KR20200056343A - Adsorbent for offensive order removal and method to manufacture thereof - Google Patents

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KR20200056343A
KR20200056343A KR1020190146101A KR20190146101A KR20200056343A KR 20200056343 A KR20200056343 A KR 20200056343A KR 1020190146101 A KR1020190146101 A KR 1020190146101A KR 20190146101 A KR20190146101 A KR 20190146101A KR 20200056343 A KR20200056343 A KR 20200056343A
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류희욱
이태호
김대근
이성우
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숭실대학교산학협력단
서울과학기술대학교 산학협력단
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Abstract

An adsorbent for malodor removal according to an embodiment of the present invention includes: layered double hydroxides (LDHs) containing non-precious metal ions; and an interlayer interposed between the LDHs. A malodorous substance containing hydrogen sulfide can be removed by reacting with a non-metallic ion contained in the LDHs.

Description

악취 처리용 흡착제 및 그의 제조 방법{ADSORBENT FOR OFFENSIVE ORDER REMOVAL AND METHOD TO MANUFACTURE THEREOF}Adsorption agent for odor treatment and its manufacturing method {ADSORBENT FOR OFFENSIVE ORDER REMOVAL AND METHOD TO MANUFACTURE THEREOF}

본 발명은 악취 처리용 흡착제 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 고농도, 고유량의 악취물질을 효율적으로 제거하고, 상대습도가 높은 열악한 환경 조건에서도 지속적으로 안정적인 악취 처리효율을 악취 처리용 흡착제 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an adsorbent for odor treatment and a method for manufacturing the same, and more specifically, it is capable of efficiently removing odor substances having high concentrations and high flows, and continuously sterilizing odor treatment efficiency even in harsh environmental conditions with high relative humidity. The present invention relates to a sorbent and a method for producing the same.

최근 쾌적한 생활환경 조성에 대한 사회적 요구가 증가하여 악취 민원은 2010년 대 초반에 약 1만여 건에 달하고 있으며, 해마다 평균적으로 대략 20%씩 증가하고 있다. Recently, as social demand for creating a comfortable living environment has increased, the number of odor complaints has reached about 10,000 in the early 2010s, and on average, it has increased by about 20% each year.

악취 물질은 악취방지법에서 지정한 시설 외에도 규모 미만의 악취배출 시설과 비규제 악취 시설에서도 발생하고 있으며, 이들 시설에 대한 민원 발생 현황은 축산시설, 음식점, 하수 정화조에서 높았으며, 특히 축산시설과 음식점은 암모니아(NH3), 하수 정화조는 황화수소(H2S) 기반으로 악취물질을 배출하는 것으로 확인되고 있다.In addition to the facilities specified by the Odor Prevention Act, odor substances are also generated in odor emission facilities and non-regulated odor facilities that are smaller than the scale. Ammonia (NH 3 ) and sewage septic tanks have been confirmed to emit odorous substances based on hydrogen sulfide (H 2 S).

이에 현재 작은 시설용량으로 시설 설치비와 운전비가 적게 들고 처리효율이 높은 탈취기술개발로 흡착법을 도입하고 있으며, 흡착제로 활성탄(Activated carbon, 이하 AC라 칭함)을 이용한 처리공정이 많이 이용되고 있는 실정이다.Accordingly, the present invention introduces an adsorption method through the development of a deodorization technology that has a small facility capacity, low facility installation cost and low operation cost, and has high processing efficiency, and the treatment process using activated carbon (hereinafter referred to as AC) as an adsorbent is frequently used. .

그런데 활성탄을 이용한 기술은 산성가스를 제거하기 어렵기 때문에 한계가 있다. 그리고, 약액을 이용한 스크러버 기술은 약액 냄새와 수분이 유출될 수 있는 단점이 있다.However, the technology using activated carbon has limitations because it is difficult to remove acid gas. In addition, the scrubber technology using a chemical liquid has a disadvantage in that the chemical liquid smell and moisture may be leaked.

한편, 흡착제는 악취 특성(산성 가스)과 환경 조건(습도, 온도 등)에 영향을 받는다. 이때, 악취 가스는 물리적 기반 흡착제인 활성탄에 대하여 처리량이 낮다. 그 이유는 악취 주요원인 물질이 극성 성질을 가지는 물질이기 때문에 비극성 표면을 가지는 활성탄이 처리를 할 수 없기 때문이다. 또한, 가스 내에 수분이 존재하면, 활성탄의 물리적 흡착을 방해한다.On the other hand, the adsorbent is affected by odor characteristics (acid gas) and environmental conditions (humidity, temperature, etc.). At this time, the malodor gas has a low throughput for activated carbon, which is a physically based adsorbent. The reason is that activated carbon having a non-polar surface cannot be treated because the main odor-causing substance is a substance having polar properties. In addition, the presence of moisture in the gas hinders the physical adsorption of activated carbon.

따라서, 고효율의 악취 제거 성능을 유지하면서 악취 방지시설을 지속적으로 운영할 수 있는 필요성이 대두되며, 그에 적용 가능한 흡착제의 개발이 필요한 실정이다.Therefore, there is a need to continuously operate a malodor prevention facility while maintaining a high efficiency malodor removal performance, and there is a need to develop an adsorbent applicable thereto.

관련 선행기술로는, 대한민국특허 등록번호 10-1970499호(발명의 명칭: 악취제거용 흡착탈취제와 이의 제조방법 및 제조된 흡착탈취제를 이용한 악취제거장치, 등록일자 2019년 4월 15일) 등이 있다.As related prior art, Korean Patent Registration No. 10-1970499 (Invention name: Adsorption deodorant for removing odors, manufacturing method thereof, and odor removal device using prepared adsorption deodorant, registration date April 15, 2019), etc. have.

본 발명의 실시예는 고농도, 고유량의 악취물질을 효율적으로 제거하고, 상대습도가 높은 열악한 환경 조건에서도 지속적으로 안정적인 악취 처리효율을 악취 처리용 흡착제 및 그의 제조 방법을 제공한다. An embodiment of the present invention provides an adsorbent for odor treatment and a method for manufacturing the odor treatment efficiency, which is capable of efficiently removing odor substances at high concentrations and high flows, and continuously maintaining stable odor treatment efficiency even in harsh environmental conditions with high relative humidity.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the problem (s) mentioned above, and another problem (s) not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 실시예에 따른 악취 처리용 흡착제는, 비귀금속계 이온이 포함된 이중 층상 구조의 수산화물층(LDH, layered double hydroxide)들 및 상기 이중 층상 구조의 수산화물층들의 사이에 개재되는 개재층을 포함하며, 황화수소를 포함하는 악취 물질이 상기 수산화물층에 포함된 비금속계 이온과 반응하여 제거될 수 있다. The adsorbent for malodor treatment according to an embodiment of the present invention includes a double layered hydroxide layer (LDH) containing non-precious metal ions and an intervening layer interposed between the double layered hydroxide layers. Included, the malodorous substance containing hydrogen sulfide can be removed by reacting with the non-metallic ions contained in the hydroxide layer.

또한 본 발명의 실시예에 따른 상기 개재층은 탄산 이온 또는 수증기로 마련되며, 상기 황화수소를 포함하는 악취 물질은 상기 탄산 이온 또는 수증기와 반응하여 제거될 수 있다. In addition, the intervening layer according to an embodiment of the present invention is provided with carbonate ions or water vapor, and the malodorous substance containing the hydrogen sulfide may be removed by reacting with the carbonate ions or water vapor.

또한 본 발명의 실시예에 따른 상기 수산화물층은 코발트 이온(Co2 +) 또는 철 이온(Fe3+)을 포함한 CoFe-LDH이며, 하기 화학식 1에 의해서 황화수소가 제거될 수 있다. In addition, the hydroxide layer according to an embodiment of the present invention is a CoFe-LDH containing a cobalt ion (Co 2 +) or iron ions (Fe 3+), hydrogen sulfide is to be removed by the general formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

CoFe-LDH + H2O + CO3 2- + H2S + → CoFe-HS + H2O + CHO3 - + HS- → CoFeS2 + H2O + CO2 CoFe-LDH + H 2 O + CO 3 2- + H 2 S + → CoFe-HS + H 2 O + CHO 3 - + HS - → CoFeS 2 + H 2 O + CO 2

또한 본 발명의 실시예에 따른 분말 타입으로 제조되어 폴리우레탄 폼에 코팅되어 사용될 수 있다. In addition, it is manufactured in a powder type according to an embodiment of the present invention and may be used after being coated on a polyurethane foam.

또한 본 발명의 실시예에 따른 분말 타입으로 제조되어 유기 지지체 또는 무기 지지체에 고정되어 사용될 수 있다. In addition, it is made of a powder type according to an embodiment of the present invention and can be used fixed to an organic support or an inorganic support.

또한 본 발명의 실시예에 따른 상기 유기 지지체는 활성탄이며, 상기 무기 지지체는 제올라이트 또는 실리카겔일 수 있다. In addition, the organic support according to an embodiment of the present invention is activated carbon, and the inorganic support may be zeolite or silica gel.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 악취 처리용 흡착제의 제조 방법은, 비귀금속계 이온이 포함된 수산화물층들을 이중 층상 구조로 배치하는 수산화물층 배치 단계 및 이중 층상 구조로 배치된 상기 수산화물층들 사이에 개재층을 배치시키는 개재층 배치 단계를 포함하며, 황화수소를 포함하는 악취 물질이 상기 수산화물층에 포함된 비금속계 이온과 반응하여 제거되거나 상기 개재층에 존재하는 탄산 이온 또는 수증기와 반응하여 제거될 수 있다. On the other hand, the manufacturing method of the odor treatment adsorbent according to an embodiment of the present invention, between the hydroxide layer arrangement step of disposing the hydroxide layer containing a non-precious metal-based ion in a double layered structure and the hydroxide layer disposed in a double layered structure It includes a step of placing an intervening layer to arrange the intervening layer, the malodorous material containing hydrogen sulfide is removed by reacting with the non-metallic ions contained in the hydroxide layer or by reacting with carbonate ions or water vapor present in the intervening layer. You can.

또한 본 발명의 실시예에 따른 상기 수산화물층 배치 단계에서 배치되는 상기 수산화물층은 코발트 이온(Co2 +) 또는 철 이온(Fe3 +)을 포함한 CoFe-LDH이며, 하기 화학식 1에 의해서 황화수소가 제거될 수 있다. In addition, the hydroxide layer disposed in the hydroxide layer arrangement step according to an embodiment of the present invention is CoFe-LDH including cobalt ion (Co 2 + ) or iron ion (Fe 3 + ), and hydrogen sulfide is removed by the following Chemical Formula 1 Can be.

[화학식 1][Formula 1]

CoFe-LDH + H2O + CO3 2- + H2S + → CoFe-HS + H2O + CHO3 - + HS- → CoFeS2 + H2O + CO2 CoFe-LDH + H 2 O + CO 3 2- + H 2 S + → CoFe-HS + H 2 O + CHO 3 - + HS - → CoFeS 2 + H 2 O + CO 2

또한 본 발명의 실시예에 따른 상기 악취 처리용 흡착제는 분말 타입으로 제조되며, 폴리우레탄 폼에 코팅되어 사용될 수 있다.In addition, the adsorbent for the malodor treatment according to the embodiment of the present invention is made of a powder type, it can be used is coated with a polyurethane foam.

또한 본 발명의 실시예에 따른 상기 악취용 처리제는 분말 타입으로 제조되며, 유기 지지체 또는 무기 지지체에 고정되어 사용될 수 있다. In addition, the odor treatment agent according to an embodiment of the present invention is made of a powder type, it can be used is fixed to an organic support or an inorganic support.

본 발명의 실시예에 따르면, 악취 유발 물질인 황화수소에 대한 처리 성능을 가지는 비귀금속계 이중 층상 수산화물 기반의 악취 처리용 흡착제를 이용하여 고농도, 고유량의 악취물질을 효율적으로 제거하고, 상대습도가 높은 열악한 환경 조건에서도 지속적으로 안정적인 악취 처리효율을 가질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, using a non-precious metal-based double-layered hydroxide-based odor-treating adsorbent having a treatment performance for odor-causing substances hydrogen sulfide, high-concentration, high-flow odor substances are efficiently removed, and relative humidity It can have stable and stable odor treatment efficiency even under high environmental conditions.

아울러, 흡착제의 압력손실 방지를 위하여 강도를 유지, 적정 충진율을 유지할 수 있으며 고농도의 악취를 고효율적으로 흡착하여 제거할 수 있다. 이에 따라, 흡착제를 경량화 및 소규모화 할 수 있으며 가스상의 악취 처리가 가능하다.In addition, in order to prevent pressure loss of the adsorbent, it is possible to maintain strength and maintain an appropriate filling rate, and to adsorb and remove high concentrations of odors with high efficiency. Accordingly, the adsorbent can be made lighter and smaller, and gaseous odor treatment is possible.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비귀금속계 이중 층상 구조의 수산화물이 제조되기 위한 최적화 조건을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 층상 구조의 수산화물층을 이루는 분말에 대한 XRD 결과를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리우레탄 폼에 코팅된 이중 층상 구조의 수산화물층을 이루는 분말에 대한 XRD 결과를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1의 최적화 조건에 따라 제조된 이중층상구조의 수산화물이 폴리우레탄 폼에 코팅된 실제 사진이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 층상 구조의 수산화물의 미세 입자 표면을 전자주사현미경(SEM)을 이용하여 관찰한 결과를 나타내는 도면이다.
1 is a view showing the optimization conditions for the production of a non-precious metal-based double layer structure hydroxide according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing the XRD results for the powder constituting the hydroxide layer of a double-layer structure according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a view showing the XRD results for the powder constituting the hydroxide layer of a double-layer structure coated on a polyurethane foam according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an actual photograph of a double layer structure hydroxide prepared according to the optimization conditions of FIG. 1 coated on a polyurethane foam.
5 is a view showing the results of observing the surface of the fine particles of the double-layered hydroxide according to an embodiment of the present invention using an electron scanning microscope (SEM).

본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.Advantages and / or features of the present invention and methods for achieving them will become apparent by referring to embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, and only the present embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to completely inform the person having the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. The same reference numerals refer to the same components throughout the specification.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비귀금속계 이중 층상 구조의 수산화물이 제조되기 위한 최적화 조건을 나타내는 도면이다.1 is a view showing the optimization conditions for the production of a non-precious metal-based double layer structure hydroxide according to an embodiment of the present invention.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 층상 구조의 악취 처리용 흡착제는, 황화수소를 포함하는 산성가스를 제거하기 위한 비귀금속계 이중 층상 구조의 수산화물(LDH, layered double hydroxide)을 포함하는 것으로서, 보다 상세하게는, 비귀금속계 이온이 포함된 이중 층상 구조의 수산화물층들과, 이들 사이에 개재되는 개재층을 포함할 수 있다. As shown in this, the adsorbent for odor treatment of a double layer structure according to an embodiment of the present invention, a non-precious metal-based double layer structure hydroxide (LDH, layered double hydroxide) for removing acid gas containing hydrogen sulfide As including, more specifically, it may include a double-layered hydroxide layer containing a non-precious metal-based ion, and an intervening layer interposed therebetween.

이러한 구성에 의해서 황화수소를 포함하는 산성 가스 즉 악취 물질이 수산화물층에 포함된 비금속계 이온에 의해서 제거될 수 있고, 또한 개재층에 존재하는 탄산 이온 또는 수증기에 의해 제거될 수 있다.With this configuration, an acidic gas containing hydrogen sulfide, that is, a malodorous substance, can be removed by non-metal-based ions contained in the hydroxide layer, and can also be removed by carbonate ions or water vapor present in the intervening layer.

이를 통해 오염된 공기에 포함되어 있는 악취 유발 물질을 금속 산화물 기반의 흡착제를 통해 효과적으로 제거할 수 있다. 또한 본 실시예의 흡착제는 지속적이고 효율적인 사용이 가능하다. Through this, odor-causing substances contained in contaminated air can be effectively removed through a metal oxide-based adsorbent. In addition, the adsorbent of this embodiment can be used continuously and efficiently.

구체적으로는, 본 실시예의 이중 층상 구조의 악취 처리용 흡착제는, 황화수소를 포함하는 산성 가스 처리에 용이하며 고습도 조건에서 제거 효율을 유지할 수 있다. Specifically, the adsorbent for the malodor treatment of the double layer structure of this embodiment is easy to treat an acid gas containing hydrogen sulfide and can maintain the removal efficiency under high humidity conditions.

도 1을 참조하면, 비귀금속계 이온이 포함된 수산화물층들이 이중의 층상 구조로 마련될 수 있다. 각각의 수산화물층(CoFe-LDH)을 구조적으로 설명하면, 중앙에 코발트 이온(Co2 +) 또는 철 이온(Fe3 +)이 배치되고 이에 총 4개의 산소가 연결되고 각 산소에는 수소가 연결된다. 도 1을 토대로 설명하자면, 이러한 수산화물층이 직렬로 5개 배치되고, 직렬로 5개 배치된 수산화물층이 이중의 층상 구조를 형성하는 것이다.Referring to FIG. 1, hydroxide layers containing non-precious metal ions may be provided in a double layer structure. When each hydroxide layer (CoFe-LDH) is structurally described, cobalt ions (Co 2 + ) or iron ions (Fe 3 + ) are disposed in the center, and a total of four oxygens are connected, and hydrogen is connected to each oxygen. . Referring to FIG. 1, five such hydroxide layers are arranged in series, and five hydroxide layers arranged in series form a double layer structure.

그리고 이중의 층상 구조의 수산화물층 사이에는 개재층이 마련되며, 개재층에는 탄산 이온(CO3 2-) 또는 수증기(H2O)가 포함되어 있다. In addition, an intervening layer is provided between the double layered hydroxide layers, and the intervening layer contains carbonate ions (CO 3 2- ) or water vapor (H 2 O).

이러한 구성의 이중 층상 구조의 흡착제에 황화수소와 같은 산성 가스가 접촉되는 경우, 도 1에서와 같은 반응이 발생될 수 있다. 이는 다음의 화학식 1로 표현할 수 있다. When an acidic gas such as hydrogen sulfide is brought into contact with the double layered adsorbent having such a structure, a reaction as shown in FIG. 1 may occur. This can be expressed by the following formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

CoFe-LDH + H2O + CO3 2- + H2S + → CoFe-HS + H2O + CHO3 - + HS- → CoFeS2 + H2O + CO2 CoFe-LDH + H 2 O + CO 3 2- + H 2 S + → CoFe-HS + H 2 O + CHO 3 - + HS - → CoFeS 2 + H 2 O + CO 2

반응 과정을 설명하면, 먼저 황화수소(H2S)가 수산화물층(CoFe-LDH)과 반응하여 코발트 이온 또는 철 이온이 CoFe-HS로 변환될 수 있고, 또한 개재층에서 수증기 또는 탄산 이온과 반응하여 황화수소 이온(HS-)을 발생시킬 수 있다. 즉 산성 가스에 포함된 황화수소가 수산화물층 및 개재층에서 붙들리는 것이고 따라서 산성가스로부터 악취 물질이 제거될 수 있는 것이다. When the reaction process is described, first, hydrogen sulfide (H 2 S) reacts with the hydroxide layer (CoFe-LDH) to convert cobalt ions or iron ions to CoFe-HS, and also reacts with water vapor or carbonate ions in the intervening layer. It may generate a-hydrogen sulphide ions (HS). That is, the hydrogen sulfide contained in the acid gas is held in the hydroxide layer and the intervening layer, and thus, the odorous substance can be removed from the acid gas.

이어서 CoFe-HS와 H2O와 CHO3 -과 HS-이 반응하여 고체 물질인 CoFeS2를 생성할 수 있고, 이러한 과정 속에 물 및 이산화탄소가 발생되어 배출될 수 있다. 즉, 황화가스를 포함한 산성 가스가 본 실시예의 악취 처리용 흡착제에 의해 처리되는 경우, 도 1의 하부에 도시된 것처럼, 처리될 수 있다는 것이다. Subsequently, CoFe-HS, H 2 O, and CHO 3 - and HS - may react to form a solid material, CoFeS2, and water and carbon dioxide may be generated and discharged during this process. That is, when the acid gas including sulfide gas is treated by the adsorbent for malodor treatment of this embodiment, it can be treated as shown in the lower portion of FIG. 1.

이러한 이중 층상 구조의 수산화물층을 포함한 악취 처리용 흡착제는 수산화물 구조를 갖기 때문에 종래에 사용되었던 세정법에 비해 폐수 발생이 적고, 또한 종래 사용되었던 흡착법에 비해 수분 등의 환경 영향을 적게 받는 장점이 있다. Since the adsorbent for odor treatment including the double layered hydroxide layer has a hydroxide structure, less waste water is generated than the previously used washing method, and it has an advantage of being less affected by the environment, such as moisture, than the conventionally used adsorption method.

또한, 본 실시예의 흡착제에 있어서는, 이중 층상 구조의 수산화물층의 원료가 되는 금속 원소의 배합 비율을 최적화할 수 있다. 즉, 전술한 예에 한정되는 것이 아니라, 코발트 이온 또는 철 이온 이외의 다른 전이 이온이 사용될 수 있고, 또한 다른 화학식으로 반응이 이루어질 수 있음은 당연하다. In addition, in the adsorbent of this embodiment, it is possible to optimize the blending ratio of the metal elements serving as the raw material for the double layered hydroxide layer. That is, the present invention is not limited to the above-described examples, and it is natural that other transition ions other than cobalt ions or iron ions may be used and reactions may be made in other chemical formulas.

한편, 이하에서는 본 실시예의 흡착제를 이용하여 XRD 분석을 한 결과를 설명하기로 한다. Meanwhile, hereinafter, the results of XRD analysis using the adsorbent of this example will be described.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 층상 구조의 수산화물층을 이루는 분말에 대한 XRD 결과를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리우레탄 폼에 코팅된 이중 층상 구조의 수산화물층을 이루는 분말에 대한 XRD 결과를 나타내는 도면이다.2 is a view showing the XRD results for the powder constituting the hydroxide layer of the double-layered structure according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a double-layered structure coated on the polyurethane foam according to an embodiment of the present invention It is the figure which shows the XRD result about the powder which comprises a hydroxide layer.

도 2를 참조하면, 2theta(degree)에서 11.5도(003), 23.4도(006), 34,1(009) 등과 같은 이중층상 구조 형태의 패턴이 나타남을 확인할 수 있다. 또한 도 3을 참조하면, 폴리우레탄 폼에 코팅된 이중층상구조의 수산화물층의 분말은 도 2의 분말 형태와 동일한 것을 파악할 수 있다.Referring to FIG. 2, it can be seen that a pattern in the form of a bilayer structure such as 11.5 degrees (003), 23.4 degrees (006), and 34,1 (009) appears at 2 theta (degree). Also, referring to FIG. 3, it can be understood that the powder of the double layered hydroxide layer coated on the polyurethane foam is the same as the powder form of FIG. 2.

한편, 도 4는 도 1의 최적화 조건에 따라 제조된 이중층상구조의 수산화물이 폴리우레탄 폼에 코팅된 실제 사진이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 층상 구조의 수산화물의 미세 입자 표면을 전자주사현미경(SEM)을 이용하여 관찰한 결과를 나타내는 도면이다.Meanwhile, FIG. 4 is an actual photograph of a double layered hydroxide prepared according to the optimization conditions of FIG. 1 coated on a polyurethane foam, and FIG. 5 is a fine particle surface of a double layered hydroxide according to an embodiment of the present invention Is a diagram showing the results observed using an electron scanning microscope (SEM).

전술한 본 실시예의 악취 처리용 흡착제는 분말 구조로 제조될 수 있기 때문에, 예를 들면, 폴리우레탄 폼에 코팅되어 사용될 수 있다. Since the adsorbent for malodor treatment of the present embodiment described above may be manufactured in a powder structure, it may be used, for example, coated with a polyurethane foam.

도 5를 통해 이중 층상 구조의 수산화물층을 나타내는 판 형태의 입자들이 발견할 수 있다. 5, plate-shaped particles representing a double layered hydroxide layer can be found.

다만, 본 실시예의 흡착제는 폴리우레탄 폼에만 적용될 수 있는 것이 아니라, 예를 들면, 분말 타입으로 제조되어 유기 지지체 또는 무기 지지체에 고정되어 사용될 수 있다. 여기서 유기 지지체는 활성탄이 될 수 있으며, 무기 지지체로는 제올라이트 또는 실리카겔이 될 수 있다. 흡착제가 분말로 마련되는 경우 압력손실이 발생될 수 있어 현장 적용이 어려울 수 있는데, 이 경우 흡착제를 지지체에 고정하는 경우 현장 사용을 용이하게 할 수 있다. However, the adsorbent of the present embodiment is not only applicable to polyurethane foam, but may be, for example, manufactured in powder type and fixed to an organic support or an inorganic support. Here, the organic support may be activated carbon, and the inorganic support may be zeolite or silica gel. When the adsorbent is provided as a powder, pressure loss may occur, and thus it may be difficult to apply to the site. In this case, when the adsorbent is fixed to the support, it can facilitate on-site use.

한편, 이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 층상 구조의 악취 처리용 흡착제의 제조 방법에 대해서 설명하기로 한다. On the other hand, hereinafter, a description will be given of a method of manufacturing an adsorbent for malodor treatment having a double layer structure according to an embodiment of the present invention.

본 실시예의 흡착제의 제조 방법은, 비귀금속계 이온이 포함된 수산화물층들을 이중 층상 구조로 배치하는 수산화물층 배치 단계와, 이중 층상 구조로 배치된 수산화물층들 사이에 개재층을 배치시키는 개재층 배치 단계를 포함할 수 있다. The manufacturing method of the adsorbent of this embodiment includes a step of arranging a hydroxide layer in which hydroxide layers containing non-precious metal ions are arranged in a double-layered structure, and an intervening layer in which an intervening layer is arranged between hydroxide layers arranged in a double-layered structure. It may include steps.

이중 층상 구조의 수산화물층 사이에 공간을 마련해두고 이 공간에 개재층을 배치시킬 수 있음은 물론 하나의 수산화물층을 마련하고 이어서 개재층을 배치하고 이어서 다른 하나의 수산화물층을 배치하여 도 1의 구성과 같은 흡착제를 구성할 수 있음은 당연하다. The structure of FIG. 1 is provided by providing a space between hydroxide layers having a double layer structure and arranging an intervening layer in this space, as well as providing one hydroxide layer, then arranging an intervening layer, and then arranging another hydroxide layer. It is natural that such an adsorbent can be constructed.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 악취 유발 물질인 황화수소에 대한 처리 성능을 가지는 비귀금속계 이중 층상 수산화물 기반의 악취 처리용 흡착제를 이용하여 고농도, 고유량의 악취물질을 효율적으로 제거하고, 상대습도가 높은 열악한 환경 조건에서도 지속적으로 안정적인 악취 처리효율을 가질 수 있다Thus, according to the embodiment of the present invention, using a non-noble metal-based double-layered hydroxide-based odor treatment adsorbent having a treatment performance for the odor-causing substance hydrogen sulfide, the high-concentration, high-flow odor is efficiently removed, and the relative It can have stable and stable odor treatment efficiency even in harsh environment conditions with high humidity.

아울러, 흡착제의 압력손실 방지를 위하여 강도를 유지, 적정 충진율을 유지할 수 있으며 고농도의 악취를 고효율적으로 흡착하여 제거할 수 있다. 이에 따라, 흡착제를 경량화 및 소규모화 할 수 있으며 가스상의 악취 처리가 가능하다.In addition, in order to prevent pressure loss of the adsorbent, it is possible to maintain strength and maintain an appropriate filling rate, and to adsorb and remove high concentrations of odors with high efficiency. Accordingly, the adsorbent can be made lighter and smaller, and gaseous odor treatment is possible.

지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.So far, specific embodiments according to the present invention have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the scope of the claims described below, but also by the claims and equivalents.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, although the present invention has been described by limited embodiments and drawings, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and modifications from these descriptions will be made by those skilled in the art to which the present invention pertains. Deformation is possible. Accordingly, the spirit of the present invention should be understood only by the claims set forth below, and all equivalents or equivalent modifications thereof will be said to belong to the scope of the spirit of the present invention.

Claims (10)

비귀금속계 이온이 포함된 이중 층상 구조의 수산화물층(LDH, layered double hydroxide)들; 및
상기 이중 층상 구조의 수산화물층들의 사이에 개재되는 개재층;
을 포함하며,
황화수소를 포함하는 악취 물질이 상기 수산화물층에 포함된 비금속계 이온과 반응하여 제거되는 것을 특징으로 하는 이중 층상 구조의 악취 처리용 흡착제.
Layered double hydroxides (LDH) containing non-precious metal ions; And
An intervening layer interposed between the double layered hydroxide layers;
It includes,
The adsorbent for treating malodors having a double layer structure, characterized in that the malodorous substance containing hydrogen sulfide is removed by reacting with a non-metallic ion contained in the hydroxide layer.
제1항에 있어서,
상기 개재층은 탄산 이온 또는 수증기로 마련되며,
상기 황화수소를 포함하는 악취 물질은 상기 탄산 이온 또는 수증기와 반응하여 제거되는 것을 특징으로 하는 이중 층상 구조의 악취 처리용 흡착제.
According to claim 1,
The intervening layer is provided with carbonate ions or water vapor,
The odor substance containing hydrogen sulfide is an adsorbent for treating malodors having a double layer structure, characterized in that it is removed by reacting with the carbonate ions or water vapor.
제2항에 있어서,
상기 수산화물층은 코발트 이온(Co2 +) 또는 철 이온(Fe3 +)을 포함한 CoFe-LDH이며,
하기 화학식 1에 의해서 황화수소를 제거하는 것을 특징으로 하는 악취 처리용 흡착제.
[화학식 1]
CoFe-LDH + H2O + CO3 2- + H2S + → CoFe-HS + H2O + CHO3 - + HS- → CoFeS2 + H2O + CO2
According to claim 2,
The hydroxide layer is CoFe-LDH containing cobalt ion (Co 2 + ) or iron ion (Fe 3 + ),
Adsorbent for odor treatment, characterized in that to remove hydrogen sulfide by the formula (1).
[Formula 1]
CoFe-LDH + H 2 O + CO 3 2- + H 2 S + → CoFe-HS + H 2 O + CHO 3 - + HS - → CoFeS 2 + H 2 O + CO 2
제3항에 있어서,
분말 타입으로 제조되어 폴리우레탄 폼에 코팅되어 사용되는 것을 특징으로 하는 이중 층상 구조의 악취 처리용 흡착제.
According to claim 3,
Adsorption agent for odor treatment of double layer structure, characterized in that it is used in powder form and coated on polyurethane foam.
제3항에 있어서,
분말 타입으로 제조되어 유기 지지체 또는 무기 지지체에 고정되어 사용되는 것을 특징으로 하는 이중 층상 구조의 악취 처리용 흡착제.
According to claim 3,
Adsorption agent for the treatment of malodor having a double layer structure, characterized in that it is manufactured in powder type and fixed to an organic support or an inorganic support.
제5항에 있어서,
상기 유기 지지체는 활성탄이며,
상기 무기 지지체는 제올라이트 또는 실리카겔인 것을 특징으로 하는 이중 층상 구조의 악취 처리용 흡착제.
The method of claim 5,
The organic support is activated carbon,
The inorganic support is a zeolite or a silica gel adsorbent for the treatment of malodors having a double-layer structure.
비귀금속계 이온이 포함된 수산화물층들을 이중 층상 구조로 배치하는 수산화물층 배치 단계; 및
이중 층상 구조로 배치된 상기 수산화물층들 사이에 개재층을 배치시키는 개재층 배치 단계;
를 포함하며,
황화수소를 포함하는 악취 물질이 상기 수산화물층에 포함된 비금속계 이온과 반응하여 제거되거나 상기 개재층에 존재하는 탄산 이온 또는 수증기와 반응하여 제거되는 것을 특징으로 하는 이중 층상 구조의 악취 처리용 흡착제의 제조 방법.
A hydroxide layer arrangement step of arranging hydroxide layers containing non-precious metal ions in a double layer structure; And
An intervening layer arrangement step of arranging an intervening layer between the hydroxide layers arranged in a double layer structure;
It includes,
Preparation of the odor treatment adsorbent for a double layer structure, characterized in that the malodorous substance containing hydrogen sulfide is removed by reacting with non-metallic ions contained in the hydroxide layer or by reacting with carbonate ions or water vapor present in the intervening layer. Way.
제7항에 있어서,
상기 수산화물층 배치 단계에서 배치되는 상기 수산화물층은 코발트 이온(Co2+) 또는 철 이온(Fe3 +)을 포함한 CoFe-LDH이며,
하기 화학식 1에 의해서 황화수소를 제거하는 것을 특징으로 하는 악취 처리용 흡착제의 제조 방법.
[화학식 1]
CoFe-LDH + H2O + CO3 2- + H2S + → CoFe-HS + H2O + CHO3 - + HS- → CoFeS2 + H2O + CO2
The method of claim 7,
The hydroxide layer disposed in the step of arranging the hydroxide layer is CoFe-LDH including cobalt ion (Co 2+ ) or iron ion (Fe 3 + ),
Method for producing an adsorbent for odor treatment, characterized in that to remove hydrogen sulfide by the following formula (1).
[Formula 1]
CoFe-LDH + H 2 O + CO 3 2- + H 2 S + → CoFe-HS + H 2 O + CHO 3 - + HS - → CoFeS 2 + H 2 O + CO 2
제8항에 있어서,
상기 악취 처리용 흡착제는 분말 타입으로 제조되며,
폴리우레탄 폼에 코팅되어 사용되는 것을 특징으로 하는 이중 층상 구조의 악취 처리용 흡착제의 제조 방법.
The method of claim 8,
The odor treatment adsorbent is prepared in a powder type,
A method of manufacturing an adsorbent for treating malodors having a double layer structure, which is coated with a polyurethane foam and used.
제8항에 있어서,
상기 악취용 처리제는 분말 타입으로 제조되며, 유기 지지체 또는 무기 지지체에 고정되어 사용되는 것을 특징으로 하는 이중 층상 구조의 악취 처리용 흡착제의 제조 방법.
The method of claim 8,
The malodor treatment agent is manufactured in a powder type, and is a method for manufacturing an adsorbent for malodor treatment having a double layer structure, which is fixed to an organic support or an inorganic support.
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US11285431B2 (en) * 2020-03-09 2022-03-29 Kabushiki Kaisha Toshiba Acid gas removal apparatus and method

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