KR20080108171A - An anatase titanium di-oxide photocatalyst film with rough surface and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광촉매 막의 단면 개략도.1 is a schematic cross-sectional view of a photocatalyst film according to a first embodiment of the present invention.
도 2a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광촉매 막의 단면사진.2A is a cross-sectional photograph of a photocatalyst film according to a first embodiment of the present invention.
도 2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광촉매 막의 평면사진.Figure 2b is a plan view of the photocatalyst film according to the first embodiment of the present invention.
도 2c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광촉매 막의 투사전자현미경(TEM) 사진.2C is a projection electron microscope (TEM) image of the photocatalyst film according to the first embodiment of the present invention.
도 2d는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광촉매 막의 표면조도(Surface Roughness)에 대한 도표.FIG. 2D is a diagram of the surface roughness of the photocatalyst film according to the first embodiment of the present invention. FIG.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광촉매 막의 제조장치.3 is an apparatus for manufacturing a photocatalyst film according to a second embodiment of the present invention.
도 4a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광촉매 막의 제조방법에서의 제조원료 분말의 주사현미경 사진.Figure 4a is a scanning micrograph of the raw material powder in the method for producing a photocatalyst film according to a third embodiment of the present invention.
도 4b와 도 4c는 본 발명의 제3 실시예에서 광촉매 막의 흡광특성(Absorbance)을 나타내는 도표.4B and 4C are graphs showing absorbance of the photocatalyst film in the third embodiment of the present invention.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광촉매 막의 제조방법의 개념도.5A to 5C are conceptual views of a method of manufacturing a photocatalyst film according to a third embodiment of the present invention.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광촉매 막의 제조방법의 공정단면도.6A to 6C are cross-sectional views of a method of manufacturing a photocatalyst film according to a third embodiment of the present invention.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광촉매 막의 제조방법의 공정평면도.7A to 7C are process plan views of a method of manufacturing a photocatalyst film according to a third embodiment of the present invention.
도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 실시예에 따른 광촉매 막의 효과 및 제조예.8A to 8D are effects and preparation examples of the photocatalyst film according to the embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예는 광촉매 막 및 그 제조에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to photocatalyst membranes and their preparation.
최근 산업발전이 급격히 진전됨에 따라 지구환경의 파괴와 오염이 심각해지고 있다. 그에 따라 환경파괴의 주원인인 오염물질의 처리를 위한 많은 연구가 진행되고 있다.The recent rapid development of industrial development is causing serious destruction and pollution of the global environment. Accordingly, many researches are being conducted for the treatment of pollutants, which are the main cause of environmental destruction.
오염물질의 처리방법으로 오염물질이 흡착된 농축물을 각종 흡착제를 이용하여 탈착시키는 방법이 가장 일반적으로 사용되고 있으나, 이 경우 탈착과 재처리를 위한 2차 처리공정의 필요에 따른 설치비용 과다소요와 에너지의 낭비가 크다는 단점이 있다. Decontamination of the contaminant-adsorbed concentrate using various adsorbents is the most commonly used method of treating pollutants, but in this case, the installation cost is excessive due to the need of the secondary treatment process for desorption and reprocessing. There is a disadvantage that a large waste of energy.
따라서 2차 오염이 없고 에너지 소비가 적은 광촉매 막를 이용한 산업폐수 및 난분해성 유기물의 처리기술에 대한 연구가 진행되고 있다.Therefore, research on the treatment technology of industrial wastewater and hardly decomposable organic matter using a photocatalyst membrane having no secondary pollution and low energy consumption is being conducted.
그런데, 일반적으로 광분해 반응은 광촉매 막의 표면에서 일어나는 반응으로 일정량 이상의 광촉매 막와 분해물질의 접촉면적이 작으면 광분해 반응이 억제되어 정화능력이 저하되므로 광분해 특성을 향상시키기 위하여 표면적을 넓히고 나노미터 크기의 결정립을 가지는 우수한 특성의 광촉매의 개발이 요구되고 있다.However, photolysis reactions generally occur on the surface of the photocatalytic film. When the contact area between the photocatalytic film and the decomposing material is smaller than a predetermined amount, the photolysis reaction is suppressed and the purification ability is lowered. There is a demand for the development of a photocatalyst having excellent properties.
본 발명의 실시예는 고밀도 이산화티탄 (TiO2) 아나타제(anatase)상으로 코팅된 광촉매 막을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention seek to provide a photocatalyst film coated with a high density titanium dioxide (TiO 2 ) anatase.
또한, 본 발명의 실시예는 표면조도가 높은 이산화티탄 (TiO2) 아나타제(anatase)상의 광촉매 막을 제공하고자 한다.In addition, an embodiment of the present invention is to provide a photocatalyst film on a titanium dioxide (TiO 2 ) anatase having a high surface roughness.
또한, 본 발명의 실시예는 수 마이크로미터 크기의 분말형태의 저가원료를 이용하여 특성이 우수한 이산화티탄 (TiO2) 아나타제(anatase)상의 광촉매 막을 얻고자 한다.In addition, an embodiment of the present invention is to obtain a photocatalyst film on titanium dioxide (TiO 2 ) anatase with excellent properties by using a low-cost raw material in the form of powder of several micrometers.
또한, 본 발명의 실시예는 상온에서 광촉매 막을 고속으로 증착하여 추가 열처리 없이 특성이 우수한 이산화티탄 (TiO2) 아나타제(anatase)상의 광촉매 막을 제공하고자 한다.In addition, an embodiment of the present invention is to provide a photocatalyst film on titanium dioxide (TiO 2 ) anatase having excellent properties without additional heat treatment by depositing the photocatalyst film at a high temperature at room temperature.
본 발명의 실시예에 따른 광촉매 막은 기판; 및 요철표면을 가지며 상기 기판상에 형성된 이산화티탄 (TiO2) 아나타제(anatase)상 코팅층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.Photocatalyst film according to an embodiment of the present invention; And a titanium dioxide (TiO 2 ) anatase coating layer formed on the substrate and having an uneven surface.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 광촉매 막의 제조방법은 원료를 분말 에어로 졸(aerosol)로 만드는 단계; 및 상기 분말 에어로졸을 상기 기판상에 분사하여 이산화티탄 (TiO2) 아나타제(anatase)상 코팅층을 만드는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the method for producing a photocatalyst film according to an embodiment of the present invention comprises the steps of making a raw material into a powder aerosol (aerosol); And spraying the powder aerosol on the substrate to form a titanium dioxide (TiO 2 ) anatase coating layer.
이와 같은 본 발명의 실시예에 의하면 고밀도의 이산화티탄 (TiO2) 아나타제(anatase)상으로 코팅된 광촉매 막을 얻을 수 있고, 표면조도가 높은 아나타제(anatase)상의 이산화티탄 (TiO2) 광촉매 막을 얻을 수 있고, 저가원료를 이용하여 특성이 우수한 나노 결정립을 가지는 이산화티탄 (TiO2) 아나타제(anatase)상의 광촉매 막을 얻을 수 있고, 상온에서 고속으로 증착하여 추가 열처리 없이 특성이 우수한 아나타제(anatase)상의 이산화티탄 (TiO2) 광촉매 막을 얻을 수 있는 장점이 있다.According to this embodiment of the present invention, it is possible to obtain a photocatalyst film coated with a high density titanium dioxide (TiO 2 ) anatase, and to obtain an anatase titanium dioxide (TiO 2 ) photocatalyst film having a high surface roughness. And a photocatalyst film of titanium dioxide (TiO 2 ) anatase having nano crystal grains having excellent properties by using a low cost raw material, and anatase titanium dioxide having excellent properties without additional heat treatment by high-speed deposition at room temperature. There is an advantage that a (TiO 2 ) photocatalyst film can be obtained.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 광촉매 막, 그 제조장치 및 그 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a photocatalyst film according to an embodiment of the present invention, a manufacturing apparatus thereof, and a manufacturing method thereof will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
(제1 실시예)(First embodiment)
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광촉매 막의 단면 개략도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a photocatalyst film according to a first embodiment of the present invention.
본 발명의 제1 실시예에 따른 광촉매 막은 기판(110) 및 오목한 부분의 장/단 경 비가 5이하인 메쉬(mesh)형상의 요철표면을 가지며 상기 기판(110)상에 형성된 아나타제(anatase)상의 이산화티탄 (TiO2) 코팅층(120)을 포함할 수 있다.The photocatalytic film according to the first embodiment of the present invention has a mesh-shaped uneven surface having a long / short diameter ratio of 5 or less for the
도 2a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광촉매 막의 주사전자현미경 단면사진 으로서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광촉매 막은 요철표면을 가짐으로써 피분해물질과의 접촉면적을 증대시킬 수 있다.FIG. 2A is a cross-sectional photograph of a scanning electron microscope of a photocatalyst film according to a first embodiment of the present invention. The photocatalyst film according to the first embodiment of the present invention may have an uneven surface to increase the contact area with a substance to be degraded.
또한, 도 2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광촉매 막의 주사전자현미경 표면사진으로서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광촉매 막은 메쉬(mesh)형상(M)의 요철표면을 가짐으로써 거친 표면을 얻게 되고 이에 따라 미립자이면서 비표면적이 넓게 되어 피분해 물질과의 접촉면적을 증대시킬 수 있다.FIG. 2B is a scanning electron microscope surface photograph of the photocatalyst film according to the first embodiment of the present invention. The photocatalyst film according to the first embodiment of the present invention has a rough surface by having an uneven surface of a mesh shape M. This results in a large particle and specific surface area, thereby increasing the contact area with the substance to be degraded.
본 발명의 제1 실시예에 따른 광촉매 막은 상기 아나타제상 이산화티탄 (TiO2) 코팅층(120)에서 입경이 50nm 이하의 결정립을 가짐으로써 광촉매 효율을 높일 수 있다.The photocatalytic film according to the first embodiment of the present invention may increase the photocatalyst efficiency by having a grain size of 50 nm or less in the anatase titanium dioxide (TiO 2 )
예를 들어, 도 2c와 같이 본 발명의 제1 실시예에 따른 광촉매 막의 투사전자현미경(TEM) 사진에 의하면, 광촉매의 입경이 약 20nm 이하인 것을 알 수 있다.For example, as shown in FIG. 2C, the TEM photograph of the photocatalyst film according to the first embodiment of the present invention shows that the particle diameter of the photocatalyst is about 20 nm or less.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광촉매 막은 상기 아나타제상 코팅층(120)에서 고밀도의 코팅층이 됨으로써 광촉매 입자간 또는 기판과의 결합력을 증대시킬 수 있다.In addition, the photocatalytic film according to the first embodiment of the present invention may increase the bonding strength between the photocatalyst particles or the substrate by becoming a high density coating layer in the
예를 들어, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광촉매는 상기 이산화티탄 (TiO2) 아나타제상 코팅층(120)에서 고밀도의 코팅층이 됨으로써 95% 이상의 코팅밀도를 얻을 수 있다.For example, the photocatalyst according to the first embodiment of the present invention may obtain a coating density of 95% or more by being a high-density coating layer in the titanium dioxide (TiO 2 )
즉, 도 2a의 사진과 같이 본 발명의 제1 실시예에 따른 광촉매 막은 이산화티탄 (TiO2) 아나타제상 코팅층(120)에서 개기공(open pore)이 발견되지 않은 정도 로 95% 이상의 높은 밀도를 가지고 있다. 이는, 통상적으로 개기공(open pore)은 약 95% 미만의 밀도에서 발견되고 있기 때문이다. That is, as shown in the photograph of FIG. 2A, the photocatalyst film according to the first embodiment of the present invention has a high density of 95% or more such that no open pores are found in the titanium dioxide (TiO 2 )
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광촉매 막은 상기 이산화티탄 (TiO2) 아나타제상 코팅층(120)의 표면조도가 높을 수 있다.In addition, the photocatalyst film according to the first embodiment of the present invention may have a high surface roughness of the titanium dioxide (TiO 2 )
도 2d는 본 발명의 제1 실시예에서 상기 아나타제상 코팅층(120)에서 표면조도(Surface Roughness)에 대한 도표이다.FIG. 2D is a chart for surface roughness in the
예를 들어, 본 발명의 제1 실시예에 따른 상기 이산화티탄 (TiO2) 아나타제상 코팅층(120)의 표면조도는 종래 기술에 의해 제작된 막에 비해 약 100배 내지 250배 이상의 치밀한 막을 얻을 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광촉매는 상기 아나타제상 코팅층(120)에서 평균조도(Ra)가 200nm 내지 1000nm일 수 있다.For example, the surface roughness of the titanium dioxide (TiO 2 )
도 2d에서 Ra는 평균조도이며, Rmax는 표면 요철의 최고점과 최저점의 가장 큰 차이값을 나타낸다.In FIG. 2D, Ra is the average roughness, and Rmax represents the largest difference between the highest point and the lowest point of the surface irregularities.
도 2d와 같이 기판(substrate)(110)의 평균조도가 약 80nm인 경우에 이산화티탄 (TiO2) 아나타제상 코팅층(Coating layer)(120)의 평균조도가 약 580nm가 됨으로써 매우 큰 표면거칠기를 가지게 되어, 광촉매로서 우수한 기능을 할 수 있게 된다.As shown in FIG. 2D, when the average roughness of the
즉, 본 발명의 제1 실시예에서 상기 이산화티탄 (TiO2) 아나타제상 코팅층(120)에서 표면조도(Surface Roughness)는 종래기술에 의해 얻어지는 평균조도 값(스퍼터링에 의한 경우 약 2.21nm) 보다 약 250배 이상의 치밀한 표면거칠기를 얻을 수 있다.That is, in the first embodiment of the present invention, the surface roughness of the titanium dioxide (TiO 2 )
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광촉매 막은 금속, 세라믹, 고경도 고분자재료, 스테인리스스틸(SUS304), 유리(Glass), 타일(Tile) 중 어느 하나 이상인 것을 상기 기판(110)으로 채용할 수 있다.In addition, the photocatalyst film according to the first embodiment of the present invention may be one or more selected from the group consisting of metal, ceramic, high hardness polymer material, stainless steel (SUS304), glass, and tile. Can be.
즉, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광촉매 막은 금속, 세라믹, 고경도 고분자재료, 스테인리스스틸, 유리(Glass), 타일(Tile) 등 다양한 물질 상에 고밀도 증착됨으로써 인류의 생활에 필요한 적재적소에서 유용한 역할을 할 수 있다.That is, the photocatalyst film according to the first embodiment of the present invention is deposited on various materials such as metal, ceramic, high hardness polymer material, stainless steel, glass, tile, etc. It can play a useful role.
예를 들어, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광촉매 막은 살균기능을 위해 의료용 살균기, 병원 및 노인 요양 시설의 타일 등에 채용될 수 있다.For example, the photocatalyst membrane according to the first embodiment of the present invention may be employed for medical sterilizers, tiles in hospitals and elderly care facilities for sterilization functions.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광촉매는 수(水)처리를 위해 상수도 저수조, 반도체 생산용 폐수 (투명 폐수) 및 기타 하수 등에 채용될 수 있다.In addition, the photocatalyst according to the first embodiment of the present invention can be employed for water treatment tanks, semiconductor production wastewater (transparent wastewater) and other sewage for water treatment.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광촉매 막은 공기 정화 및 탈취기능을 위해 공기 정화기 및 에어컨, 냉장고용 선반, 화장실 및 음식점용 탈취기 등에 채용될 수 있다.In addition, the photocatalyst membrane according to the first embodiment of the present invention may be employed in an air purifier and an air conditioner, a shelf for a refrigerator, a toilet and a restaurant deodorizer for air purification and deodorization functions.
본 발명의 제1 실시예에 따른 광촉매 막에서 상기 이산화티탄 (TiO2) 아나타제(anatase)상 코팅층(120)은 에어로졸(도 3의 210 참조) 분말이 상기 기판(110)에 분사되어 형성될 수 있다.In the photocatalyst film according to the first embodiment of the present invention, the titanium dioxide (TiO 2 )
예를 들어, 상기 아나타제(anatase)상 이산화티탄 (TiO2) 코팅층(120)은 상 기 분말 에어로졸(210)이 분사되어 파쇄된 극미세 조각들의 일부가 상기 기판(110)에 박히어 앵커효과(anchoring effect)를 나타내며, 상기 조각들은 파쇄 후 형성된 새로운 파면(신생면)이 발생된다. 발생된 새로운 파면은 표면 에너지가 높기 때문에 다른 입자와 결합을 통하여 에너지를 낮추려고 하고, 이를 통해 파쇄된 입자들 간에 강력한 결합을 이룸으로써 고밀도 막을 형성할 수 있다. For example, the anatase titanium dioxide (TiO 2 )
본 발명의 제1 실시예에 따른 광촉매 막의 광분해특성을 예를 들어 설명한다. 즉, 이산화티탄 (TiO2) 아나타제(anatase)상의 이산화티탄은 대략 3.2eV에 해당되는 밴드갭에너지(Eg)를 가지는데, 이때 상기 밴드갭 이상의 에너지를 갖는 파장의 빛으로 여기하면 가전자대의 전자가 전도대로 여기되면서 가전자대에는 정공이 형성되어 광촉매층의 표면으로 이동한다. 이때 상기 정공과 광촉매층의 표면에 있는 수분 또는 OH-기가 반응하면 강력한 산화력을 갖는 OH˙라디칼이 생성된다. 이 OH˙라디칼은 표면에 흡착되어 있는 유기물을 무해한 화합물로 분해시키거나 또는 병원균을 산화시켜 살균하는 특성을 나타내게 된다.The photolysis characteristics of the photocatalyst film according to the first embodiment of the present invention will be described by way of example. That is, the titanium dioxide on the titanium dioxide (TiO 2 ) anatase has a bandgap energy (Eg) corresponding to approximately 3.2 eV, and when excited with light having a wavelength above the bandgap, electrons in the valence band Is excited with the conduction band, and holes are formed in the valence band, which moves to the surface of the photocatalyst layer. At this time, when the hole or the water or the OH − group on the surface of the photocatalyst layer reacts, OH ′ radicals having strong oxidizing power are produced. This OH˙ radical exhibits the property of decomposing organic substances adsorbed on the surface into harmless compounds or by oxidizing and sterilizing pathogens.
본 발명의 제1 실시예에 따른 광촉매 막은 고밀도의 이산화티탄 (TiO2) 아나타제(anatase)이다.The photocatalyst film according to the first embodiment of the present invention is a high density titanium dioxide (TiO 2 ) anatase.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 의하면 표면조도가 높은 이산화티탄 (TiO2) 아나타제(anatase)상의 광촉매를 얻을 수 있다.In addition, according to the first embodiment of the present invention, a photocatalyst of titanium dioxide (TiO 2 ) anatase having a high surface roughness can be obtained.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 의하면 수-수십 나노미터 크기의 결정립을 가 지는 아나타제상의 이산화티탄 (TiO2) 광촉매를 얻을 수 있다. In addition, according to the first embodiment of the present invention, an anatase titanium dioxide (TiO 2 ) photocatalyst having grains of several tens to several tens of nanometers in size can be obtained.
(제2 실시예)(2nd Example)
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광촉매 막의 제조장치이다.3 is an apparatus for manufacturing a photocatalyst film according to a second embodiment of the present invention.
본 발명의 제2 실시예에 따른 광촉매 막의 제조장치는 원료(205)가 장입(裝入)되는 에어로졸(aerosol) 챔버(200); 기판(110)이 장착되는 테이블(310)을 포함하는 증착챔버(300); 상기 원료(205)가 분말 에어로졸(210)로 되어 상기 에어로졸 챔버(200)에서 상기 증착챔버(300)로 이동하는 제1 관(220); 및 상기 제1 관(220)의 일단에 형성되어 상기 분말 에어로졸(210)을 상기 기판(110)에 분사하는 노즐(230);을 포함할 수 있다.An apparatus for manufacturing a photocatalyst film according to a second embodiment of the present invention includes an
본 발명의 제2 실시예에 따른 광촉매 막 제조장치는 제조 원료(205)의 입도가 1~10㎛인 아나타제상의 이산화티탄(TiO2)인 것을 특징으로 한다. 즉, 본 발명의 제2 실시예는 종래기술과 달리 나노입자가 아닌 1~10㎛인 분말형태의 아나타제상의 이산화티탄(TiO2)을 원료로 사용하여 고속코팅에 의해 고밀도의 아나타제(anatase)상의 이산화티탄 (TiO2) 코팅층을 만들 수 있다.The photocatalytic film production apparatus according to the second embodiment of the present invention is characterized in that the anatase-type titanium dioxide (TiO 2 ) having a particle size of 1 to 10 μm of the production
본 발명의 제2 실시예에 따른 광촉매의 제조장치는 상기 에어로졸 챔버(200)에 이송기체(carrier gas)를 공급하는 이송기체 챔버(230)를 더 포함할 수 있으며, 상기 이송기체는 제2 관(240)에 의해 상기 에어로졸 챔버(200)에 주입될 수 있다.Apparatus for manufacturing a photocatalyst according to a second embodiment of the present invention may further include a
또한, 본 발명의 제2 실시예는 상기 에어로졸 챔버(200)에서 상기 이송기체와 원료(205)분말이 혼합되어 에어로졸(210)을 생성할 수 있다.In addition, in the second embodiment of the present invention, the carrier gas and the
또한, 본 발명의 제2 실시예는 상기 에어로졸 챔버(200)에 기계적인 진동을 인가하여 에어로졸화 촉진 및 에어로졸(210) 분말 간 응집을 방지할 수 있다.In addition, the second embodiment of the present invention may apply mechanical vibration to the
예를 들어, 본 발명의 제2 실시예는 상기 에어로졸 챔버(200)를 회전, 좌우 또는 상하로 기계적인 진동을 인가하여 에어로졸화 촉진 및 에어로졸(210) 분말 간 응집을 방지할 수 있다.For example, in the second embodiment of the present invention, mechanical vibration may be applied to the
예를 들어, 본 발명의 제2 실시예는 상기 에어로졸 챔버(200)와 그 받침대(미도시)의 중심축을 불일치시키고, 상기 받침대가 회전운동함에 따라 상기 에어로졸 챔버(200)에 기계적인 진동을 인가하여 에어로졸화 촉진 및 에어로졸(210) 분말 간 응집을 방지할 수 있다.For example, the second embodiment of the present invention mismatches the central axis of the
본 발명의 제2 실시예에서 상기 테이블(310)은 XYZ 테이블일 수 있다. 예를 들어, 상기 테이블(310)은 X축, Y축 외에 Z축의 3차원으로 이동할 수 있는 XYZ 테이블일 수 있다.In the second embodiment of the present invention, the table 310 may be an XYZ table. For example, the table 310 may be an XYZ table capable of moving in three dimensions of the Z axis in addition to the X and Y axes.
본 발명의 제2 실시예에서 상기 노즐(230)은 노즐 폭이 0.1 ~ 2 mm일 수 있다. 예를 들어, 상기 노즐(230)은 0.2mm일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.In the second embodiment of the present invention, the
본 발명의 제2 실시예에서 상기 노즐(230)은 노즐 길이가 5 ~ 300 mm일 수 있다. 예를 들어, 상기 노즐(230)은 노즐 길이가 25 mm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the second embodiment of the present invention, the
본 발명의 제2 실시예에서 상기 노즐(230)을 통과하는 에어로졸(210)의 유량은 5 ~ 500 L/min일 수 있다. 예를 들어, 상기 노즐(230)을 통과하는 에어로졸(210)의 유량은 30 L/min일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.In the second embodiment of the present invention, the flow rate of the
본 발명의 제2 실시예에서 상기 노즐(230)과 상기 기판(110)과의 거리는 1 ~ 40 mm일 수 있다. 예를 들어, 상기 노즐(230)과 상기 기판(110)과의 거리는 5 mm일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.In the second embodiment of the present invention, the distance between the
상기와 같은 노즐(230)의 조건, 기판(110)과의 거리에 의해 고속으로 고밀도의 우수한 광촉매 막을 제조할 수 있다.According to the conditions of the
본 발명의 제2 실시예에서 상기 테이블(310)은 상기 기판(110)의 이송속도가 10~0.1 mm/sec일 수 있다. 예를 들어, 상기 테이블(310)은 상기 기판(110)의 이송속도가 1 mm/sec일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.In the second embodiment of the present invention, the table 310 may have a transfer speed of 10 to 0.1 mm / sec. For example, the feeding speed of the
본 발명의 제2 실시예에 따른 광촉매 막의 제조장치에 의하면, 고밀도의 이산화티탄 (TiO2) 아나타제(anatase)상으로 코팅된 광촉매 막을 얻을 수 있다.According to the apparatus for producing a photocatalyst film according to the second embodiment of the present invention, a photocatalyst film coated with a high density titanium dioxide (TiO 2 ) anatase can be obtained.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 의하면 표면조도가 높은 이산화티탄 (TiO2) 아나타제(anatase)상의 광촉매 막을 얻을 수 있다.Further, according to the second embodiment of the present invention, a photocatalyst film of titanium dioxide (TiO 2 ) anatase having high surface roughness can be obtained.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 의하면 저가원료를 이용하여 특성이 우수한 아나타제(anatase)상의 이산화티탄 (TiO2) 광촉매 막을 얻을 수 있다.According to a second embodiment of the present invention, an anatase titanium dioxide (TiO 2 ) photocatalyst film having excellent properties can be obtained using a low cost raw material.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 의하면 고속코팅을 통해 특성이 우수한 아나타제(anatase)상의 광촉매를 얻을 수 있다.In addition, according to the second embodiment of the present invention, it is possible to obtain an anatase photocatalyst having excellent properties through high-speed coating.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 의하면 분말형태의 저가원료를 이용함으로써 광촉매 제조 후 원료 분말의 회수 및 재활용이 용이하여 제조원가를 절감할 수 있는 특징이 있다.In addition, according to the second embodiment of the present invention, by using a low cost raw material in the form of powder, it is easy to recover and recycle the raw material powder after the photocatalyst production, thereby reducing manufacturing costs.
(제3 실시예)(Third Embodiment)
본 발명의 제3 실시예에 따른 광촉매 막의 제조방법은 원료를 분말 에어로졸(aerosol)로 만드는 단계 및 상기 분말 에어로졸을 기판상에 분사하여 아나타제(anatase)상의 이산화티탄 (TiO2) 코팅층을 만드는 단계를 포함할 수 있다.According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of preparing a photocatalyst film, which comprises forming a raw material into a powder aerosol and spraying the powder aerosol on a substrate to form a titanium dioxide (TiO 2 ) coating layer on an anatase. It may include.
이하, 본 발명의 제3 실시예에 따른 광촉매 막의 제조방법을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a photocatalyst film according to a third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
우선, 본 발명의 제3 실시예에 따른 광촉매 막의 제조방법 원료를 분말 에어로졸(aerosol)로 만든다.First, a raw material for producing a photocatalyst film according to a third embodiment of the present invention is made of powder aerosol.
도 4a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광촉매 막의 제조방법에서의 제조원료 사진이다.4A is a photograph of a raw material of a method of manufacturing a photocatalyst film according to a third embodiment of the present invention.
본 발명의 제3 실시예에 따른 광촉매 막의 제조방법은 특히 제조 원료(205)의 입도가 1~10㎛인 아나타제상의 이산화티탄(TiO2)인 것을 특징으로 한다. 즉, 본 발명의 제3 실시예는 종래기술과 달리 나노입자가 아닌 1~10㎛인 분말형태의 아나타제상의 이산화티탄(TiO2)을 원료로 사용하여 고속코팅에 의해 고밀도의 아나타제(anatase)상 코팅층을 만들 수 있다.The method for producing a photocatalyst film according to the third embodiment of the present invention is particularly characterized in that the anatase titanium dioxide (TiO 2 ) having a particle size of 1 to 10 µm is produced. That is, according to the third embodiment of the present invention, anatase phase of high density is obtained by high-speed coating using anatase-like titanium dioxide (TiO 2 ) in powder form, which is 1-10 μm, instead of nanoparticles, as a raw material. A coating layer can be made.
예를 들어, 본 발명의 제3 실시예에 따른 광촉매 막의 제조방법은 제조 원료(205)의 평균입경 (d50)이 약 2.41㎛인 산화티탄(TiO2)을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.For example, the method of manufacturing the photocatalytic film according to the third embodiment of the present invention may use titanium oxide (TiO 2 ) having an average particle diameter (d 50 ) of about 2.41 μm, but is not limited thereto. .
도 4b와 도 4c는 광촉매 분말과 본 발명에 의해 제공되는 광촉매 막의 흡광 특성(Absorbance)을 나타내는 도표이다.4B and 4C are diagrams showing the absorbance of the photocatalyst powder and the photocatalyst film provided by the present invention.
우선, 도 4b는 시판되는 나노미터 크기의 광촉매 분말과 열처리를 통하여 조대화된 분말의 흡광특성을 보여주는 도표이다. 즉, 도 4b와 같이 종래기술에는 나노사이즈(Nano Size) 분말을 원료로 하여 광촉매를 형성하여야 광촉매 역할을 할 수 있는 흡광특성을 보인다. First, Figure 4b is a chart showing the light absorption characteristics of the nanometer-sized photocatalyst powder and the coarsened powder through heat treatment. That is, as shown in FIG. 4b, in the prior art, a photocatalyst is formed by using nano-size powder as a raw material, and thus exhibits light absorption characteristics that can serve as a photocatalyst.
반면에, 종래기술에서 사용하는 나노사이즈(Nano Size) 분말에 열처리(Heat Treatment:HT)를 하여 조대화 시키면 도 4b와 같이 흡광특성을 상실하게 된다.On the other hand, coarse by heat treatment (Heat Treatment: HT) to the nano-size powder used in the prior art will lose the light absorption characteristics as shown in Figure 4b.
반면, 도 4c와 같이 본 발명의 제3 실시예와 같이 입도가 1~10㎛인 분말형태의 산화티탄(TiO2)을 원료로 하는 경우, 그 사용원료(powder) 자체는 아나타제(anatase)상이지만, 광촉매 역할을 하는 흡광특성이 없다.On the other hand, when the titanium oxide (TiO 2 ) in the form of powder having a particle size of 1 ~ 10㎛ as a raw material as in the third embodiment of the present invention as shown in Figure 4c, the raw material (powder) itself is anatase (anatase) phase However, there is no light absorption property that serves as a photocatalyst.
그런데, 이러한 아나타제(anatase)상 원료(powder)를 이용하여 본 발명의 실시예에 따라 광촉매 막를 형성하면 도 4c와 같이 거친표면(Rough Surface)의 코팅층(120)을 얻을 수 있으며, 이러한 코팅층(120)은 도 2d에서 보인 바와 같이 수십 나노미터 이하의 크기를 갖는 극미세 입자들로 구성된 아나타제(anatase)상이되어 우수한 흡광특성을 보인다.However, when the photocatalytic film is formed according to an embodiment of the present invention using such an anatase powder, a
또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 광촉매 막의 제조방법은 종래기술과 달리 제조 원료(205)의 입도가 1~10㎛인 산화티탄(TiO2)을 사용함으로써 광촉매 막의 제조비용을 현지히 절약할 수 있다.In addition, the method of manufacturing the photocatalytic film according to the third exemplary embodiment of the present invention saves the manufacturing cost of the photocatalytic film by using titanium oxide (TiO 2 ) having a particle size of 1 to 10 μm, unlike the prior art. can do.
예를 들어, 종래기술에 의해 아나타제(anatase)상의 나노분말을 원료로 하여 광촉매를 제조하는 경우, 아나타제(anatase)상의 이산화티탄 (TiO2) 나노분말 원료는 대략 Kg당 25,000원에서 30,000원 정도로 고가이다. For example, when a photocatalyst is prepared using the anatase nanopowder as a raw material, the titanium dioxide (TiO 2 ) nanopowder raw material on the anatase is approximately 25,000 to 30,000 won per Kg. to be.
반면에, 본 발명의 제3 실시예에 따른 광촉매 막의 제조방법에 의해 입도가 1~10㎛인 이산화티탄(TiO2)을 원료로 이용하여 에어로졸 증착방법에 의해 광촉매 막을 제조하는 경우, 입도가 1~10㎛인 이산화티탄(TiO2) 원료는 대략 Kg당 4,000원에서 5,000원 수준으로 현저히 저렴한 비용으로 고밀도의 우수한 광촉매 막을 제조할 수 있는 장점이 있다.On the other hand, when the photocatalyst film is manufactured by the aerosol deposition method using titanium dioxide (TiO 2 ) having a particle size of 1 to 10 μm as a raw material by the method of manufacturing the photocatalyst film according to the third embodiment of the present invention, the particle size is 1. Titanium dioxide (TiO 2 ) raw material having a thickness of ~ 10㎛ has the advantage of producing a high-density excellent photocatalyst film at a significantly low cost, about 4,000 to 5,000 won per Kg.
본 발명의 제3 실시예에 따른 광촉매 막의 제조방법에서 원료(205)의 제조방법을 예를 들어 설명한다.A manufacturing method of the
우선, 염소법으로서 금홍석(Rutile)에 탄소(C)와 염소(Cl2)를 혼합하여 가공하면 염화티탄(TiCl4)이 생성되고 이에 산소(O2)와 반응시키면 분말의 산화티탄(TiO2)이 생성될 수 있다.First, as a chlorine method, processing is performed by mixing rutile (Rutile) with carbon (C) and chlorine (Cl 2 ) to form titanium chloride (TiCl 4 ), and reacting with oxygen (O 2 ) to form titanium oxide (TiO 2). ) May be generated.
또는, 황산법으로 티탄철석(ilmenite)(FeTiO3)를 황산(H2SO4)과 반응시켜 황산철(FeSO4)과 타이타늄 옥시설페이트(TiOSO4)를 생성하고 가수분해(Hydrolysis)를 통해 분말의 산화티탄(TiO2)을 생성할 수 있다. 이외에 다른 방법으로 제3 실시예에 따른 광촉매 막의 제조방법에서 원료(205)를 제조할 수 있다.Alternatively, iron sulfate (FeTiO 3 ) is reacted with sulfuric acid (H 2 SO 4 ) to produce iron sulfate (FeSO 4 ) and titanium oxysulfate (TiOSO 4 ) by the sulfuric acid method, and oxidation of the powder through hydrolysis. Titanium (TiO 2 ) may be produced. In addition, the
이후, 도 3도 함께 참조하여 제3 실시예를 설명한다.Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. 3 as well.
본 발명의 제3 실시예에서 상기 원료(205)는 이송기체와 원료(205) 분말이 혼합되어 에어로졸(210)을 생성할 수 있다.In the third embodiment of the present invention, the
예를 들어, 상기 원료(205)는 이송기체로 산소가스(O2)를 이용하여 원료(205) 분말이 혼합되어 분말 에어로졸(210)을 생성할 수 있다. 한편, 이송기체는 산소가스(O2)에 한정되는 것이 아니다.For example, the
다음으로, 상기 원료(205)를 에어로졸 챔버(200)에 장입한다. 예를 들어, 약 50-300g의 원료(205)분말을 에어로졸 챔버(200)에 장입할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.Next, the
다음으로, 증착챔버(300)에 기판(110)을 장착한다. 예를 들어, 상기 기판(110)은 금속, 세라믹, 고경도 고분자재료, 스테인리스스틸, 유리(Glass), 타일(Tile) 중 어느 하나 이상일 수 있다.Next, the
본 발명의 제3 실시예에서 상기 테이블(310)은 XYZ 테이블일 수 있다. 예를 들어, 상기 테이블(310)은 X축, Y축 외에 Z축의 3차원으로 이동할 수 있는 XYZ 테이블일 수 있다.In the third embodiment of the present invention, the table 310 may be an XYZ table. For example, the table 310 may be an XYZ table capable of moving in three dimensions of the Z axis in addition to the X and Y axes.
다음으로, 상기 에어로졸 챔버(200)와 상기 증착챔버(300)를 진공화한다. 예를 들어, 상기 에어로졸 챔버(200)와 상기 증착챔버(300)를 부스터(미도시)와 로타리 펌프(320)로 5x10-2 torr 이하로 낮출 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.Next, the
다음으로, 상기 에어로졸 챔버(200)에 이송기체를 유입하여 에어로졸(210)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 상기 에어로졸 챔버(200)에서 이송기체(O2)와 원 료(205)분말이 혼합되어 분말 에어로졸(210)이 생성될 수 있다.Next, a carrier gas may be introduced into the
또한, 상기 에어로졸 챔버(200)에 기계적인 진동을 인가하여 분말의 에어로졸화 촉진 및 분말간 응집 방지할 수 있다.In addition, by applying mechanical vibration to the
예를 들어, 본 발명의 제3 실시예는 상기 에어로졸 챔버(200)를 회전, 좌우 또는 상하로 기계적인 진동을 인가하여 에어로졸화 촉진 및 에어로졸(210) 분말 간 응집을 방지할 수 있다.For example, the third embodiment of the present invention may apply mechanical vibration to the
예를 들어, 본 발명의 제3 실시예는 상기 에어로졸 챔버(200)와 그 받침대(미도시)의 중심축을 불일치시키고, 상기 받침대가 회전운동함에 따라 상기 에어로졸 챔버(200)에 기계적인 진동을 인가하여 에어로졸화 촉진 및 에어로졸(210) 분말 간 응집을 방지할 수 있다.For example, the third embodiment of the present invention mismatches the central axis of the
다음으로, 제1 관(220)의 일측에 형성된 노즐(230)을 통해 상기 기판(110)에 에어로졸(210)을 분사한다.Next, the
본 발명의 제3 실시예에서 상기 노즐(230)은 노즐 폭이 0.1 ~ 2.0 mm일 수 있다. 예를 들어, 상기 노즐(230)은 0.2mm일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.In the third embodiment of the present invention, the
본 발명의 제3 실시예에서 상기 노즐(230)은 노즐 길이가 5 ~ 100 mm일 수 있다. 예를 들어, 상기 노즐(230)은 노즐 길이가 25 mm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the third embodiment of the present invention, the
본 발명의 제3 실시예에서 상기 노즐(230)을 통과하는 분말 에어로졸(210)의 유량은 5 ~ 500 L/min일 수 있다. 예를 들어, 상기 노즐(230)을 통과하는 에어로 졸(210)의 유량은 30 L/min일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.In a third embodiment of the present invention, the flow rate of the
본 발명의 제3 실시예에서 상기 노즐(230)과 상기 기판(110)과의 거리는 1 ~ 40 mm일 수 있다. 예를 들어, 상기 노즐(230)과 상기 기판(110)과의 거리는 5 mm일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.In the third embodiment of the present invention, the distance between the
다음으로, 테이블(310)을 이용하여 기판(110)을 이송한다. 예를 들어, 본 발명의 제3 실시예에서 상기 테이블(310)에 의해 상기 기판(110)의 이송속도가 10~0.1 mm/sec일 수 있다. 또한, 본 발명의 제3 실시예에서 상기 테이블(310)을 왕복함으로써 적정한 두께의 광촉매 막을 형성할 수 있다.Next, the
본 발명의 제3 실시예에서 상기 기판(110)에의 상기 에어로졸(210)의 증착 속도는 0.1~200㎛/min일 수 있다. 본 발명의 제3 실시예에 따른 광촉매 막의 제조방법에 의해 입도가 1~10㎛인 이산화티탄(TiO2)을 원료로 이용하여 에어로졸 증착방법에 의해 광촉매 막을 제조하는 경우, 종래기술인 스퍼터링이나 화학증착법이나 솔-젤 코팅법으로 광촉매 막을 제조하는 것보다 약 100여 배 빠른 속도로 고밀도의 광촉매 막을 제조할 수 있는 장점이 있다.In the third embodiment of the present invention, the deposition rate of the
본 발명의 제3 실시예에서 상기 분말 에어로졸(210)을 기판(110)상에 분사하여 아나타제(anatase)상 코팅층을 만드는 단계는 -200℃ 내지 +100℃에서 진행됨으로써 다양한 기판을 채용할 수 있고, 이에 따라 생활환경에 밀접한 물질에 본 발명의 실시예에 따른 광촉매 막을 적용할 수 있다. In the third embodiment of the present invention, the
또한, 본 발명의 제3 실시예에서 코팅층을 만드는 단계는 -200℃ 내지 +100 ℃에서 진행함으로써 광촉매의 상(phase)이 아나타제(anatase)상에서 루틸( Rutile)상으로 변하지 않게 할 수 있다. In addition, in the third embodiment of the present invention, the step of making the coating layer may be performed at -200 ° C to + 100 ° C so that the phase of the photocatalyst does not change from anatase to rutile.
예를 들어, 본 발명의 제3 실시예에서 상기 분말 에어로졸(210)을 기판(110)상에 분사하여 아나타제(anatase)상 코팅층을 만드는 단계는 -10℃ 내지 +40℃에서 진행될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.For example, in the third embodiment of the present invention, the step of spraying the
이하, 본 발명의 제3 실시예에서 상기 분말 에어로졸(210)이 기판(110)에 코팅되는 메카니즘을 설명한다.Hereinafter, a mechanism in which the
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광촉매 막의 제조방법의 개념도이다.5A to 5C are conceptual views of a method of manufacturing a photocatalyst film according to a third embodiment of the present invention.
도 5a 및 도 5b와 같이 상기 제1 분말 에어로졸(210a)이 상기 기판(110)에 분사됨으로써 분말 입자가 극미세 조각들로 분쇄되어 제1 코팅층(120a)을 형성하고, 운동에너지의 일부가 열에너지 등으로 방출된다.As shown in FIGS. 5A and 5B, the
이때, 도 5b와 같이 상기 분쇄된 극미세 조각인 제1 코팅층(120a)의 일부는 상기 기판(110)에 박히어 앵커효과(anchoring effect)를 나타내며, 상기 조각들은 분쇄 후 형성된 새로운 파면(신생면)을 통한 강력한 결합을 이룰 수 있다.At this time, as shown in FIG. 5B, a part of the crushed ultrafine pieces of the
이후, 도 5c와 같이 새로운 분말 입자(210b)가 충돌하여 나노미터 크기의 조각인 제2 코팅층(120b)들로 분쇄되고, 충돌 시 방출된 에너지는 조각들의 소성 변형과 물질이동을 촉진하여 고밀도 막을 형성하며, 입자충돌과 분쇄, 극미세 조각들의 결합과 소성변형 및 물질이동에 의하여 고밀도 세라믹 코팅이 이룰 수 있다.Thereafter, as shown in FIG. 5C, the
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광촉매 막의 제조방법의 공정단면도이며, 도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광촉매의 제조방법의 공정평면도이며, 메쉬형태의 표면이 형성되는 과정에 대한 것이다.6A to 6C are cross-sectional views of a method of manufacturing a photocatalyst film according to a third embodiment of the present invention, and FIGS. 7A to 7C are process plan views of a method of manufacturing a photocatalyst according to a third embodiment of the present invention, and have a mesh shape. It is about the process of surface formation.
도 6a 및 도 7a와 같이 기판(110) 상에 제1 분말 에어로졸(210a)이 상호 거리를 두고 분쇄되어 제1 코팅층(120a)을 형성하면서 우선 증착된다.6A and 7A, the
이후, 도 6b 및 도 7b와 같이 제2 분말 에어로졸(210b)이 상기 먼저 증착된 제1 코팅층(120a) 상에 제2 코팅층(120b)으로 분쇄되어 형성된다.Thereafter, as shown in FIGS. 6B and 7B, the
이후, 도 6c 및 도 7c와 같이 제3 에어로졸(미도시)이 상기 제2 코팅층(120b) 상에 제3 코팅층(120c)으로 형성됨으로써 메쉬형태의 표면이 형성될 수 있다.Thereafter, as shown in FIGS. 6C and 7C, a third aerosol (not shown) may be formed as the
도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 실시예에 따른 광촉매의 효과 및 제조예이다.8a to 8d are effects and preparation examples of the photocatalyst according to the embodiment of the present invention.
도 8a는 본 발명의 실시예에 따른 광촉매의 메틸렌블루 분해 시험예이다.8A is an example of methylene blue decomposition test of a photocatalyst according to an embodiment of the present invention.
예를 들어, 본 발명의 실시예에 따른 거친표면을 가진 광촉매를 이용해 메틸렌블루 용액(Aldrich 319112)(0.05wt% solution in water)을 UV 강도가 중심파장 365nm(High Pressure UV Metal (Fe) Lamp 1kW)의 조건에서 진행된 경우 시험 시작 후 각기 5분, 10분, 30분 경과 시점에서 메틸렌블루 분해 성능을 시험했다. 본 발명의 실시예에 따른 광촉매 막을 이용한 경우 대략 10여분 만에 우수한 메틸렌블루 분해성능을 보여주었다.For example, methylene blue solution (Aldrich 319112) (0.05wt% solution in water) using a photocatalyst having a rough surface according to an embodiment of the present invention UV intensity is 365nm (High Pressure UV Metal (Fe) Lamp 1kW) Methylene blue degradation performance was tested at 5, 10 and 30 minutes after the start of the test, respectively. When the photocatalyst membrane according to the embodiment of the present invention was used, it showed excellent methylene blue decomposition performance in about 10 minutes.
도 8b는 본 발명의 실시예에 따른 광촉매 막의 메틸렌블루 분해의 다른 시험예이다.8B is another test example of methylene blue decomposition of a photocatalyst membrane according to an embodiment of the present invention.
예를 들어, 본 발명의 실시예에 따른 광촉매 막을 이용하여 메틸렌블루 용 액( Aldrich 319112 (0.05wt% solution in water) 4 ml에 물 300 ml를 추가하고, UV 강도가 중심파장 365nm(High Pressure UV Metal (Fe) Lamp 1kW)인 조건에서 진행된 경우, 시험 시작 후 각기 30분, 60분 경과 시점에서 메틸렌블루 분해 성능을 시험했다. 본 발명의 실시예에 따른 광촉매 막을 이용한 경우 대략 60 여분 만에 완벽하게 메틸렌블루 분해성능을 보여주었다.For example, 300 ml of water is added to 4 ml of methylene blue solution (Aldrich 319112 (0.05 wt% solution in water) using a photocatalyst film according to an embodiment of the present invention, and the UV intensity is 365 nm (High Pressure UV). In the case of the metal (Fe) Lamp 1kW), methylene blue decomposition performance was tested at 30 and 60 minutes after the start of the test, respectively. Methylene blue showed degradation performance.
이러한, 본 발명의 실시예에 따른 광촉매에 의해 환경오염을 제거하고, 항균, 탈취 등을 효과를 얻을 수 있다.Such a photocatalyst according to an embodiment of the present invention can remove environmental pollution, and antibacterial, deodorant, and the like effects can be obtained.
도 8c는 본 발명의 실시예에 따른 광촉매의 UV 조사 시간별 접촉각 측정 실험예이다.8c is a test example of measurement of contact angle for UV irradiation time of the photocatalyst according to the embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 따른 광촉매는 UV 조사 후 약 10여분 만에 접촉각을 측정할 수 없을 정도로 우수한 초친수성 기능을 보여주었다. 초친수성은 표면이 젖어도 물방울을 만들지 않고 엷은 막을 만들어 내는 성질로 이를 응용하여 셀프크리닝효과가 있는 유리와 타일, 청소기, 공기청정기, 냉장고, 도로포장, 커텐, 벽지, 인공관엽식물, 인공관용식물 등 다양한 제품에 응용될 수 있다.Photocatalyst according to an embodiment of the present invention showed a super hydrophilic function that can not measure the contact angle in about 10 minutes after UV irradiation. Super hydrophilicity creates a thin film without making water droplets even when the surface is wet, applying it to glass and tiles that have a self-cleaning effect, cleaners, air cleaners, refrigerators, pavements, curtains, wallpaper, artificial foliage plants, and artificial ornamental plants. It can be applied to various products.
도 8d는 본 발명의 실시예에 따른 광촉매의 제조예이다.8D is an example of manufacturing a photocatalyst according to an embodiment of the present invention.
예를 들어, 본 발명의 실시예에 따른 광촉매 막은 스테인리스스틸, 니켈(Ni), 구리(Cu), 세라믹타일, 지르코니아 (TZP) 볼 등에 형성될 수 있다.For example, the photocatalyst film according to the embodiment of the present invention may be formed on stainless steel, nickel (Ni), copper (Cu), ceramic tile, zirconia (TZP) ball, or the like.
본 발명의 제3 실시예에 따른 광촉매의 제조방법에 의하면, 고밀도의 아나타제(anatase)상의 이산화티탄 (TiO2)으로 코팅된 광촉매를 얻을 수 있다.According to the manufacturing method of the photocatalyst according to the third embodiment of the present invention, a photocatalyst coated with titanium dioxide (TiO 2 ) having a high density of anatase can be obtained.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 의하면 표면조도가 높은 아나타제(anatase)상의 이산화티탄 (TiO2) 광촉매 막을 얻을 수 있다.In addition, according to the third embodiment of the present invention, an anatase titanium dioxide (TiO 2 ) photocatalyst film having high surface roughness can be obtained.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 의하면 저가원료를 이용하여 특성이 우수한 아나타제(anatase)상의 이산화티탄 (TiO2) 광촉매 막을 얻을 수 있다.According to the third embodiment of the present invention, an anatase titanium dioxide (TiO 2 ) photocatalyst film having excellent properties can be obtained using a low cost raw material.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 의하면 분말형태의 저가원료를 이용하고 광촉매 막 제조 후 원료 분말의 회수 및 재활용이 용이하여 제조공정 원가를 절감할 수 있는 특징이 있다.In addition, according to the third embodiment of the present invention, it is possible to use a low cost raw material in the form of powder and to easily recover and recycle the raw material powder after the photocatalyst film is manufactured, thereby reducing the manufacturing process cost.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 의하면 상온에서 증착하여 추가 열처리 없이 고속코팅을 통해 특성이 우수한 아나타제(anatase)상의 이산화티탄 (TiO2) 광촉매 막을 얻을 수 있다.In addition, according to the third embodiment of the present invention, it is possible to obtain an anatase titanium dioxide (TiO 2 ) photocatalyst film having excellent properties through high-speed coating without further heat treatment by depositing at room temperature.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 의하면 수-수십 나노미터 크기의 결정립을 가지는 아나타제상의 이산화티탄 (TiO2) 광촉매를 얻을 수 있다. In addition, according to the third embodiment of the present invention, an anatase titanium dioxide (TiO 2 ) photocatalyst having grains of several tens to several tens of nanometers in size can be obtained.
본 발명은 전술한 실시예 및 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 하기 된 청구항의 권리범위에 속하는 범위 안에서 다양한 다른 실시예가 가능하다.The present invention is not limited by the above-described embodiments and drawings, and various other embodiments are possible within the scope of the claims.
본 발명의 실시예에 의하면, 고밀도 아나타제(anatase)상의 이산화티탄 (TiO2) 광촉매 막을 얻을 수 있다.According to the embodiment of the present invention, a high density anatase titanium dioxide (TiO 2 ) photocatalyst film can be obtained.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면 표면조도가 높은 아나타제(anatase)상의 이산화티탄 (TiO2) 광촉매 막을 얻을 수 있다.According to an embodiment of the present invention, an anatase titanium dioxide (TiO 2 ) photocatalyst film having high surface roughness can be obtained.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면 분말형태의 저가원료를 이용하여 특성이 우수한 아나타제(anatase)상의 이산화티탄 (TiO2) 광촉매 막을 얻을 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, an anatase titanium dioxide (TiO 2 ) photocatalyst film having excellent properties can be obtained using a low cost raw material in powder form.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면 분말형태의 저가원료를 이용하고 광촉매 막 제조 후 원료 분말의 회수 및 재활용이 용이하여 제조공정원가를 절감할 수 있는 특징이 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention is characterized by using a low-cost raw material in the form of powder and easy recovery and recycling of the raw material powder after the photocatalytic film production to reduce the manufacturing process cost.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면 고속코팅을 통해 특성이 우수한 아나타제(anatase)상의 이산화티탄 (TiO2) 광촉매 막을 얻을 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, it is possible to obtain an anatase titanium dioxide (TiO 2 ) photocatalyst film having excellent properties through high-speed coating.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면 상온에서 증착하여 추가 열처리 없이 광촉매 특성이 우수한 아나타제상의 이산화티탄 (TiO2) 광촉매 막을 얻을 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, it is possible to obtain an anatase titanium dioxide (TiO 2 ) photocatalyst film having excellent photocatalytic properties without further heat treatment by depositing at room temperature.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면 수-수십 나노미터 크기의 결정립을 가지는 아나타제상의 이산화티탄 (TiO2) 광촉매막을 얻을 수 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, an anatase titanium dioxide (TiO 2 ) photocatalyst film having crystal grains of several tens of nanometers in size can be obtained.
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