 보이고 있다.
실시예 6(포름알데하이드 제거율 테스트)
모두 실시예 5와 동일한 방법에 의해 수행하였으며, 단지 실험 대상물질만 포름알데하이드로 하였다. 분석은 KSK 0611 아세틸아세톤법에 의해 수행하였으며, 결과는 표 2에 나타내었다.
〔표 2〕
성 분 코팅 않함 (ppm) 산소촉매 코팅 (ppm) 제거율 (%)
포름알데하이드 68 6.5 90.4
포름알데하이드는 휘발성유기화합물의 제거율보다 다소 미흡하였지만 1주일만에 91 %의 제거율이 매우 높게 나타났기 때문에 본 발명에 의한 실내증후군의 피해를 줄이는데 큰 역할을 할 수 있음을 알 수 있다.
실시예 5(탈취 및 항균시험)
상기 실시예 1,2에서 얻어진 인산 티타늄계 화합물 각각에 대한 항균활성을 알아보기 위하여, 최소발육억제농도를 시험관 희석법을 이용하여 측정하였고 그 결과를 다음 표 3에 나타내었다.
[표 3]
균 주 명 실시예1 최소발육억제농도(ppm) 실시예2 최소발육억제농도(ppm)
효모균(Trentopholia odorata) < 1 < 1
대장균(Escherichia coliATCC 25922) < 1 < 1
대장균O-157(Escherichia coli0157 ATCC 43895) 1 1
황색포도상구균(Staphylococcus aureusATCC 25923) 2 3
황색포도상구균(Staphylococcus aureusATCC 6538P) 3 3
무좀균(Trichophyton rubrumATCC 28188) 1 2
조류(Candida AlbicansATCC 11651) 1 1
상기 표 3의 결과로부터, 본 발명에 따른 인산 티타늄계 화합물 모두 항균력이 우수함을 알 수 있었다.
앞에서 설명한 바와 같이 물성이 우수한 불용성인 인산티타늄계열 산소촉매를 시공이 편리도록 수용성 인산티타늄계 산소촉매를 제공하여 종래에 휘발성유기화합물질과 포름알데하이드에 의한 실내증후군의 제거용으로 사용하고 있는 광촉매의 단점을 극복하고, 빛이 없는 암실에서도 공기 중에 산소와 물(H2O)만 있으면 표면반응이 일어나 3가의 오존과 2가의 산소가 생성되며, 이 산소는 불안정하여 3가와 2가 사이를 산화, 환원반응을 반복하고 산소의 환원으로 정제된 O2- 는 산화반 응 중간체에 부가해서 과산화물을 형성하고, 과산화수소를 거치면서 강력한 산화력을 가지 활성수산라디칼(-OH)이 되어 표면에 부착된 유기물을 강력한 산화작용에 의해 유해물질을 분해시키고 항균, 항곰팡이, 탈취작용 및 실내증후군의 원인이 되는 휘발성유기화합물질과 포름알데하이드 등을 제거시켜 실내환경을 개선하고, 유해물질에 의한 인체의 피해를 줄이는데 효과는 상기 [표1] 및 [표2],[표3]가 그 효과를 입증하고 있다.

Claims (3)

  1. 휘발성유기화합물질(VOC; volitile organic compounds) 및 포름알데하이드 (HCHO)와 같은 유해환경 유기물질을 분해하고, 항균 및 탈취의 기능을 갖는 하기 구조식으로 표현되는 수용성 인산티타늄계 촉매화합물.
    Ti(OH)x(PO4)y(HPO4)z(H2PO4)l(OR)m
    (R은 탄소수 1?4의 알킬기 x, y, z, l 및 m은 각각 0이상의 수치이며, x+3y+2z+l+m=4를 충족시킨다.)
  2. 휘발성유기화합물질(VOCs) 및 포름알데하이드 (HCHO)와 같은 유해환경 유기물질을 분해하고, 항균 및 탈취의 기능을 갖는 수용성 인산티타늄계 촉매의 제조방법에 있어서,
    (1) 티타늄옥시설페이트에 물 및 탄소수 1~4를 포함하는 알콜을 혼합하여 알킬그룹과 하이드록실 그룹을 형성하는 단계와
    (2) 알킬그룹과 하이드록실 그룹이 형성된 티탄 화합물을 35 ~ 98 중량 %로 희석된 인산(H3PO4)과 회전속도가 25 ~ 500 rpm으로 회전하는 교반기에서 혼합시키는 단계와
    (3) 불용성 인산티타늄계 화합물에 30 % 이하 농도의 과산화수소 첨가시켜 용해성이 향상된 촉매물을 얻는 것을 특징으로 하는 수용성 인산티타늄계 산소촉매의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 티탄계화합물은 삼염화티탄, 옥시염화티탄, 황산티탄, 황산옥시티탄, 티탄 테트라메톡사이드, 티탄 테트라에톡사이드, 티탄 테트라-i-프로폭사이드, 티탄 테트라-n-프로폭사이드, 티탄 테트라-n-부톡사이드, 티탄 테트라-i-부톡사이드, 티탄 테트라-2급-부톡사이드, 티탄 테트라-3급-부톡사이드, 티탄 테트라-옥타데실옥사이드, 티탄 테트라키스(2-에틸헥실옥사이드), 티탄 테트라스테아릴옥사이드, 티탄 디메톡시디부톡사이드 및 티탄 디에톡시디프로폭사이드로부터 하나 이상 선택되어 사용되는 것을 특징으로 하는 수용성 인산티타늄계 산소촉매의 제조방법.
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KR100847457B1 (ko) * 2008-01-02 2008-08-05 주식회사 과학기술분석센타 공기정화 및 친수성을 갖는 고강도 티타니아졸 제조방법

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