KR20200063654A - 황 화합물 정화 촉매 - Google Patents

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Abstract

백금 입자; 텅스텐 산화물 입자;를 포함하는 상기 복합 입자를 포함하는 황 화합물 정화 촉매이고, 상기 텅스텐 산화물 입자는 상기 백금 입자를 담지하고, 상기 황 화합물 정화 촉매 0.5g을 3L 용기 내에 투입하여 밀봉 및 탈기한 후, 1.6 ppm 황화수소를 포함하는 가스를 주입한 뒤, 광이 없는 조건에서, 상기 황화수소 주입 30분 후 농도를 측정하여 얻은 황화수소 제거율이 30 내지 99.9% 인 황 화합물 정화 촉매가 제공된다.

Description

황 화합물 정화 촉매{SURFUR COMPOUND PURIFICATION PHOTOCATALYST}
황 화합물 정화 촉매에 관한 것이다.
공기 정화용으로 유해 가스를 분해할 수 있는 촉매 물질로서 대표적으로 TiO2가 있다. TiO2는 내구성, 내마모성이 우수하고, 안전하고 무독한 물질이며, 가격이 저렴하다는 장점을 갖는다. 반면, TiO2는 광에 의해서 활성화되어 촉매 반응하기 때문에, 광이 없는 조건에서 촉매로 활용하기 어렵다는 문제가 있다. 또한, 광이 조사되는 조건 하에서는, 밴드갭 에너지가 커서 자외선 이하의 빛만을 흡수할 수 있어, 별도의 자외선 공급장치와 함께 사용하거나 자외선이 풍부한 실외에서 사용하여 하고, 실내 또는 LED 하에서 적용하는 데에 한계가 있다.
최근 반려 동물 가구가 급증하는 추세에 있고, 따라서, 반려 동물로 인해 발생하는 악취 문제를 해결할 필요성이 커지고 있다. 반려 동물로 인한 악취는 황 화합물에 의한 것으로 알려져 있다. 그러나, TiO2는 이러한 황 화합물에 대하여는 정화 촉매 작용을 기대하기 어렵다.
본 발명의 일 구현예는 광이 없는 조건에서, 황 화합물에 대하여 정화 작용이 가능한 황 화합물 정화 촉매를 제공한다.
본 발명의 다른 구현예는 광이 있는 조건 및 광이 없는 조건 모두에서, 황 화합물에 대하여 정화 작용이 우수한 황 화합물 정화 촉매를 제공한다.
본 발명의 일 구현예에서, 백금 입자; 텅스텐 산화물 입자;를 포함하는 상기 복합 입자를 포함하는 황 화합물 정화 촉매이고, 상기 텅스텐 산화물 입자는 상기 백금 입자를 담지하고, 상기 황 화합물 정화 촉매 0.5g을 3L 용기 내에 투입하여 밀봉 및 탈기한 후, 1.6 ppm 황화수소를 포함하는 가스를 주입한 뒤, 광이 없는 조건에서, 상기 황화수소 주입 30분 후 농도를 측정하여 얻은 황화수소 제거율이 30 내지 99.9%인 황 화합물 정화 촉매를 제공한다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 황 화합물 정화 촉매는, 상기 황 화합물 정화 촉매 0.5g을 3L 용기 내에 투입하여 밀봉 및 탈기한 후, 1.6 ppm 황화수소를 포함하는 가스를 주입한 뒤, 400nm 내지 700nm 파장의 광을 25,000 lux 로 조사하는 조건으로, 상기 황화수소 주입 30분 후 농도를 측정하여 얻은 황화수소 제거율이 60 내지 99.9%이다.
상기 황 화합물 정화 촉매는 광이 없는 조건에서, 황 화합물에 대하여 정화 작용이 가능하다.
상기 황 화합물 정화 촉매는 광이 있는 조건 및 광이 없는 조건 모두에서, 황 화합물에 대하여 정화 작용이 우수하다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 황 화합물 정화 촉매의 입자에 대한 모식도이다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 일 구현예에서, 백금 입자; 텅스텐 산화물 입자;를 포함하는 상기 복합 입자를 포함하는 황 화합물 정화 촉매를 제공한다.
상기 황 화합물 정화 촉매는 황 화합물을 흡착, 분해 또는 광분해 작용에 의해 제거함으로써, 공기 정화 작용을 할 수 있다.
상기 복합 입자는 황 화합물을 흡착할 수 있다.
또한, 상기 복합 입자는 상기 흡착된 황 화합물을 분해할 수 있다. 상기 복합 입자는 광이 없는 조건에서도 소정의 수준으로 황 화합물을 분해할 수 있다. 상기 복합 입자는 광이 조사되면, 광활성에 의해 보다 효과적으로 황 화합물을 분해할 수 있다.
상기 황 화합물 정화 촉매는 황 화합물에 대해 표면 흡착 성능이 우수하여 광이 없는 조건에서도 기존의 광에 의해 활성되는 광촉매 보다 황 화합물에 대하여 우수한 제거 성능을 보여주며, 광이 있을 경우 보다 더 향상된 제거 성능을 나타낸다.
반려 동물을 키우는 가구에서는 반려 동물에 의해 발생된 황 화합물이 악취의 원인이 된다. 상기 황 화합물 정화 촉매는 이러한 황 화합물의 제거에 효과적이기 때문에, 반려 동물을 키우는 가구에서 황 화합물을 제거하는 정화 촉매로서 유용하게 사용될 수 있다.
상기 황 화합물은 황을 포함하는 화합물을 의미하고, 황화수소, 메틸 메르캅탄, 디메틸설파이드, 디메틸다이설파이드 등을 예를 들 수 있다.
상기 황 화합물 정화 촉매의 황 화합물 제거 성능은 대표적인 황 화합물의 일종인 황화수소에 대한 성능 평가로 알 수 있다. 상기 황 화합물 정화 촉매는 황화수소 제거율에 대한 평가 수치를 나타내고 있지만, 이는 황화수소만 제거할 수 있음을 의미하지 않는다. 상기 황 화합물 정화 촉매는 황화수소 이외에도, 황을 포함하는 화합물에 대하여 흡착 및 분해에 의해 공기 중에서 제거할 수 있는 능력을 가지며, 예를 들어, 메틸 메르캅탄, 디메틸설파이드, 디메틸다이설파이드 등의 화합물에 대하여 제거 성능을 발휘할 수 있다.
상기 "제거" 성능은 분해 뿐만 아니라, 상기 황 화합물 정화 촉매로의 흡착에 의해 공기 중에서 제거하는 의미를 포함한다.
일 구현예에서, 상기 황 화합물 정화 촉매 0.5g을 3L 용기 내에 투입하여 밀봉 및 탈기한 후, 1.6 ppm 황화수소를 포함하는 가스를 주입한 뒤, 광이 없는 조건에서, 상기 황화수소 주입 30분 후 농도를 측정하여 얻은 황화수소 제거율이 약 30 내지 약 99.9%, 구체적으로 약 35 내지 약 99.9%, 더욱 구체적으로 약 40 내지 약 99.9% 일 수 있다.
상기 황 화합물 정화 촉매는 광이 없는 조건에서 상기 수치 범위의 우수한 제거율을 달성할 뿐만 아니라, 광이 조사되면, 광에 의해 활성되어 더욱 효과적으로 황화수로를 제거함에 따라, 보다 높은 수치 범위의 황화수소 제거율을 나타낸다.
일 구현예에서, 상기 황 화합물 정화 촉매 0.5g을 3L 용기 내에 투입하여 밀봉 및 탈기한 후, 1.6 ppm 황화수소를 포함하는 가스를 주입한 뒤, 400nm 내지 700nm 파장의 광을 25,000 lux 로 조사하는 조건으로, 상기 황화수소 주입 30분 후 농도를 측정하여 얻은 황화수소 제거율이 약 60 내지 약 99.9%, 구체적으로 약 65 내지 약 99.9%, 더욱 구체적으로 약 70 내지 약 99.9% 일 수 있다.
상기 3L 용기에 투입되는 상기 황화수소를 포함하는 가스는 구체적으로 대기 중에 1.6ppm 의 농도 (황화수소 및 이를 포함하는 대기의 총 부피 : 황화수소의 부피 = 1,000,000 : 1.6 )가 되도록 황화수소를 혼합한 가스일 수 있다.
상기 ppm 농도는 부피비로 측정된다.
상기 제거율은 투입 ppm 농도, 즉, 1.6 ppm 농도를 100%로 하여, 제거된 황화수소의 % 비율 (ppm 기준)을 의미한다.
예를 들어, 상기 황화수소를 포함하는 가스를 투입한 이후, 상기 용기는 상온 및 상압 조건 (25℃, 1 atm)일 수 있다.
상기 복합 입자는 상기 텅스텐 산화물 입자의 표면에 나노 크기의 백금 입자가 담지된 형태로 형성된다.
상기 백금 입자는 후술되는 제조 방법에 의하는 경우 백금 전구체로부터 환원되어 형성된다. 예를 들어, 상기 백금 전구체가 H2PtCl6인 경우 Pt의 산화수는 +4이고, 이러한 Pt4+ 이온이 환원되어 상기 복합 입자 중 백금 입자로 형성된다. 상기 복합 입자 중 백금 입자는 환원되어 산화수가 0이 되어야 효과적으로 분해 작용을 할 수 있고, 가시광에 의해서도 효과적으로 활성될 수 있다. 산화수가 0인 백금 입자는 이온이 아닌 금속 상태로 담지된 것을 의미한다.
그러나, 상기 복합 입자 중 일부 백금 입자는 산화수가 +2 인 경우도 발생할 수 있다. 제조 공정 중에서 백금의 환원이 불완전하게 이루어져 생성되는 Pt2+와 같은 이온 상태의 백금 입자는, 상기 복합 입자의 광촉매 반응시 조촉매로 제대로 작동하지 않고 오히려 유해가스 제거 반응과 같은 광촉매 반응을 방해하여 전체 효율을 저하시킨다. 즉, 이온 상태로 담지된 백금 입자는 복합 입자의 황 화합물 정화 촉매로서의 광촉매 반응을 방해하기 때문에 성능의 저하를 유발할 수 있다. 또한, 이러한 이온 상태로 담지된 백금 입자의 함량이 높아지게 되면, 값 비싼 백금 전구체를 낭비한 것으로도 볼 수 있다.
상기 복합 입자는 산화수가 0인 백금 입자의 함량이 높아서, 황 화합물의 제거 성능이 우수하다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 복합 입자(10)를 모식적으로 나타낸 단면도이다.
도 1에서, 상기 복합 입자(10)는 텅스텐 산화물 입자(1) 및 백금 입자(2)를 포함한다.
상기 복합 입자(10)는 광을 흡수하여 얻은 에너지로부터 생성된 전자와 정공이 수퍼옥사이드 음이온 또는 하이드록시 라디칼 등과 같은 표면 활성 산소를 생성함으로써 공기청정, 탈취, 항균 작용을 할 수 있는 물질이다. 예를 들어, 상기 복합 입자의 광활성 작용에 의해 생성된 수퍼옥사이드 음이온 또는 하이드록시 라디칼은 아세트알데히드, 암모니아, 포름알데히드, 아세트산, TVOC 등과 같은 유해 물질을 분해할 수 있고, 대장균, 황색포도상구균 등의 세균에 대한 항균 작용이 가능하다.
상기 복합 입자(10)는 자외선뿐만 아니라 가시광선에 의해서도 활성이 될 수 있으므로 실내 광원에서도 우수한 효율을 보일 수 있기 때문에, 별도의 자외선 공급 장치를 요하지 않을 수 있다.
상기 텅스텐 산화물 입자(1)는 담지체로서 예를 들어, 졸겔법이나, 수열합성법 (hydrothermal method)에 의해 구형, 판형 또는 침형의 입자로 형성될 수 있으나, 그 형상에 제한이 없다.
상기 텅스텐 산화물 입자(1)는 가시광이 없는 상태에서도 황 화합물을 흡착 및 분해 할 수 있고, 가시광을 조사하면 더욱 우수한 활성 성능을 나타낸다.
상기 백금 입자(2)가 상기 다공성의 금속 산화물에 광증착법에 의해 담지될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 백금 입자(2)는 광을 흡수하여 얻은 에너지로부터 전자와 정공의 분리를 용이하게 할 수 있다.
상기 복합 입자(10)의 제조시 사용되는 텅스텐 산화물 입자(1)의 평균 직경은 SEM 이미지 분석과 같은 전자현미경 측정으로 계산될 수 있고, 예를 들어, 평균 직경이 약 30 nm 내지 약 500 nm 인 것을 사용할 수 있다. 상기 텅스텐 산화물 입자(1)의 평균 직경이 상기 범위를 초과하여 너무 크다면, 상기 황 화합물 정화 촉매의 분말을 용매에 분산시켰을 때 안정한 코팅액을 형성하는 것이 어려워서, 상기 황 화합물 정화 촉매를 이용하는 필터 제조시, 상기 황 화합물 정화 촉매를 코팅하는 공정에 적합하지 않을 수 있다. 상기 텅스텐 산화물 입자(1)의 직경이 상기 범위 미만으로 너무 작다면, 상기 백금 입자(2)가 안정적으로 담지되기 어려울 수 있다.
상기 복합 입자(10)의 평균 입경 (particle diameter)은 약 1 ㎛ 이하이고, 구체적으로, 약 0.2 ㎛내지 약 1 ㎛일 수 있고, 예를 들어, 약 0.4 ㎛ 내지 약 0.5 ㎛일 수 있다. 상기 복합 입자(10)의 평균 입경은 입도분석기(Beckman, LS 13 320)로 황 화합물 정화 촉매 약 4wt% 수분산액에 대한 측정으로 얻어질 수 있다. 또한, 상기 복합 입자(10)의 최대 입경은 약 10 ㎛ 이하가 되도록 한다.
상기 복합 입자(10)는 상기 텅스텐 산화물 입자(1) 100 중량부 및 상기 백금 입자(2) 약 0.01 내지 약 5 중량부를 포함할 수 있다. 상기 범위 내의 중량비로 이들의 함량을 조절함으로써 상기 텅스텐 산화물 입자(1)가 가시광선에 의해 전자와 정공을 충분히 생성하면서도 상기 백금 입자(2)가 생성된 전자와 정공의 재결합을 충분히 방지하여 광촉매 활성 효율을 효과적으로 향상시킬 수 있다. 또한 상기 범위 내의 중량비로 이들의 함량을 조절하여야 상기 복합 입자(10)의 황 화합물 흡착 특성을 저해하지 않아 광이 없는 조건에서도 황 화합물 제거 효율을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
상기 텅스텐 산화물 입자(1)의 함량이 상기 함량 범위를 초과하게 되면 가시광선에 의해 생성된 전자와 전공이 쉽게 재결합할 수 있고, 이들의 분리가 어려워 충분한 광촉매 활성을 나타내지 못하고, 상기 함량 범위 미만인 경우에는 상기 텅스텐 산화물 입자(1)에서 전이되는 전자의 수가 충분히 확보되지 못하여 광촉매 활성이 저하될 우려가 있고, 상기 텅스텐 산화물 입자(1)의 광에 대한 노출 면적이 감소하여 광촉매 성능이 저하될 수 있다.
상기 텅스텐 산화물 입자(1)의 비표면적이 약 50㎡/g 내지 약 500㎡/g일 수 있다. 상기 범위 내의 높은 수준의 비표면적을 가짐으로써 가시광선 등의 광원에 효과적으로 노출될 수 있으면서 기공률을 적절한 수준으로 형성하여 상기 백금 입자(2)를 충분히 담지할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 구현에 따른 황 화합물 정화 촉매를 제조하는 방법을 구체적으로 설명한다.
상기 황 화합물 정화 촉매를 제조하는 방법은 하기 (a) 내지 (c) 단계를 순차적으로 수행하여 진행된다.
(a) 텅스텐 산화물 분말을 백금 전구체 용액에 혼합하여 1차 슬러리 용액을 준비한 뒤, 상기 슬러리 용액을 광조사하여 1차 광반응을 진행한다.
(b) 상기 1차 슬러리 용액을 원심 분리하여 분말을 수거한다.
(c) 상기 (b) 단계의 분말을 물과 알코올 용액에 혼합하여 2차 슬러리 용액을 준비한 뒤, 광조사하여 2차 광반응을 진행한다.
상기 (a) 단계에서, 텅스텐 산화물 분말은 반응 면적을 최대화 하기 위해 마이크로 단위 이하의 수준이 되도록 분쇄하여 준비한다.
상기 백금 전구체 용액을 제조하기 위한 백금 전구체 화합물은 광조사로 여기된 전자에 의해 백금으로 환원될 수 있는 물질을 사용할 수 있고, 수용액에 용해되는 염 화합물이 제한 없이 사용될 있으며, 구체적으로는, PtCl2, PtCl4, PtBr2, H2PtCl6, K2(PtCl4), Pt(NH3)4Cl2, Pt(NH3)4(OH)2, Pt(NH3)4(NO3)2, Pt(NH3)2(NO2)2, H2Pt(OH)6, Na2Pt(OH)6, K2Pt(OH)6 등의 예를 들 수 있다.
일 구현예에서, 상기 백금 전구체 용액의 농도는 산화 텅스텐 입자 100 중량부 대비 백금의 함량이 약 0.01 중량부 내지 약 5 중량부가 되도록 상기 텅스텐 산화물 분말에 대한 상대 함량으로써 조절할 수 있다.
상기 (a) 단계의 1차 광반응 동안 백금 전구체로부터 분리된 백금 이온이 텅스텐 산화물 입자의 표면에 부착되고, 부착되지 못한 남은 백금 이온은 상기 (b) 단계에서 제거된다. 상기 (c) 단계의 2차 광반응 동안 상기 텅스텐 산화물 입자 표면에 부착된 백금 이온이 환원되는 반응이 주로 일어나게 되는 것으로 이해된다.
일 구현예에서, 상기 (b) 단계의 원심분리는 원심력을 약 5,000 G 내지 약 15,000 G 로 분리할 수 있다.
최종 얻어지는 황 화합물 정화 촉매는 산화수 0으로 완전히 환원된 백금 입자의 비율이 더욱 높아지게 형성하여야만 한다. 이를 위해서, 여러 가지 공정 조건을 조절함으로써 전술한 본 발명의 황 화합물 정화 촉매를 얻을 수 있게 된다. 이하, 전술한 본 발명의 황 화합물 정화 촉매를 합성할 수 있는 구체적인 공정 조건을 예시적으로 설명한다.
먼저, 상기 1차 광반응을 진행하는 시간 (1차 광반응 시간)과 상기 2차 광반응을 진행하는 시간 (2차 광반응 시간)의 비율을 조절할 수 있다.
상기 2차 광반응은 매우 빠른 속도로 진행되기 때문에 산화수 0의 백금 입자의 최종 형성 비율에 크게 영향을 주지 못하는 것으로 이해되고, 오히려, 상기 1차 광반응시 백금 이온을 텅스텐 산화물 입자의 표면에 고르게 잘 부착시키는 것이 산화수 0의 백금 입자의 최종 형성 비율에 영향을 주게 된다.
따라서, 상기 1차 광반응을 충분한 시간 동안 진행하여, 반응이 충분히 진행될 수 있도록 하는 것이 중요하다.
예를 들어, 상기 1차 광반응은 4시간 내지 24시간 동안 수행할 수 있다.
예를 들어, 상기 2차 광반응은 2시간 내지 6시간 동안 수행할 수 있다.
일 구현예에서, 상기 1차 광반응 시간이 상기 2차 광반응 시간보다 길고, 구체적으로, 상기 1차 광반응 시간 대 상기 2차 광반응 시간의 비가 2:1 내지 12:1 일 수 있다.
또한, 상기 광조사에 의한 (a) 단계 및 (c) 단계의 각 광반응 수행시, 상기 1차 및 2차 슬러리 용액을 충분히 교반하는 것이 중요하다.
예를 들어, 상기 1차 슬러리 용액 또는 상기 2차 슬러리 용액의 내부에 질소와 같은 불활성 기체를 주입하여 광반응을 진행하는 동안 상기 슬러리 용액이 교반될 수 있게 할 수 있다.
상기 불활성 기체의 주입 유량과 주입 방법 및 위치에 따라 광반응이 잘 진행되도록 도와줄 수 있다. 예를 들어, 상기 1차 슬러리 용액 또는 상기 2차 슬러리 용액의 내부로 주입되는 불활성 기체의 유량은 5 L/min 내지 30 L/min일 수 있다.
일 구현예에서, 상기 불활성 기체로서 질소를 사용할 수 있다. 질소 기체를 활용하여 상기 슬러리 용액을 교반하면, 기계적 교반에 비하여 교반 효율이 뛰어나고, 상기 1차 슬러리 용액 또는 상기 2차 슬러리 용액 내 산소를 제거하는 부차적인 효과까지 얻을 수 있는 이점이 있다.
상기 (a) 단계에서, 상기 1차 슬러리 용액을 준비할 때, 텅스텐 산화물 분말의 농도가 1 내지 10 wt%가 되게 할 수 있다.
상기 (c) 단계에서, 상기 물과 알코올 혼합 용액의 알코올의 비율은 상기 2차 슬러리 용액 중 1 내지 30 wt%가 되게 할 수 있다.
예시적으로, 상기 1차 슬러리 용액 또는 상기 2차 슬러리 용액의 점도는 25℃에서, 약 5.0cP 내지 약 8.0cP일 수 있다. 상기 1차 슬러리 용액 또는 상기 2차 슬러리 용액의 점도는 Brookfield 점도계 (Spindle No.: 61번, 속도: 200rpm, 측정 시간: 30초)를 이용하여 측정할 수 있다.
예를 들어, 1차 광반응시, 상기 광조사의 세기는 약 5,000 lux 내지 약 100,000 lux 일 수 있고, 2차 광반응시 광조사의 세기를 상기 1차 광반응의 광조사 세기 보다 높일 수 있다. 구체적으로, 상기 2차 광조사의 세기는 상기 1차 광조사의 세기 대비하여 1배 내지 10배, 구체적으로 3 내지 5배 높을 수 있다.
2차 광조사 이후, 선택적으로 원심분리 등에 의한 촉매 회수, 건조 단계를 수행한다.
이하 본 발명의 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러한 하기한 실시예는 본 발명의 일 실시예일뿐이고 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(실시예)
실시예 1
물 95wt%에 산화 텅스텐 분말 5wt%가 분산된 용액을 제조하였다. 평균 입경 0.5㎛ 산화 텅스텐 분말 분산 용액에 염화 백금산(H2PtCl6) 10wt% 수용액인 담지 원료를 혼합하여, 산화 텅스텐 분말 100 중량부 대비 백금의 함량이 1 중량부가 되도록 슬러리 용액을 제조하였다.
상기 슬러리 용액에 대하여 Brookfield 점도계 (Spindle No.: 61번, 속도: 200rpm, 측정 시간: 30초)를 이용하여 측정한 점도가 25℃에서 7.0 cP 이었다.
이어서, 상기 슬러리 용액을 광반응기에 투입하고, 기체발생기를 광반응기에 연결되도록 설치한 뒤, 이어지는 상기 1차 광조사 및 2차 광조사를 하는 동안, 상기 기체발생기로부터 발생된 질소가 상기 슬러리 용액의 내부로 직접 주입되도록 하여, 질소에 의해 상기 슬러리 용액이 교반되도록 하였다. 투입되는 질소의 순도는 98.00%, 유량은 10L/min 이었다.
가시광 조사 장치를 이용하여 400㎚~700㎚의 가시광선 광에너지를 상기 광반응기 내 상기 슬러리 용액에 조사하여 1차 광반응을 4 시간 동안 수행하였다. 상기 슬러리를 원심분리하여 분말을 수거한 뒤 이어서, 물과 메탄올이 95:5 의 비율로 혼합된 용액에 분산시킨 뒤, 상기 1차 광반응과 동일한 조사 장치를 이용하여 가시광선 광에너지를 상기 광반응기 내 상기 슬러리 용액에 4 시간 동안 조사하여 2차 광반응을 수행함으로써 백금 입자를 산화텅스텐 입자에 담지시켜 황 화합물 정화 촉매의 분말을 제조하였다.
비교예 1
상용 산화 티타늄 (TiO2) 제품을 (Ishihara, ST-01) 구입하여 사용하였다.
비교예 2
상용 산화 티타늄 (TiO2) 제품을 (Tayca, AMT-100) 구입하여 사용하였다.
평가
실험예 1
실시예 1 및 비교예 1-2에서 제작된 황 화합물 정화 촉매의 성능 평가는 이하 설명되는 가스백 평가로 진행하였다.
가스백에 황 화합물 정화 촉매의 분말 0.5g을 담은 용기를 넣고, 밀봉한 후, 남아있는 기체를 빼주고, 황화수소 1.6ppm 가스를 3L 주입하였다. 주입 전 가스와 주입 후 30분 후의 가스를 Gastec 4LT 검지관을 이용하여, 황화수소 농도를 분석하였다. 황화수소 제거율은 초기 ppm 농도를 100%로 하여 제거된 % 비율 (ppm 기준)로 계산하였다. 이와 같이, 샘플의 황화수소 제거 성능을 계산하여 평가 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
실험예 2
실시예 1 및 비교예 1-2에서 제작된 황 화합물 정화 촉매의 성능 평가는 이하 설명되는 가스백 평가로 진행하였다.
가스백에 황 화합물 정화 촉매의 분말 0.5g을 담은 용기를 넣고, 밀봉한 후, 남아있는 기체를 빼주고, 황화수소 1.6ppm 가스를 3L 주입하였다. 조도 조건은 400nm 내지 700nm 파장의 가시광을 25,000 lux 로 조사하였다. 주입 전 가스와 주입 후 30분 후의 가스를 Gastec 4LT 검지관을 이용하여, 황화수소 농도를 분석하였다. 황화수소 제거율은 초기 ppm 농도를 100%로 하여 제거된 % 비율 (ppm 기준)로 계산하였다. 이와 같이, 샘플의 황화수소 제거 성능을 계산하여 평가 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
구분 황화수소 제거율(%)
실험예 1 실험예 2
조도 조건 0 lux 25,000 lux
실시예 1 48 77
비교예 1 8 25
비교예 2 0 15
표 1에서, 비교예 1 및 비교예 2의 경우, 광이 없는 조건에서 황화수소 제거율이 매우 낮다. 반면, 실시예 1에서는 광이 없는 조건에서도 황화수소 제거율이 상대적으로 높고, 광이 있는 조건에서 실시예 1은 비교예 1 및 비교예 2 대비하여 월등히 우수한 제거율을 나타낸다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.
1: 텅스텐 산화물 입자
2: 백금 입자
10: 복합 입자

Claims (5)

  1. 백금 입자; 텅스텐 산화물 입자;를 포함하는 상기 복합 입자를 포함하는 황 화합물 정화 촉매이고,
    상기 텅스텐 산화물 입자는 상기 백금 입자를 담지하고,
    상기 황 화합물 정화 촉매 0.5g을 3L 용기 내에 투입하여 밀봉 및 탈기한 후, 1.6 ppm 황화수소를 포함하는 가스를 주입한 뒤, 광이 없는 조건에서, 상기 황화수소 주입 30분 후 농도를 측정하여 얻은 황화수소 제거율이 30 내지 99.9%인
    황 화합물 정화 촉매.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 황 화합물 정화 촉매 0.5g을 3L 용기 내에 투입하여 밀봉 및 탈기한 후, 1.6 ppm 황화수소를 포함하는 가스를 주입한 뒤, 400nm 내지 700nm 파장의 광을 25,000 lux 로 조사하는 조건으로, 상기 황화수소 주입 30분 후 농도를 측정하여 얻은 황화수소 제거율이 60 내지 99.9%인
    황 화합물 정화 촉매.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복합 입자의 직경이 1 ㎛ 이하인
    황 화합물 정화 촉매.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 백금 입자의 직경이 1nm 내지 10nm 인
    황 화합물 정화 촉매.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 산화 텅스텐 입자 100 중량부 대비 상기 백금 입자의 함량이 0.01 중량부 내지 5 중량부인
    황 화합물 정화 촉매.
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