KR20100030454A - Ｖｏｃ 제거를 위한 광촉매／활성탄 복합물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 휘발성 유기 화합물의 제거에 유용한 촉매 복합물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, TiO2, 활성탄, 및 시멘트를 포함하는 촉매 복합물 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에서는 TiO2 광촉매와 흡착제인 활성탄을 조합하여 물성이 개선된 새로운 촉매 복합체를 제조함으로써 휘발성 유기 화합물의 제거와 관련하여 종래의 광촉매에 비해서 그 효능이 월등히 우수한 촉매 복합체를 제공하고 있다.
TiO2, 활성탄, 시멘트, 휘발성 유기 화합물
Description
본 발명은 휘발성 유기 화합물의 제거에 유용한 촉매 복합물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, TiO2, 활성탄, 및 시멘트를 포함하는 촉매 복합물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
산업혁명 이후 급속한 공업화와 인구증가로 인해 환경오염의 피해는 늘어나고 있으나, 그에 대한 인식과 대책은 매우 미흡한 것이 현실이다. 환경오염 중 인체에 가장 직접적인 영향을 미치는 영역으로 대두되고 있는 것은 대기오염이며, 그 중에서 자동차 운행의 급증과 유류 및 유기용제의 과다사용으로 인해 발생되는 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds; VOCs)에 대한 관심도는 전 세계적으로 매우 커지고 있다[참조: Cooper, C. D. and Alley, F. C., Air Pollution Control A Design Approach,Waveland Press, Inc, pp.1∼2, 351∼352, 359∼364(1994)].
VOCs는 대기중에 산재하여 오존과 같은 2차 오염물질을 생성하는 전구성 물질이며, 그 자체로서도 인간과 동식물에 높은 위해성을 가지고 있다[참조: 박진 영, 김상채, 서성규, 유의연, 전이금속을 이용한 휘발성 유기화합물(VOCs)의 제거, 99추계학술연구발표회 논문집(Ⅱ), 대한환경공학회, pp 309∼310(1999)]. 이러한 VOCs의 배출규제 및 관리는 기본적인 발생메커니즘이 밝혀지고, 광화학적 대기오염의 발생과정 등에 대한 상세한 연구가 이루어지면서 더욱 주목을 끌기 시작하였다 [참조: 한화진, 국내 VOC현황 및 배출원별 관리방향, 첨단환경기술, Vol. 6, No.1 (1996); 및 한화진, 이영수, 윤정임, VOCs방지기술 현황 및 적용사례, 한국환경정책평가원, 11, (1997)]. 특히 합성세제원료 및 각종 첨가제나 용제로 사용되는 벤젠류는 발암물질로 규정되는 등 인체의 면역체계에 심각한 피해를 미친다는 사실이 밝혀져 있어 반드시 배출 이전에 제어되어야할 물질이다[참조: 김형식, γ-Al2O3에 담지한 Pd-Pt bimetal 촉매상의 benzene 산화반응: Pd-Pt의 mole비에 따른 activity영향 및 특성분석, 연세대학교 대학원 석사논문(2000)].
현재 국내외적으로 중저농도(100~2,000ppm)의 VOCs를 처리할 수 있는 촉매산화기술, 흡착기술, 광촉매기술, 생물막기술등이 일부 응용되고 있으나, 가열시 소요되는 에너지투입에 의한 운전비용문제, 폐흡착제 처리나 흡착제 재생문제, 미생물이용시 유지관리상의 어려움 등 아직 최적화 공정개발을 위해서는 대체기술이나 효율개선등 후속적인 연구개발이 매우 필요한 실정이다[참조: Spivey, J. J., Complete Catalytic Oxidation of Volatile Organics, Ind. Eng. Chem. Res., 26, 2165∼2180(1987); 김혜진, 비극성 용매를 이용한 VOC의 물질전달특성평가, 계명대학교 석사학위논문, pp. 3∼5(2001); 이태진, 이종대, 장원철, VOC 배출 제어를 위 한 톨루엔의 산화분해반응에 관한 연구, J. Korean Ind. Eng. Chem., 14(4), 519(2003); 및 대기오염방지공학 C. David Cooper and F.C. Alley 지음, 공학박사 김동술 옮김, 신광문화사 pp. 331∼372].
본 연구에서는 VOC의 대표물질로 벤젠을 사용하였고, 순수한 TiO2 광촉매, 그리고 TiO2와 활성탄(activated carbon, AC)을 혼합하여 제조한 복합소재 등을 VOC처리실험에 적용하였다. 제조된 촉매의 물리, 화학적 특성을 고찰하기 위하여 BET, SEM 등의 분석을 실시하였으며, 시료종류별로 VOC의 처리특성을 살펴보았다.
광촉매 원리는 TiO2 표면에 400 나노메타이하의 파장을 갖는 빛이 조사될 경우 전자와 hole이 생기면서 OH라디칼이나 O2 -2 라디칼이 형성되어 유기물질을 산화(분해)시키는 작용을 말한다. TiO2 광촉매는 환경친화적인 소재로서 아래와 같은 광분해기작을 통해 대기 및 수질정화, 탈취, 살균의 의학적 치료 등 광범위한 용도를 가지고 있다.
대한민국 특허 제0674496호에는 이산화티탄 촉매의 광분해 효과를 증진시키기 위하여 아나타제 결정상으로 제조하며, 5 내지 100㎚ 크기의 미립자 입자상과 이산화티탄 입자 내부에 중심 기공의 지름이 약 0.8㎚인, 나노 크기의 기공을 형성시켜, 유해가스 및 세균의 흡착, 탈착 기능을 부가하여, 광분해성을 크게 향상시킨 나노 크기의 기공을 갖는 다공성의 이산화티탄 광촉매와 이를 이용한 안료 제조방법이 개시되어 있다.
대한민국 특허 제0324541호에는 이산화티타니아 광촉매와 광에너지를 활용하여 휘발성유기물질 (Volatile Organic Compound; VOC)를 처리할 수 있는 광촉매가 코팅된 충전물 충진형 튜브형 광화학반응장치로서, 태양에너지 또는 램프(lamp)로부터 조사되는 광에너지와 불균일계 반도체 광촉매를 활용하여 액체상태는 물론 기체상태로 존재하는 유독유기물을 무해한 물질로 분해처리하는 광화학반응시스템이 개시되어 있다.
대한민국 특허 제0465923호에는 TiO2 광촉매 피복 비다공성 담체를 이용한 대기 및 수질 정화 장치 및 그 정화방법에 관한 것으로 그 목적은 TiO2 광촉매 피복 비다공성 분체를 이용하여, 대기 및 수질 오염 물질을 저감시킬 수 있는 고효율 다용도 환경정화 장치 및 그 정화방법이 개시되어 있다.
그러나, 상기 특허문헌에서 제조하고 있거나 이용되고 있는 TiO2 광촉매는 휘발성 유기 화합물을 포함한 다양한 오염물의 제거 면에서 만족할만한 성과를 거두지 못하고 있다.
본 발명은 통상의 광촉매(TiO2)에 비해서 휘발성 유기 화합물의 제거성능이 현저하게 우수한 TiO2/활성탄 촉매 복합물을 제조하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명에서는 휘발성 유기 화합물의 제거 성능이 현저하게 개선된 TiO2/활성탄 촉매 복합물을 제공하기 위해서, 휘발성 유기 화합물의 제거에 사용되는 광촉매(TiO2)를 활성탄과 조합하고자 TiO2, 활성탄 및 시멘트를 적합한 조성으로 혼합하여 촉매 전구 혼합물을 제조하고 이를 소성시키고 있다.
본 발명에서는 휘발성 유기 화합물을 분해시키는 TiO2촉매를 활성탄과 조합하여 TiO2/활성탄 촉매 복합물을 제조함으로써 종래의 TiO2촉매에 비해서 현저하게 효과적으로 휘발성 유기 화합물을 제거하고 있다.
본 발명에서는 흡착과 분해를 조합하는 복합방식으로 휘발성 유기 화합물을 처리(분해)하고자 광촉매와 흡착제(활성탄)를 혼합하여 물성이 개선된 새로운 소재를 개발하였다. 물질혼합에 따른 새로운 소재개발에 대해서는 배합비, 교반속도, 무기바인더 배합에 따른 물성 등이 개선된 새로운 제품개발에 필요한 다양한 제조 기법이 적용된다.
바람직하게는, 본 발명은 40 내지 50중량%의 TiO2, 40 내지 50중량%의 활성탄 및 5 내지 15중량%의 시멘트를 혼합하여 촉매 전구 혼합물을 제조하는 단계, 상기 제조된 촉매 전구 혼합물에 촉매 전구 혼합물과 동일한 중량의 물을 첨가하고 1 시간 이상 동안 교반하는 단계; 상기 단계에서 얻은 촉매 전구 혼합물을 25 ℃에서 5시간 및 110℃에서 15 시간 이상 동안 건조시키는 단계; 및 상기 건조된 촉매 전구 혼합물을 500℃에서 5 시간 동안 대기 중에서 하소시키는 단계를 포함하여, 휘발성 유기 화합물(VOC)을 제거하기 위한 TiO2/활성탄 촉매 복합물을 제조하는 방법을 제공한다.
더욱 바람직하게는, 상기 본 발명의 방법에서 TiO2는 45중량%이고, 활성탄은 45중량%이며, 시멘트는 10중량%이다.
또한, 본 발명은 휘발성 유기 화합물(VOC)의 제거를 위한 TiO2/활성탄 촉매 복합물로서, 본 발명의 방법에 의해서 40 내지 50중량%의 TiO2, 40 내지 50중량%의 활성탄 및 5 내지 15중량%의 시멘트로부터 제조되어 비표면적이 450m2/g 이상인 TiO2/활성탄 촉매 복합물을 제공하고 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 본 발명의 TiO2/활성탄 촉매 복합물은 비표면적이 452m2/g이다.
본 발명의 TiO2/활성탄 촉매 복합물을 제조하는데 사용된 활성탄은 이의 우수한 VOC 제거 기능을 이용하여 전체 VOC 제거율을 향상시키는 것이며, 광촉매는 활성탄에 흡착된 VOC를 분해시켜 활성탄을 재생시키는 역할을 한다. VOC 제거 측면에서 활성탄이 광촉매에 비해 훨씬 우수하나 활성탄은 쉽게 포화되는 단점이 있는 반면, 광촉매는 제거율은 떨어지나 지속적으로 사용할 수 있는 장점이 있다. 따라서 이 두 가지 물질을 적당히 배합함으로써 VOC 제거율도 높이고, 재생도 촉진시키는 효과를 얻을 수 있다. 광촉매의 함량이 높아지면 전체 VOC 제거율은 감소되며, 광촉매의 함량이 낮아지면 활성탄의 재생효율은 떨어진다.
본 발명의 TiO2/활성탄 촉매 복합물을 제조하는데 사용되는 TiO2와 활성탄의 양은 각각 30 내지 60중량%이며, 바람직하게는 45중량%이다. TiO2와 활성탄의 양이 상기 범위를 벗어나는 경우, VOC의 제거 성능이 현저하게 저하되기 때문에 상기 범위가 적합하다.
본 발명의 TiO2/활성탄 촉매 복합물을 제조하는데 사용된 활성탄은, 예를 들어, 대한민국 소재의 동양탄소(주)로부터의 활성탄이다.
본 발명의 TiO2/활성탄 촉매 복합물을 제조하는데 사용된 시멘트는 결합제로서 단순히 결합제 역할을 하는 성분이며, 5 내지 15%정도의 배합이 최종 생성물인 촉매 복합물의 전체 성능에 커다란 지장을 주지 않는 범위로서 적합하다.
본 발명의 TiO2/활성탄 촉매 복합물을 제조에서 하소 온도를 500℃로 하고 있는데, 그 이유는 복합물의 물성변화를 방지하기 위함이며, 온도가 높게 될 경우 제조된 촉매 복합물의 결정성이 변화될 수 있다.
실시예
<촉매제조>
VOCs(benzene) 제거실험에 사용된 시료는 TiO2와 활성탄, 시멘트를 배합한 후 물을 첨가하여 서로 그 표면상에 잘 부착(함침)되게 하는 습식함침법(wetness impregnation method)으로 복합물(composite)을 제조하였으며[참조: 전학제. 촉매개론, 한림원, 제2판, 서울(1992); 및 윤종문, “방향족 탄화수소의 촉매 산화 제거”, 포항공과대학교 화학공학과 석사학위논문, pp. 39(1997)], 제조공정은 도 1과 같다. 1시간 동안 자성교반기(magnetic stirrer)를 이용하여 충분히 교반시키고, 상온에서 5시간, 110℃에서 15시간 이상 건조시킨다. 마지막으로 500℃에서 5시간 동안 공기 조건하에서 소성시켜 제조하였다.
제조 실험에서, 원료물질로는 광촉매(TiO2), 활성탄, 하이알루미나 시멘트(결합제 용도)를 사용하였으며, 세 가지 원료물질을 아래의 함량비만큼씩 넣어 총 100g이 되도록 하였다. 100g의 배합물에 다시 증류수 100중량%(100g)주입한 후 자성 교반기(magnetic stirrer)로 1시간 동안 교반시켜 충분히 혼합하였다. 이러한 방법으로 제조된 혼합물을 상온에서 5시간, 110℃에서 15시간 건조시키고, 마지막으로 500℃에서 5시간 동안 공기조건하에서 소성시켜 광촉매/활성탄 복합물을 제조하였다.
| TiO2 | 활성탄 | 하이알루미나시멘트 | 비고 | |
| 배합비(%) | 45 | 45 | 10 | |
| “ | 60 | 30 | 10 |
<실험장치>
상기 제조된 TiO2와 활성탄 촉매 복합물에 의한 VOC 제거율(전환율(conversion))을 실험하였다. 실험장치는 도 2에 도시된 바와 같이 크게 VOCs(벤젠) 생성장치(water bath)와 광촉매 반응기(Photocatalyst reactor) 그리고 검출장치(Gas Chromatography, GC)로 구성되어 있다. VOC(벤젠) 생성장치에는 필요농도의 벤젠(Junsei Chemical Co. Ltd.) 공급을 위해 공기압축기(air compressor)를 설치하였고 실험중 수분의 영향을 제거하기 위해 유입공기가 건조기(dryer)를 거치게 하였으며, 농도와 반응기의 유입유량을 조절하기 위해 질량흐름제어기(mass flow controller)를 설치하였다. 이때 용량이 각각 다른 3개의 질량흐름제어기(mass flow controller)를 사용하여 농도와 유속의 변화를 조절하였고, 균일한 온도를 유지하기 위해 수조(water bath)를 설치하였다.
광촉매 반응장치는 탈착, 부착이 가능한 광촉매 반응기와 UV controller, UV lamp로 구성되어 있다. 검출장치에 반응 전후의 시료농도측정을 위해 GC분석기(Donam, DS6200)를 설치하여 FID(불꽃 이온화검출기, flame ionization detecter)로 연속적으로 분석하였다.
<실험방법>
검출장치(GC)를 이용하여 반응기로 유입된 벤젠의 농도를 주기적으로 측정하여 안정된 조건이 유지되도록 하고, 실험이 진행되는 동안 시료가스가 이동하는 반 응기 및 관속에 벤젠이 농축되지 않도록 주의하였다. 반응기의 조업이 정상상태에 도달 후, on-line으로 설치된 검출장치(GC)를 이용하여 시료가스농도를 각 온도 조건마다 4~5회 측정한 다음 이를 평균하여 VOC의 제거율을 산출하였다.
광촉매 실험은 25℃에서 벤젠을 발생시킨 후 초기농도를 측정하고 광촉매 반응기를 통과시킨 후 벤젠의 농도를 검출장치(GC)를 이용하여 측정하였다. 벤젠의 초기농도는 1000∼3000ppm 범위로 실험하였고, 반응기로의 가스유입유량은 50100 ㎖/min, 광촉매 반응기에는 순수한 TiO2와 광촉매(TiO2)/활성탄 복합소재를 각각 14∼24g을 충진시킨 후 UV빛을 조사하여 매 시간마다 3∼4회 측정한 다음 이를 평균하여 VOC 제거율을 산출하였다.
측정값의 오차범위는 ±0.5%이고 벤젠의 전환율은 아래 (3-1)식과 같이 정의하였고, 실험조건은 표 1에 나타내었다.
(3-1)
<표 1> VOC 광촉매 반응의 실험 조건
| 파라메타 | 실험 조건 |
| 광촉매 반응기 용적(ℓ) | 16～24 |
| 광촉매 중량(g) | 14～24 |
| 기류의 양(ℓ/min) | 3 |
| 유량(㎖/min) | 50-100 |
| 반응물 농도(ppm) | 벤젠 1000～3000 |
<표준검량선 작성>
각 실험조건에서의 VOC의 농도분석은 표준가스에 의해 작성되는 검량선이 이 용된다. 각 물질을 이상기체라 가정하여 이상기체 상태방정식으로 원하는 기체농도를 만들어 GC를 통하여 그 물질의 농도를 측정하여 검량선을 작성하였다. 용제의 주입량과 그에 비례하여 생성되는 시료가스의 농도산출은 (3-2)식을 이용하였다. 여기서 M은 실험에 적용된 VOC시료의 분자량, P는 절대압력, T는 섭씨온도를 나타낸다.
(3-2)
<결과 및 고찰>
1. 비표면적 특성(BET)
도 3은 각각의 시료에 대한 BET(Brunauer Emmet Teller) 분석결과를 나타낸 것이다. 광촉매(TiO2)와 활성탄을 같은 비율로 배합할 경우 비표면적은 TiO2 단일 성분에 비해 크게 증가하는 것으로 나타났다.
2. 전자현미경 분석(SEM)
SEM 분석은 전자빔과 표면의 상호작용으로 발생되는 여러 종류의 신호로부터 표면 모양을 조사하는 분석법이다. 시료표면의 변화에 대하여 알아보기 위해서 TiO2, 활성탄, 시멘트와 이들을 배합하여 제조한 복합물에 대한 전자주사현미경 사진을 도 4에 나타냈다.
3. TiO2광촉매의 VOC 제거율
도 5는 순수한 TiO2광촉매 24g을 반응기에 충전하고 VOC제거실험을 실시한 경우의 VOC 제거율을 나타낸 것이다. VOC의 초기농도 값은 1,700ppm으로 적용하였다. TiO2는 흡착과 광촉매 두 가지 기능이 동시에 작용하여 VOC가 제거된다. 아래의 그래프를 통해서 실험시작후 초기에는 흡착과 광촉매기능에 의해 VOC가 제거되지만 시간이 경과하면서 흡착이 포화되면서 순수한 광촉매기능에 의해서 VOC제거가 이뤄진다. 그래프 상에서 광촉매 반응기의 초기 VOC 제거율은 약 65%를 보였다. 약 25시간 까지는 TiO2의 흡착기능과 광촉매기능 의해서 VOC가 제거되는 것으로 나타났으며, 그 이후는 흡착기능이 포화되고 순수한 광촉매의 분해기능만 일어나는 것으로 나타났다. 이때 순수한 광촉매반응에 의한 VOC 제거율은 약 20%로 나타났다.
4. 광촉매/흡착 복합소재의 VOC 제거율
도 6은 광촉매/흡착 복합소재 24g을 반응기에 충전한 경우의 VOC 제거율을 나타낸 것이다. VOC 초기농도 값은 1110 ppm으로 적용하였고, 매일 일정시간 간격으로 5회 측정한 농도값을 평균 내어 VOC 제거율을 산정하였다. 제조한 광촉매/흡착 복합소재는 약 90시간까지 100%의 제거율을 나타내다가 그 이후 서서히 제거율이 감소되면서 약 180시간 이후에는 좀더 빠른 속도로 제거율이 감소되는 것으로 나타났다. 이는 흡착이 포화되면서 제거기능이 줄어들기 때문이며, 흡착이 포화된 후 순수한 광촉매기능에 의한 VOC 제거율은 약 13% 정도로 나타났다.
도 7은 광촉매/흡착 복합소재 14g을 반응기에 충전한 경우의 VOC 제거율을 나타낸 것이다. VOC 초기농도 값은 1110 ppm으로 적용하였다. 제조한 광촉매/흡착 복합소재는 약 15시간까지 100%의 제거율을 나타내다가 그 이후 서서히 제거율이 감소되면서 약 40시간 이후에는 좀 더 빠른 속도로 제거율이 감소되는 것으로 나타났다. 이는 흡착이 포화되면서 제거기능이 줄어들기 때문이며, 흡착이 포화된 후 순수한 광촉매기능에 의한 VOC 제거율은 약 14.4% 정도로 나타났다.
도 8은 광촉매/흡착 복합소재 14g을 반응기에 충전한 경우의 VOC 제거율을 나타낸 것이다. 광촉매 60%, 활성탄 30%, 하이알루미나 시멘트 10%를 배합하여 제조한 복합물이며 VOC 초기농도 값은 2,870 ppm으로 적용하였다. 제조한 광촉매/흡착 복합소재는 약 5시간까지 100%의 제거율을 나타내다가 그 이후 서서히 제거율이 감소되는 것으로 나타났다. 이는 흡착이 포화되면서 제거기능이 줄어들기 때문이며, 흡착이 포화된 후 순수한 광촉매기능에 의한 VOC 제거율은 약 17.2% 정도로 나타났다.
5. 복합물의 재생성
도 9는 광촉매 60%, 활성탄 30%, 하이알루미나 시멘트 10%를 배합하여 제조한 복합물의 재생실험결과를 나타낸 것이다. 도 8에서 복합물이 완전히 포화된 이후 광촉매의 VOC제거율은 17. 2%이나 이를 자외선을 조사시키면서 광촉매에 의해 활성탄에 흡착된 VOC를 분해시킴으로써 활성탄을 재생시키면 다시 VOC제거율은 80% 정도까지 복원되는 것을 알 수 있다.
6. 상온조건에서의 제거율 비교
도 10은 TiO2의 순수한 광촉매기능에 의한 VOC제거율, TiO2의 광촉매와 흡착 두 가지 기능에 의한 VOC제거율, TiO2/흡착 복합소재의 VOC제거율을 비교하여 나타낸 것이다. 상온조건에서 TiO2의 순수한 광촉매작용에 의한 벤젠의 제거율은 약 20%, TiO2의 광촉매기능과 흡착기능의 두 가지 작용에 의한 제거율은 약 66%, TiO2와 활성탄을 혼합하여 제조한 복합소재의 경우는 100%의 제거율을 나타냈다. 따라서 TiO2에 활성탄을 배합할 경우 VOC처리효과는 크게 향상됨을 알 수 있다.
상기 실험결과로부터 알 수 있는 바와 같은, 다양한 소재를 적용하여 VOC(벤젠)에 대한 처리실험을 행하여 얻어진 결론은 다음과 같다.
먼저, 순수한 TiO2광촉매, 광촉매/활성탄 복합물등 다양한 소재를 이용한 VOC처리실험을 통해 TiO2의 순수한 광촉매작용에 의한 벤젠의 제거율은 약 13∼20%, TiO2의 광촉매기능과 TiO2흡착기능에 의한 VOC제거율은 약 66%, TiO2와 활성탄을 혼합하여 제조한 복합물의 경우는 100%의 VOC제거율을 보임으로써 광촉매와 활성탄을 배합하여 제조한 본 발명의 촉매 복합물의 우수한 성능을 입증하고 있다.
또한, 광촉매/활성탄 복합소재에 대한 VOC제거 성능실험을 원료배합비와 반응기 내 충전량을 달리 적용하면서 수행한 결과, 활성탄배합비가 증가할수록, 그리고 충전량이 증가할수록 VOC(벤젠) 제거능이 증가하는 것으로 나타났다.
<참고자료>
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도 1은 함침방법에 의한 본 발명의 TiO2/활성탄 촉매 복합체의 제조 방법을 도시하고 있는 도면이다.
도 2는 VOC 산화 반응 시스템의 개략도이다.
도 3은 다양한 샘플의 BET 표면적을 나타내는 도면이다.
도 4는 다양한 샘플에 대한 SEM 분석 결과이다.
도 5는 TiO2광촉매를 충전량 24g(광촉매 100%)으로 시험한 경우의 작동 시간에 따른 전환율을 나타내는 그래프이다.
도 6은 광촉매 45중량%, 활성탄 45중량%, 및 시멘트 10중량%를 함유하는 광촉매/활성탄 촉매 복합물을 충전량 24g으로 시험한 경우의 작동 시간에 따른 VOC 전환율을 나타내는 그래프이다.
도 7은 광촉매 45중량%, 활성탄 45중량%, 및 시멘트 10중량%를 함유하는 광촉매/활성탄 촉매 복합물을 충전량 14g으로 시험한 경우의 작동 시간에 따른 VOC 전환율을 나타내는 그래프이다.
도 8은 광촉매 60중량%, 활성탄 30중량%, 및 시멘트 10중량%를 함유하는 광촉매/활성탄 촉매 복합물을 충전량 14g으로 시험한 경우의 작동 시간에 따른 VOC 전환율을 나타내는 그래프이다.
도 9는 광촉매 60중량%, 활성탄 30중량%, 및 시멘트 10중량%를 함유하는 광촉매/활성탄 촉매 복합물을 재생시킨 후 충전량 14g으로 시험한 경우의 시간에 따 른 VOC 전환율을 나타내는 그래프이다.
도 10은 상이한 조건에서의 VOC 제거 효율의 비교를 나타내는 도면이다.
Claims (5)
- 30 내지 60중량%의 TiO2, 30 내지 60중량%의 활성탄, 및 5 내지 15중량%의 시멘트를 혼합하여 촉매 전구 혼합물을 제조하는 단계, 상기 제조된 촉매 전구 혼합물에 촉매 전구 혼합물과 동일한 중량의 물을 첨가하고 1 시간 이상 동안 교반하는 단계; 상기 단계에서 얻은 촉매 전구 혼합물을 25℃에서 5시간 및 110℃에서 15 시간 이상 동안 건조시키는 단계; 및 상기 건조된 촉매 전구 혼합물을 500℃에서 5 시간 동안 대기 중에서 하소시키는 단계를 포함하여, 휘발성 유기 화합물(VOC)을 제거하기 위한 TiO2/활성탄 촉매 복합물을 제조하는 방법.
- 제 1항에 있어서, TiO2가 45중량%이고, 활성탄이 45중량%이며, 시멘트가 10중량%임을 특징으로 하는 방법.
- 휘발성 유기 화합물(VOC)의 제거를 위한 TiO2/활성탄 촉매 복합물로서, 제 1항에 따른 방법에 의해서 40 내지 50중량%의 TiO2, 40 내지 50중량%의 활성탄, 및 5 내지 15중량%의 시멘트로부터 제조되어 비표면적이 450m2/g 이상인 TiO2/활성탄 촉매 복합물.
- 제 3항에 있어서, TiO2가 45중량%이고, 활성탄이 45중량%이며, 시멘트가 10중량%임을 특징으로 하는 TiO2/활성탄 촉매 복합물.
- 제 3항에 있어서, 비표면적이 452m2/g임을 특징으로 하는 TiO2/활성탄 촉매 복합물.
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|---|---|---|---|---|
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| KR20200064834A (ko) * | 2018-11-29 | 2020-06-08 | 충남대학교산학협력단 | 이불소산화티탄이 도입된 광촉매 복합 활성탄소재 및 이의 제조방법 |
| KR20230009613A (ko) | 2021-07-09 | 2023-01-17 | 김상현 | 휘발성 유기화합물 제거용 필터복합체 제조방법 |
-
2008
- 2008-09-10 KR KR1020080089413A patent/KR20100030454A/ko not_active Application Discontinuation
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| KR20230009613A (ko) | 2021-07-09 | 2023-01-17 | 김상현 | 휘발성 유기화합물 제거용 필터복합체 제조방법 |
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