KR20210048389A - Manufacturing method of photocatalyst bead and photocatalyst including photocatalyst bead - Google Patents

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Abstract

Disclosed are a manufacturing method of photocatalyst beads and a photocatalyst filter including the photocatalyst beads. Specifically, the method for manufacturing the photocatalyst beads according to the present disclosure comprises the following steps of: preparing a titanium dioxide (TiO_2) powder and water in a drum included in a granulator for manufacturing the photocatalytic beads; rotating an impeller included in the granulator in a first direction to stir a titanium dioxide powder and water; and rotating the drum included in the granulator in a second direction opposite to the first direction to form a plurality of photocatalytic beads in which the titanium dioxide powder is granulated while the titanium dioxide powder and water are stirred. It is an object of the present disclosure to provide the photocatalyst beads with high purity and high performance having various sizes, and the method for efficiently manufacturing the photocatalyst filter including the photocatalyst beads.

Description

광촉매 비드의 제조 방법 및 광촉매 비드를 포함하는 광촉매 필터{MANUFACTURING METHOD OF PHOTOCATALYST BEAD AND PHOTOCATALYST INCLUDING PHOTOCATALYST BEAD}TECHNICAL FIELD The manufacturing method of a photocatalytic bead and a photocatalyst filter including the photocatalyst bead TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

본 개시는 광촉매 비드의 제조 방법 및 광촉매 비드를 포함하는 광촉매 필터에 관한 것으로서, 구체적으로, 제립기에 포함된 임펠러와 드럼을 서로 역방향으로 회전함으로써 교반 과정 및 과립화 과정을 동시에 수행하여 이산화타이타늄을 포함하는 광촉매 비드를 제조하는 방법, 그리고 그 제조 방법에 의해 제조된 광촉매 비드를 포함하는 광촉매 필터에 관한 것이다.The present disclosure relates to a photocatalytic bead manufacturing method and a photocatalytic filter including the photocatalytic beads, and specifically, by rotating an impeller and a drum included in a granulator in opposite directions to each other, a stirring process and a granulation process are simultaneously performed to include titanium dioxide. It relates to a method of manufacturing a photocatalytic bead, and a photocatalytic filter including the photocatalytic bead manufactured by the manufacturing method.

최근 공기 청정기의 필터에 관한 기술 분야에 있어서, 종래의 활성탄 필터와 같은 흡착식 필터가 가진 짧은 수명과 세균 증식 등의 문제점을 해결하기 위한 대안으로서, 광촉매 필터에 대한 연구가 계속되고 있다.Recently, in the technical field of filters for air purifiers, research on photocatalytic filters continues as an alternative to solve problems such as short lifespan and bacterial growth of adsorption filters such as conventional activated carbon filters.

특히, 근래에는 필터의 다공체 표면이나 글래스(glass) 비드(bead) 등에 광촉매 소재를 코팅하거나, 광촉매 소재 자체로 다공체를 형성하는 방법으로 광촉매 필터를 제조하는 기술이 개발된 바 있으나, 이와 같은 방법으로 광촉매 필터를 제조하는 경우, 유해 가스 제거 성능 또는 기계적 안정성이 업계의 요구에 미치지 못하였다.In particular, in recent years, a technology for manufacturing a photocatalytic filter has been developed by coating a photocatalytic material on the surface of a porous body of a filter or by forming a porous body using the photocatalyst material itself. In the case of manufacturing a photocatalytic filter, the toxic gas removal performance or mechanical stability did not meet the requirements of the industry.

따라서, 광촉매 소재 자체를 비드화하는 방법을 이용하여 광촉매 필터를 제조하는 기술에 대한 연구가 계속되고 있으나, 종래 기술에 따르면 광촉매 비드의 제조 과정에 있어 고온 소결 과정 또는 바인더의 첨가가 필수적으로 요구되기 때문에 고순도 및 고성능의 광촉매 비드를 제조하는 데에는 한계가 있다. 뿐만 아니라, 종래 기술에 따르면 다양한 크기의 광촉매 비드를 효율적으로 제조하는 데에도 어려움이 따르는 것이 현실이다.Therefore, research on a technology for manufacturing a photocatalytic filter by using a method of making a photocatalytic material itself beaded continues, but according to the prior art, a high-temperature sintering process or addition of a binder is required in the manufacturing process of the photocatalytic bead. Therefore, there is a limit to manufacturing high purity and high performance photocatalytic beads. In addition, according to the prior art, it is a reality that it is difficult to efficiently manufacture photocatalytic beads of various sizes.

본 개시는 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로서, 본 개시의 목적은 다양한 크기를 갖는 고순도 및 고성능의 광촉매 비드, 그리고 광촉매 비드를 포함하는 광촉매 필터를 효율적으로 제조하는 방법을 제공함에 있다.The present disclosure was devised to overcome the problems of the prior art as described above, and an object of the present disclosure is to provide a method for efficiently manufacturing a photocatalytic filter including photocatalytic beads of high purity and high performance having various sizes, and photocatalytic beads. It is in the offering.

상술한 바와 같은 본 개시의 목적을 달성하기 위한 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 광촉매 비드(bead)의 제조 방법은 상기 광촉매 비드를 제조하기 위한 제립기에 포함된 드럼 내에 이산화타이타늄(titanium dioxide, TiO2) 분말 및 물을 준비하는 단계, 상기 제립기에 포함된 임펠러를 제1 방향으로 회전하여 상기 이산화타이타늄 분말 및 상기 물을 교반하는 단계 및 상기 이산화타이타늄 분말 및 상기 물을 교반하는 동안, 상기 드럼을 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 회전하여 상기 이산화타이타늄 분말이 과립화된 복수의 광촉매 비드를 형성하는 단계를 포함한다.According to an embodiment of the present disclosure for achieving the object of the present disclosure as described above, a method of manufacturing a photocatalytic bead includes titanium dioxide (TiO) in a drum included in a granulator for manufacturing the photocatalytic bead. 2 ) preparing powder and water, rotating the impeller included in the granulator in a first direction to stir the titanium dioxide powder and the water, and while stirring the titanium dioxide powder and the water, the drum And forming a plurality of photocatalytic beads in which the titanium dioxide powder is granulated by rotating in a second direction opposite to the first direction.

여기서, 상기 복수의 광촉매 비드는 아나타제(anatase) 결정 구조의 이산화타이타늄으로 구성된 광촉매 비드를 포함할 수 있다. Here, the plurality of photocatalytic beads may include photocatalytic beads composed of titanium dioxide having an anatase crystal structure.

한편, 상기 복수의 광촉매 비드는 1mm 이상의 지름을 갖는 광촉매 비드를 포함할 수 있다.Meanwhile, the plurality of photocatalytic beads may include photocatalytic beads having a diameter of 1 mm or more.

한편, 상기 복수의 광촉매 비드는 상기 이산화타이타늄 분말을 과립화하기 위한 바인더(binder)의 첨가 없이 제조될 수 있다.Meanwhile, the plurality of photocatalytic beads may be prepared without the addition of a binder for granulating the titanium dioxide powder.

한편, 상기 복수의 광촉매 비드는 섭씨 1000도 이상의 온도에서의 소결 과정 없이 제조될 수 있다. Meanwhile, the plurality of photocatalytic beads may be manufactured without a sintering process at a temperature of 1000 degrees Celsius or higher.

한편, 상기 광촉매 비드의 제조 방법은 상기 형성된 복수의 광촉매 비드를 크기에 따라 분급하는 단계 및 상기 분급된 복수의 광촉매 비드를 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.On the other hand, the method of manufacturing the photocatalytic beads may further include classifying the formed photocatalytic beads according to size and drying the classified photocatalytic beads.

한편, 상기 드럼 및 상기 임펠러는 동일한 회전축을 기준으로 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 회전하고, 상기 회전축은 지면을 기준으로 30 도 이상의 각도를 이룰 수 있다.Meanwhile, the drum and the impeller may rotate in the first direction and the second direction with respect to the same rotation axis, and the rotation axis may achieve an angle of 30 degrees or more with respect to the ground.

한편, 상기 임펠러는 복수의 블레이드를 포함하고, 상기 복수의 블레이드의 일측면은 상기 복수의 블레이드의 하부면을 기준으로 60도 미만의 각도를 이룰 수 있다.Meanwhile, the impeller may include a plurality of blades, and one side surface of the plurality of blades may form an angle of less than 60 degrees with respect to a lower surface of the plurality of blades.

상술한 바와 같은 본 개시의 목적을 달성하기 위한 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 광촉매 필터는 프레임 및 상기 프레임에 결합된 복수의 광촉매 비드(bead)를 포함한다. 그리고, 상기 복수의 광촉매 비드는 아나타제(anatase) 결정 구조의 이산화타이타늄으로 구성된 광촉매 비드를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure for achieving the object of the present disclosure as described above, a photocatalytic filter includes a frame and a plurality of photocatalytic beads coupled to the frame. In addition, the plurality of photocatalytic beads may include photocatalytic beads composed of titanium dioxide having an anatase crystal structure.

여기서, 상기 복수의 광촉매 비드는 상기 광촉매 비드를 제조하기 위한 제립기에 포함된 임펠러가 제1 방향으로 회전함에 따라 이산화타이타늄 분말 및 물을 교반하는 동안, 상기 제립기에 포함된 드럼이 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 회전함에 따라 상기 이산화타이타늄 분말이 과립화되어 형성될 수 있다.Here, while the plurality of photocatalytic beads stir the titanium dioxide powder and water as the impeller included in the granulator for producing the photocatalytic beads rotates in the first direction, the drum included in the granulator moves in the first direction and As the titanium dioxide powder is rotated in the second direction, which is the opposite direction, the titanium dioxide powder may be granulated to be formed.

한편, 상기 복수의 광촉매 비드는 1mm 이상의 지름을 갖는 광촉매 비드를 포함할 수 있다. Meanwhile, the plurality of photocatalytic beads may include photocatalytic beads having a diameter of 1 mm or more.

한편, 상기 복수의 광촉매 비드 중 일부는 산처리 또는 섭씨 200도 내지 600도의 온도 하에서의 열처리가 수행된 광촉매 비드일 수 있다.Meanwhile, some of the plurality of photocatalytic beads may be photocatalytic beads subjected to acid treatment or heat treatment at a temperature of 200°C to 600°C.

한편, 상기 복수의 광촉매 비드는 상기 이산화타이타늄 분말을 과립화하기 위한 바인더(binder)의 첨가 없이 제조될 수 있다.Meanwhile, the plurality of photocatalytic beads may be prepared without the addition of a binder for granulating the titanium dioxide powder.

한편, 상기 복수의 광촉매 비드는 섭씨 1000도 이상의 온도에서 소결되지 않고 제조될 수 있다.On the other hand, the plurality of photocatalytic beads may be prepared without sintering at a temperature of 1000 degrees Celsius or higher.

한편, 상기 복수의 광촉매 비드 각각은 상기 이산화타이타늄 및 흡착 물질을 포함하고, 상기 복수의 광촉매 비드 각각에서 상기 흡착 물질의 중량%는 50 미만일 수 있다. Meanwhile, each of the plurality of photocatalytic beads may include the titanium dioxide and an adsorption material, and the weight% of the adsorption material in each of the plurality of photocatalytic beads may be less than 50.

여기서, 상기 흡착 물질의 중량%는 2 내지 30일 수 있다.Here, the weight% of the adsorption material may be 2 to 30.

한편, 상기 복수의 광촉매 비드는 상기 복수의 광촉매 비드를 제조하기 위한 제립기에 포함된 임펠러가 제1 방향으로 회전함에 따라 이산화타이타늄 분말, 흡착 물질 분말 및 물을 교반하는 동안, 상기 제립기에 포함된 드럼이 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 회전함에 따라 상기 이산화타이타늄 분말 및 상기 흡착 물질 분말이 과립화되어 형성될 수 있다. Meanwhile, the plurality of photocatalytic beads are drum included in the granulator while stirring the titanium dioxide powder, the adsorbent material powder and water as the impeller included in the granulator for manufacturing the plurality of photocatalytic beads rotates in the first direction. The titanium dioxide powder and the adsorption material powder may be granulated and formed as the titanium dioxide powder and the adsorbent material powder rotate in a second direction opposite the first direction.

한편, 상기 흡착 물질은 제올라이트(zeolite), 세피올라이트(sepiolite) 및 메조포러스 실리카(mesoporous SiO2) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.On the other hand, the adsorbent material may include at least one of zeolite (zeolite), sepiolite (sepiolite) and the mesoporous silica (mesoporous SiO 2).

여기서, 상기 제올라이트는 천연 제올라이트 및 합성 제올라이트 중 하나일 수 있다.Here, the zeolite may be one of natural zeolite and synthetic zeolite.

여기서, 상기 합성 제올라이트는 A 제올라이트, X 제올라이트, Y 제올라이트, ZSM-5(Zeolite Socony Mobil number 5) 제올라이트 및 베타 제올라이트 중 하나일 수 있다. Here, the synthetic zeolite may be one of A zeolite, X zeolite, Y zeolite, ZSM-5 (Zeolite Socony Mobil number 5) zeolite, and beta zeolite.

한편, 상기 흡착 물질은 상기 복수의 광촉매 비드 내에서 기 설정된 범위의 비율로 함유될 수 있다. Meanwhile, the adsorption material may be contained in a predetermined range in the plurality of photocatalytic beads.

도 1a는 본 개시의 일 실시 예에 따른 광촉매 비드의 제조 방법의 전체 흐름을 간략하게 나타내는 흐름도,
도 1b는 도 1의 준비 과정, 교반 과정 및 과립화 과정을 보다 상세하게 나타내는 흐름도,
도 2a는 본 개시에 따른 광촉매 비드를 제조하기 위한 제립기의 구성을 설명하기 위한 도면,
도 2b는 제립기(100)에 포함되는 임펠러를 보다 상세하게 설명하기 위한 도면,
도 3a 내지 도 3d는 본 개시에 따른 광촉매 비드를 구성하는 이산화타이타늄의 아나타제 결정 구조와 그에 따른 성질 등에 대해 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 개시에 따른 광촉매 필터의 구성 요소를 간략하게 나타내는 블록도,
도 5a 및 도 5b는 본 개시에 따른 광촉매 필터가 서로 다른 반응성을 가지는 복수의 광촉매 비드를 포함하는 경우에 관련된 실시 예를 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 개시에 따른 광촉매 비드가 흡착 물질을 포함하는 실시 예에 대해 설명하기 위한 도면, 그리고,
도 7a 및 도 7b는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 광촉매 필터를 공기청정기에 적용하여 Clean Air(CA) 규격 시험법에 따른 유해 가스 분해 실험을 수행한 결과를 나타내는 그래프이다.
1A is a flowchart briefly showing the overall flow of a method for manufacturing a photocatalytic bead according to an embodiment of the present disclosure;
1B is a flow chart showing in more detail the preparation process, the stirring process, and the granulation process of FIG. 1;
2A is a view for explaining the configuration of a granulator for manufacturing a photocatalytic bead according to the present disclosure;
2B is a view for explaining in more detail the impeller included in the granulator 100,
3A to 3D are views for explaining the anatase crystal structure of titanium dioxide constituting the photocatalytic bead according to the present disclosure and properties thereof, and the like;
4 is a block diagram schematically showing the constituent elements of a photocatalytic filter according to the present disclosure;
5A and 5B are views for explaining an embodiment related to a case where the photocatalytic filter according to the present disclosure includes a plurality of photocatalytic beads having different reactivity;
6 is a view for explaining an embodiment in which the photocatalytic bead includes an adsorbing material according to the present disclosure, and,
7A and 7B are graphs showing results of a harmful gas decomposition experiment according to the Clean Air (CA) standard test method by applying a photocatalytic filter according to various embodiments of the present disclosure to an air purifier.

본 실시 예들은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 특정한 실시 형태에 대해 범위를 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 실시 예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.Since the present exemplary embodiments may apply various transformations and may have various exemplary embodiments, specific exemplary embodiments will be illustrated in the drawings and will be described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the scope of the specific embodiment, and it should be understood to include various modifications, equivalents, and/or alternatives of the embodiments of the present disclosure. In connection with the description of the drawings, similar reference numerals may be used for similar elements.

본 개시를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. In describing the present disclosure, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present disclosure, a detailed description thereof will be omitted.

덧붙여, 하기 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 개시의 기술적 사상의 범위가 하기 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시 예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 개시의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.In addition, the following embodiments may be modified in various other forms, and the scope of the technical idea of the present disclosure is not limited to the following embodiments. Rather, these embodiments are provided to make the present disclosure more faithful and complete, and to completely convey the technical idea of the present disclosure to those skilled in the art.

본 개시에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 권리범위를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.The terms used in the present disclosure are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the scope of the rights. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 개시에서, "가진다," "가질 수 있다," "포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다. In the present disclosure, expressions such as "have," "may have," "include," or "may include" are the presence of corresponding features (eg, elements such as numbers, functions, actions, or parts). And does not exclude the presence of additional features.

본 개시에서, "A 또는 B," "A 또는/및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상"등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B," "A 및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.In the present disclosure, expressions such as "A or B," "at least one of A or/and B," or "one or more of A or/and B" may include all possible combinations of items listed together. . For example, "A or B," "at least one of A and B," or "at least one of A or B" includes (1) at least one A, (2) at least one B, Or (3) it may refer to all cases including both at least one A and at least one B.

한편, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되지 않는다. Meanwhile, various elements and areas in the drawings are schematically drawn. Accordingly, the technical idea of the present invention is not limited by the relative size or spacing drawn in the accompanying drawings.

이하에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 개시에 따른 실시 예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. Hereinafter, embodiments according to the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art may easily implement the embodiments.

도 1a는 본 개시의 일 실시 예에 따른 광촉매 비드의 제조 방법의 전체 흐름을 간략하게 나타내는 흐름도, 그리고, 도 1b는 도 1의 준비 과정, 교반 과정 및 과립화 과정을 보다 상세하게 나타내는 흐름도이다.1A is a flowchart briefly showing the overall flow of a method for manufacturing a photocatalytic bead according to an embodiment of the present disclosure, and FIG. 1B is a flowchart illustrating in more detail the preparation process, stirring process, and granulation process of FIG. 1.

광촉매(photocatalyst)란 빛을 에너지원으로 하여 화학 반응의 속도에 영향을 주는 물질을 말하며, 특히 화학 반응의 속도를 증가시키는 정촉매의 역할을 하는 것이 일반적이다. 그리고, 광촉매는 이산화티타늄(titanium dioxide, TiO2), 산화아연(zinc Oxide, ZnO), 황화 카드뮴(cadmium sulfide, CdS) 및 산화 지르코늄(zirconium dioxide, ZrO2) 등으로 구성될 수 있다. 한편, 광촉매 비드(bead)란 광촉매가 비드 형태로 구현된 것을 말한다.A photocatalyst refers to a substance that affects the speed of a chemical reaction using light as an energy source, and in particular, it generally plays the role of a positive catalyst to increase the speed of a chemical reaction. In addition, the photocatalyst may be composed of titanium dioxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), cadmium sulfide (CdS), and zirconium dioxide (ZrO 2 ). Meanwhile, a photocatalyst bead refers to a photocatalyst implemented in a bead form.

광촉매 반응(photocatalytic reaction)이란 광촉매에 의해 촉진되는 화학 반응으로서, 자외선이 조사된 광촉매 표면에서 생성된 라디컬의 강한 산화력에 의해 광촉매 표면에 흡착된 물질을 분해하는 반응을 말한다. 구체적으로, 밴드 갭(band gap) 에너지 이상의 빛 에너지가 광촉매에 조사되면, 광자(photon)는 가전자대(valence band)로부터 전도대(conduction band)로 전자를 여기시키고 가전자대에 정공(positive hole)을 남긴다. 그리고, 가전자대의 정공과 전도대의 전자는 광촉매 표면에서 산화 및 환원되면서 광촉매에 흡착된 물질을 인체에 무해한 이산화탄소 또는 물 등으로 분해하게 된다. 예를 들어, 이산화타이타늄으로 구성된 광촉매 비드의 경우, 파장이 400 nm 이하인 자외선 영역에서 광촉매 활성이 나타난다.A photocatalytic reaction is a chemical reaction promoted by a photocatalyst, and refers to a reaction that decomposes a substance adsorbed on the surface of the photocatalyst by the strong oxidizing power of radicals generated on the surface of the photocatalyst irradiated with ultraviolet rays. Specifically, when light energy more than the band gap energy is irradiated to the photocatalyst, the photon excites electrons from the valence band to the conduction band and creates a positive hole in the valence band. Leave. In addition, the holes in the valence band and electrons in the conduction band are oxidized and reduced on the surface of the photocatalyst to decompose a substance adsorbed on the photocatalyst into carbon dioxide or water that is harmless to the human body. For example, in the case of a photocatalytic bead composed of titanium dioxide, photocatalytic activity appears in the ultraviolet region with a wavelength of 400 nm or less.

도 1a에 도시된 바와 같이, 본 개시에 따른 광촉매 비드(bead)의 제조 방법은 이산화타이타늄(titanium dioxide, TiO2) 분말 및 물을 준비함으로써 개시될 수 있다(S110). 구체적으로, 이산화타이타늄 분말 및 물은 본 개시에 따른 광촉매 비드를 제조하기 위한 제립기의 드럼 내에 준비될 수 있다(S111). 전술한 바와 같이 광촉매는 다양한 물질로 구성될 수 있으나, 본 개시를 설명함에 있어서는 특히 이산화타이타늄으로 구성된 광촉매 비드에 대해 설명한다. As shown in FIG. 1A, a method of manufacturing a photocatalytic bead according to the present disclosure may be initiated by preparing titanium dioxide (TiO 2 ) powder and water (S110). Specifically, titanium dioxide powder and water may be prepared in a drum of a granulator for manufacturing a photocatalytic bead according to the present disclosure (S111). As described above, the photocatalyst may be composed of various materials, but in describing the present disclosure, a photocatalyst bead composed of titanium dioxide will be described.

이산화타이타늄 분말 및 물이 준비되면, 이산화타이타늄 분말 및 물을 교반(agitation)하고, 이산화타이타늄 분말을 과립화(granulation)할 수 있다(S120). 그리고, 이산화타이타늄 분말이 과립화됨으로써 이산화타이타늄 분말은 복수의 광촉매 비드로 형성될 수 있다. 본 개시를 설명함에 있어서 '광촉매 비드의 형성'이라는 용어는 이산화타이타늄 분말이 과립화되어 비드 형태의 이산화타이타늄이 형성된다는 것을 의미하며, 후술하는 바와 같은 건조 과정까지 완료됨에 따라 '광촉매 비드가 제조'되는 것과는 구별되는 의미로 사용된다.When the titanium dioxide powder and water are prepared, the titanium dioxide powder and water may be agitation, and the titanium dioxide powder may be granulated (S120). In addition, by granulating the titanium dioxide powder, the titanium dioxide powder may be formed into a plurality of photocatalytic beads. In describing the present disclosure, the term'formation of photocatalytic beads' means that titanium dioxide powder is granulated to form titanium dioxide in the form of beads, and'photocatalytic beads are produced' as the drying process described below is completed. It is used in a different sense from being.

구체적으로, 도 1b 도시된 바와 같이, 본 개시에 따른 이산화타이타늄 분말 및 물의 교반 과정은 제립기에 포함된 임펠러를 제1 방향으로 회전함으로써 수행될 수 있다(S121). 즉, 교반 과정은 본 개시에 따른 임펠러가 제1 방향으로 회전함에 따라 발생된 운동 에너지에 의해 이산화타이타늄 분말 및 물이 균일한 반건조 상태의 혼합물로 만드는 과정을 말한다. Specifically, as shown in FIG. 1B, the stirring process of the titanium dioxide powder and water according to the present disclosure may be performed by rotating the impeller included in the granulator in the first direction (S121). That is, the stirring process refers to a process of making a mixture of titanium dioxide powder and water in a homogeneous semi-dry state by kinetic energy generated as the impeller rotates in the first direction according to the present disclosure.

한편, 본 개시에 따른 이산화타이타늄 분말의 과립화 과정은 이산화타이타늄 분말 및 물을 교반하는 동안, 제립기에 포함된 드럼을 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 회전함으로써 수행될 수 있다(S122). 즉, 본 개시에 따른 교반 및 과립화 과정은 각각 교반기와 제립기를 통해 별도로 수행되는 것이 아니라, 광촉매 비드를 제조하기 위한 제립기 내에서 함께 수행될 수 있다. Meanwhile, the granulation process of the titanium dioxide powder according to the present disclosure may be performed by rotating the drum included in the granulator in a second direction opposite to the first direction while stirring the titanium dioxide powder and water (S122). . That is, the stirring and granulating processes according to the present disclosure are not separately performed through a stirrer and a granulator, respectively, but may be performed together in a granulator for manufacturing a photocatalytic bead.

구체적으로, 과립화 과정은 본 개시에 따른 제립기에 포함된 임펠러가 제1 방향으로 회전하는 동안 제립기에 포함된 드림이 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 회전함에 따라 수행될 수 있다. 예를 들어, 제1 방향의 회전은 제립기에 포함된 임펠러가 시계 방향으로 회전하는 것일 수 있으며, 제2 방향의 회전은 제립기에 포함된 드림이 반시계 방향으로 회전하는 것일 수 있다. 본 개시에 따른 제립기에 포함된 구성에 대해서는 도 2a 및 도 2b를 참조하여 상세하게 설명한다.Specifically, the granulation process may be performed as the dream included in the granulator rotates in a second direction opposite to the first direction while the impeller included in the granulator according to the present disclosure rotates in the first direction. For example, the rotation in the first direction may be that the impeller included in the granulator rotates in a clockwise direction, and the rotation in the second direction may be that the dream included in the granulator rotates in the counterclockwise direction. The configuration included in the granulator according to the present disclosure will be described in detail with reference to FIGS. 2A and 2B.

한편, 전술한 바와 같은 과립화 과정은 이산화타이타늄 분말을 과립화하기 위한 위한 시드(seed) 및 바인더(binder)의 첨가 없이 수행될 수 있다. 또한, 본 개시에 따른 광촉매 비드는 다양한 크기로 제조될 수 있다. 이에 대해서는 이하에서 본 개시에 따른 제조 방법을 종래 기술에 따른 제조 방법과 비교함으로써 구체적으로 설명한다.Meanwhile, the granulation process as described above may be performed without adding a seed and a binder for granulating the titanium dioxide powder. In addition, the photocatalytic beads according to the present disclosure may be manufactured in various sizes. This will be described in detail below by comparing the manufacturing method according to the present disclosure with the manufacturing method according to the prior art.

먼저, 제립기의 회전을 통해 광촉매 비드를 제조하기 위한 종래 기술에 따르면, 교반 및 과립화 과정은 각각 교반기 및 임펠러를 포함하지 않는 제립기를 통해 별도로 수행되었다. 구체적으로, 종래 기술에 따르면, 이산화타이타늄 분말과 접착제 역할을 할 수 있는 바인더를 교반기에 첨가하여 교반하고, 별도의 제립기에 교반물과 물, 그리고 시드를 첨가하여 제립기를 회전시킴으로써 과립화 과정을 수행할 수 있었다. 다시 말해, 종래 기술의 경우 과립화를 위한 시드 및 바인더의 첨가 없이는 수행되기 어려운 문제가 있었다. 또한, 과립화 과정 중 교반 과정이 함께 수행되지 않으므로 과립화가 진행되는 동안 이산화타이타늄 분말이 균일하게 섞이지 않게 되고, 이에 따라 약 1mm의 지름을 갖는 크기까지 과립화가 진행된 후에는 비드 형태가 유지되지 않는 문제점이 있었다.First, according to the prior art for producing a photocatalytic bead through rotation of the granulator, the stirring and granulation processes were performed separately through a granulator that does not include a stirrer and an impeller, respectively. Specifically, according to the prior art, the granulation process is performed by adding titanium dioxide powder and a binder that can serve as an adhesive to a stirrer and stirring, and adding a stirrer, water, and seeds to a separate granulator to rotate the granulator. Could. In other words, in the case of the prior art, there is a problem that it is difficult to perform without the addition of a seed and a binder for granulation. In addition, since the stirring process is not performed during the granulation process, the titanium dioxide powder is not uniformly mixed during the granulation process, and accordingly, the shape of the bead is not maintained after the granulation is performed to a size having a diameter of about 1 mm. There was this.

반면, 전술한 바와 같이 본 개시에 따른 교반 및 과립화 과정은 각각 교반기와 제립기를 통해 별도로 수행되는 것이 아니라, 제립기 내에서 함께 수행될 수 있다. 구체적으로, 본 개시의 제조 방법에 따르면, 제립기 내의 임펠러와의 충돌 과정 중에 이산화타이타늄 분말 자체에서 시드 역할을 할 수 있는 입자가 발생될 수 있다. 그리고, 제립기에 포함된 임펠러가 제1 방향으로 회전하는 동안 제립기에 포함된 드럼이 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 회전함에 따라, 시드 역할을 할 수 있는 입자를 중심으로 과립화가 진행되어 광촉매 비드가 형성될 수 있다. 나아가 과립화 과정이 수행되는 동안 동시에 교반 과정이 수행되면서 이산화타이타늄 분발이 계속적으로 균일하게 섞이게 되므로, 과립화 과정이 지속적으로 수행되어 다양한 크기의 광촉매 비드가 형성될 수 있다.On the other hand, as described above, the stirring and granulating processes according to the present disclosure are not separately performed through a stirrer and a granulator, respectively, but may be performed together in a granulator. Specifically, according to the manufacturing method of the present disclosure, particles capable of serving as seeds may be generated in the titanium dioxide powder itself during the collision process with the impeller in the granulator. And, as the drum included in the granulator rotates in a second direction opposite to the first direction while the impeller included in the granulator rotates in the first direction, granulation proceeds around the particles that can serve as seeds. Photocatalytic beads can be formed. Furthermore, since the titanium dioxide powder is continuously and uniformly mixed while the stirring process is performed at the same time while the granulation process is performed, the granulation process is continuously performed to form photocatalytic beads of various sizes.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 개시의 제조 방법에 따르면, 과립화를 위한 시드의 첨가 없이 바인더 프리(binder-free)의 순도 높은 광촉매 비드가 제조될 수 있으며, 지름이 약 0.5mm 내지 5mm인 다양한 크기의 광촉매 비드, 특히 1mm 이상의 지름을 갖는 광촉매 비드가 제조될 수 있다. As described above, according to the manufacturing method of the present disclosure, binder-free high-purity photocatalytic beads can be prepared without the addition of seeds for granulation, and various diameters of about 0.5mm to 5mm Photocatalytic beads of a size, in particular, photocatalytic beads having a diameter of 1 mm or more can be prepared.

한편, 상술한 바와 같이 과립화 과정이 수행되는 동안 동시에 교반 과정이 수행되고, 교반 및 과립화 과정 중 제립기와 임펠러가 서로 역방향으로 회전하면서 지속적으로 과립화가 진행될 수 있으므로, 본 개시의 제조 방법에 따르면 충분한 경도의 광촉매 비드를 형성할 수 있다. 특히, 본 개시에 따른 광촉매 비드는 섭씨 1000도 이상의 온도에서의 추가적인 고온 소결 과정 없이 제조될 수 있다. 따라서, 본 개시에 따른 광촉매 비드는 아나타제(anatase) 결정 구조의 이산화타이타늄으로 구성될 수 있으며, 이에 따라 우수한 광촉매 활성을 나타내게 된다. 아나타제 결정 구조 및 그에 따른 성질에 대해서는 도 3a 내지 도 3d를 참조하여 구체적으로 설명한다.Meanwhile, as described above, the agitation process is simultaneously performed while the granulation process is performed, and the granulation and the impeller rotate in opposite directions to each other during the stirring and granulation process, so that granulation can be continuously performed, according to the manufacturing method of the present disclosure. Photocatalytic beads of sufficient hardness can be formed. In particular, the photocatalytic beads according to the present disclosure can be prepared without an additional high-temperature sintering process at a temperature of 1000 degrees Celsius or higher. Accordingly, the photocatalytic bead according to the present disclosure may be composed of titanium dioxide having an anatase crystal structure, thereby exhibiting excellent photocatalytic activity. The anatase crystal structure and properties thereof will be described in detail with reference to FIGS. 3A to 3D.

한편, 이산화타이타늄 분말이 과립화되어 복수의 광촉매 비드가 형성되면, 복수의 광촉매 비드를 분급할 수 있다(S130). 구체적으로, 전술한 바와 같이 본 개시의 제조 방법에 따르면 다양한 크기의 광촉매 비드가 제조될 수 있으며, 복수의 광촉매 비드가 형성되면, 형성된 복수의 광촉매 비드를 크기 별로 분급할 수 있다. 예를 들어, 복수의 광촉매 비드를 0.5mm 이상 1.0mm 미만인 것, 1.0mm 이상 2.0mm 미만인 것, 2.0mm 이상 4.0mm 미만인 것, 그리고 4.0mm 이상 5.0mm 미만인 것 등으로 분급할 수 있다.On the other hand, when the titanium dioxide powder is granulated to form a plurality of photocatalytic beads, the plurality of photocatalytic beads may be classified (S130). Specifically, as described above, according to the manufacturing method of the present disclosure, photocatalytic beads of various sizes may be manufactured, and when a plurality of photocatalytic beads are formed, the formed photocatalytic beads may be classified according to size. For example, a plurality of photocatalytic beads can be classified into those having a size of 0.5 mm or more and less than 1.0 mm, 1.0 mm or more and less than 2.0 mm, 2.0 mm or more and less than 4.0 mm, and 4.0 mm or more and less than 5.0 mm.

한편, 복수의 광촉매 비드가 분급되면, 복수의 광촉매 비드를 건조할 수 있다(S140). 복수의 광촉매 비드를 건조하는 조건에 특별한 제한이 있는 것은 아니지만, 후술하는 바와 같이 이산화타이타늄이 아나타제에서 루타일로 상전이(phase transition)를 일으키거나 의도치 않게 광촉매 비드의 산성 가스에 대한 반응성이 저하되지 않도록, 섭씨 150도 이하에서 건조하는 것이 바람직할 수 있다.Meanwhile, when a plurality of photocatalytic beads are classified, the plurality of photocatalytic beads may be dried (S140). Although there are no particular restrictions on the conditions for drying the plurality of photocatalytic beads, as described later, titanium dioxide does not cause a phase transition from anatase to rutile or unintentionally decrease the reactivity of the photocatalytic beads to acid gases. , It may be desirable to dry below 150 degrees Celsius.

한편, 도 1에서는 복수의 광촉매 비드를 분급하는 과정이 수행된 후 복수의 광촉매 비드를 건조하는 과정이 수행되는 것으로 도시하였으나, 이는 본 개시에 따른 일 실시 예를 명확하게 나타내기 위한 것일 뿐, 복수의 광촉매 비드를 분급하고 건조하는 과정에 시계열적 순서가 정해져 있는 것은 아니다. 즉, 복수의 광촉매 비드를 건조한 후 건조된 광촉매 비드를 분급하는 것도 가능하며, 뿐만 아니라 복수의 광촉매 비드를 전건조한 후 분급하고 다시 후건조하는 것도 가능하다.Meanwhile, in FIG. 1, a process of classifying a plurality of photocatalyst beads is performed, and then a process of drying a plurality of photocatalyst beads is performed. However, this is only for clearly showing an embodiment according to the present disclosure. There is no time-series order in the process of classifying and drying the photocatalytic beads of. That is, after drying a plurality of photocatalytic beads, it is possible to classify the dried photocatalytic beads, and it is also possible to pre-dry the plurality of photocatalytic beads, classify them, and then post-dry them again.

상술한 바와 같은 본 개시의 제조 방법에 따르면, 다양한 크기를 갖는 고순도 및 고성능의 광촉매 비드를 효율적으로 제조할 수 있게 된다.According to the manufacturing method of the present disclosure as described above, it is possible to efficiently manufacture high-purity and high-performance photocatalytic beads having various sizes.

도 2a는 본 개시에 따른 광촉매 비드를 제조하기 위한 제립기(100)의 구성을 설명하기 위한 도면, 그리고 도 2b는 제립기(100)에 포함되는 임펠러(110)를 보다 상세하게 설명하기 위한 도면이다.2A is a view for explaining the configuration of a granulator 100 for manufacturing a photocatalytic bead according to the present disclosure, and FIG. 2B is a view for explaining in more detail the impeller 110 included in the granulator 100 to be.

도 2a에 도시된 바와 같이, 본 개시에 따른 제립기(100)는 임펠러(110) 및 드럼(120)을 포함할 수 있다. 2A, the granulator 100 according to the present disclosure may include an impeller 110 and a drum 120.

임펠러(110)는 회전축(121) 및 복수의 블레이드(122, 123)를 포함할 수 있다. 도 2b에서는 회전축(121)의 일부만을 도시하였으나, 회전축(121)은 일측으로 연장되어 제1 모터(미도시)에 연결될 수 있다. 그리고, 임펠러(110)의 회전축(121)은 도 2a에 도시된 바와 같이 지면을 기준으로 30도 이상의 각도(a)를 이루도록 배치될 수 있다. 한편, 도 2b에 도시된 바와 같이, 복수의 블레이드 중 일부(123)의 일측면은 블레이드의 하부면을 기준으로 60도 미만의 각도(b)를 이루는 형태로 구현될 수 있다. 또한, 도 2b에 도시된 바와 같이, 복수의 블레이드 중 일부(122)는 다른 일부(123)와 회전축(121)을 기준으로 90도의 각도를 이루도록 배치될 수 있다. 여기서, 회전축(121)의 각도(a), 복수의 블레이드 중 일부(123)의 일측면 각도(b), 블레이드의 개수, 그리고 복수의 블레이드(122, 123) 사이의 각도 등은 본 개시에 따른 교반 및 과립화 과정을 효율적으로 수행하기 위해 다양하게 선택될 수 있으며, 상술한 예에 국한되는 것은 아니다.The impeller 110 may include a rotating shaft 121 and a plurality of blades 122 and 123. Although only a part of the rotation shaft 121 is shown in FIG. 2B, the rotation shaft 121 may extend to one side and be connected to a first motor (not shown). In addition, the rotation shaft 121 of the impeller 110 may be disposed to achieve an angle (a) of 30 degrees or more with respect to the ground as shown in FIG. 2A. Meanwhile, as shown in FIG. 2B, one side surface of some of the plurality of blades 123 may be implemented in a form that forms an angle b of less than 60 degrees with respect to the lower surface of the blade. In addition, as shown in FIG. 2B, some of the plurality of blades 122 may be disposed to form an angle of 90 degrees with respect to the other part 123 and the rotation shaft 121. Here, the angle (a) of the rotation shaft 121, the angle (b) of one side of the plurality of blades 123, the number of blades, and the angle between the plurality of blades 122, 123 according to the present disclosure In order to efficiently perform the stirring and granulation process, it may be selected in various ways, and is not limited to the above-described examples.

한편, 임펠러(110)는 본 개시에 따른 이산화타이타늄 분말 및 물을 교반할 수 있다. 구체적으로, 임펠러(110)는 도 2a에 도시된 바와 같이 드럼(120)의 내부에 배치되고, 회전축(121)을 통해 제1 모터(미도시)에 연결될 수 있다. 제1 모터(미도시)가 회전되면, 제1 모터(미도시)의 회전에 따른 운동 에너지는 회전축(121)을 통해 임펠러(110)에 전달되고, 그에 따라 임펠러(110)는 제1 방향(11)으로 회전될 수 있다. 임펠러(110)가 제1 방향(11)으로 회전되면, 드럼(120)의 내부에 준비된 이산화타이타늄 분말 및 물은 균일하게 섞이면서 반건조 상태의 혼합물이 될 수 있다.Meanwhile, the impeller 110 may agitate the titanium dioxide powder and water according to the present disclosure. Specifically, the impeller 110 may be disposed inside the drum 120 as shown in FIG. 2A and connected to a first motor (not shown) through the rotation shaft 121. When the first motor (not shown) is rotated, kinetic energy according to the rotation of the first motor (not shown) is transmitted to the impeller 110 through the rotation shaft 121, and accordingly, the impeller 110 is in the first direction ( 11) can be rotated. When the impeller 110 is rotated in the first direction 11, the titanium dioxide powder and water prepared in the drum 120 may be uniformly mixed and become a semi-dried mixture.

드럼(120)은 본 개시에 따른 이산화타이타늄 분말 및 물이 수용한다. 즉, 드럼(120)은 본 개시에 따른 교반 및 과립화 과정이 수행되는 공간으로서의 역할을 한다. 그리고, 드럼(120)은 이산화타이타늄 분말을 과립화할 수 있다. 구체적으로 드럼(120)은 제2 모터(미도시)에 연결되어 제2 모터(미도시)의 구동에 의해 회전할 수 있다. 드럼(120)이 제2 방향(12)으로 회전되면, 이산화타이타늄 및 물의 교반에 따라 형성된 반건조 상태의 혼합물은 드럼(120)의 회전에 따른 운동 에너지를 바탕으로 과립화되면서 복수의 광촉매 비드로 형성될 수 있다. 한편, 드럼(120)의 회전축(미도시)은 임펠러(110)의 회전축(121)과 동일 선상에 위치할 수 있다.The drum 120 accommodates titanium dioxide powder and water according to the present disclosure. That is, the drum 120 serves as a space in which the stirring and granulation processes according to the present disclosure are performed. In addition, the drum 120 may granulate titanium dioxide powder. Specifically, the drum 120 may be connected to a second motor (not shown) and rotated by driving a second motor (not shown). When the drum 120 is rotated in the second direction 12, the semi-dried mixture formed by stirring of titanium dioxide and water is granulated based on the kinetic energy of the rotation of the drum 120 into a plurality of photocatalytic beads. Can be formed. Meanwhile, the rotation shaft (not shown) of the drum 120 may be located on the same line as the rotation shaft 121 of the impeller 110.

특히, 전술한 바와 같이 본 개시에 따른 교반 및 과립화 과정은 제립기(100) 내에서 함께 수행될 수 있다. In particular, as described above, the stirring and granulation process according to the present disclosure may be performed together in the granulator 100.

구체적으로, 본 개시의 제조 방법에 따르면, 제립기(100) 내의 임펠러(110)와의 충돌 과정 중에 이산화타이타늄 분말 자체에서 시드 역할을 할 수 있는 입자가 발생될 수 있다. 그리고, 제립기(100)에 포함된 임펠러(110)가 제1 방향(11)으로 회전하는 동안 제립기(100)에 포함된 드럼(120)이 제1 방향(11)과 반대 방향인 제2 방향(12)으로 회전함에 따라, 시드 역할을 할 수 있는 입자를 중심으로 과립화가 진행되어 광촉매 비드가 형성될 수 있다. 나아가 과립화 과정이 수행되는 동안 동시에 교반 과정이 수행되면서 이산화타이타늄 분발이 계속적으로 균일하게 섞이게 되므로, 과립화 과정이 지속적으로 수행되어 다양한 크기의 광촉매 비드가 형성될 수 있다.Specifically, according to the manufacturing method of the present disclosure, particles capable of serving as seeds may be generated in the titanium dioxide powder itself during a collision process with the impeller 110 in the granulator 100. In addition, while the impeller 110 included in the granulator 100 rotates in the first direction 11, the drum 120 included in the granulator 100 rotates in the second direction opposite to the first direction 11. As it rotates in the direction 12, granulation proceeds around particles that can serve as seeds, so that photocatalytic beads may be formed. Furthermore, since the titanium dioxide powder is continuously and uniformly mixed while the stirring process is performed at the same time while the granulation process is performed, the granulation process is continuously performed to form photocatalytic beads of various sizes.

도 3a 내지 도 3d는 본 개시에 따른 광촉매 비드를 구성하는 이산화타이타늄의 아나타제 결정 구조와 그에 따른 성질에 대해 설명하기 위한 도면이다.3A to 3D are views for explaining the anatase crystal structure of titanium dioxide constituting the photocatalytic bead according to the present disclosure and properties thereof.

도 3a는 이산화타이타늄의 상평형도(phase diagram)를 나타내는 도면이다. 즉, 도 3a에 도시된 바와 같이, 이산화타이타늄은 온도 및 기압 조건에 따라 아나타제(anatase), 루타일(rutile) 및 스리란카이트(srilankite)와 같이 상이한 결정 구조로 존재할 수 있다. 특히, 도 3a을 참조하면, 약 1 GPa의 기압 하에서 약 섭씨 550도 이상으로 온도를 증가시키는 경우, 이산화타이타늄는 아나타제에서 루타일로 상전이(phase transition)를 일으킬 수 있다. 3A is a diagram showing a phase diagram of titanium dioxide. That is, as shown in FIG. 3A, titanium dioxide may exist in different crystal structures such as anatase, rutile, and srilankite according to temperature and atmospheric pressure conditions. In particular, referring to FIG. 3A, when the temperature is increased to about 550 degrees Celsius or more under an atmospheric pressure of about 1 GPa, titanium dioxide may cause a phase transition from anatase to rutile.

한편, 도 3b 및 도 3c에 각각 아나타제 및 루타일의 결정 구조를 도시하였다. 도 3b 및 도 3c에 도시된 바와 같은 결정 구조의 차이에 따라, 아나타제와 루타일은 서로 다른 물리적 성질을 가진다. 구체적으로, 아나타제와 루타일은 결정 구조의 차이에 따라 서로 다른 비중, 굴절률, 경도, 녹는점 및 밴드 갭 에너지 등을 가진다.Meanwhile, crystal structures of anatase and rutile are shown in FIGS. 3B and 3C, respectively. According to the difference in crystal structure as shown in FIGS. 3B and 3C, anatase and rutile have different physical properties. Specifically, anatase and rutile have different specific gravity, refractive index, hardness, melting point, and band gap energy according to the difference in crystal structure.

특히, 아나타제는 루타일에 비하여 더 높은 광촉매 활성을 나타내며, 따라서 광촉매 비드의 재료로 아나타제 상의 이산화타이타늄이 사용되는 경우 루타일 상의 이산화타이타늄이 사용되는 경우에 비해 훨씬 우수한 성능을 나타낸다.In particular, anatase exhibits higher photocatalytic activity than rutile, and therefore, when titanium dioxide on anatase is used as a material of the photocatalyst bead, it exhibits much better performance than when titanium dioxide on rutile is used.

구체적으로, 아나타제는 루타일로 상전이가 일어나는 경우 고온에서의 입자 조대화에 의한 비표면적 감소가 일어나지 않으므로, 상대적으로 루타일 상에 비하여 높은 비표면적을 가지며, 그에 따라 더 많은 활성 자리를 가지기 때문에 광촉매 반응성이 더 우수하다. 뿐만 아니라, 아나타제의 전도대의 위치가 루타일보다 더욱 마이너스의 위치에 있다는 점, 그리고 아나타제의 결정 구조 상 표면에 대한 수산화기나 산소의 흡착도가 더 높다는 점 또한 아나타제의 높은 광촉매 활성에 기여할 수 있다.Specifically, when anatase phase transitions to rutile, the specific surface area does not decrease due to particle coarsening at high temperature, so it has a relatively high specific surface area compared to the rutile phase, and thus has more active sites, so photocatalytic reactivity. This is better. In addition, the fact that the conduction band of anatase is at a more negative position than that of rutile, and that the degree of adsorption of hydroxyl groups or oxygen to the surface due to the crystal structure of anatase is higher can also contribute to the high photocatalytic activity of anatase.

도 3d는 본 개시에 따른 제조 방법에 의해 제조된 광촉매 비드의 XRD(X-ray diffraction) 그래프를 나타낸다. 도 3d에 도시된 바와 같이, 본 개시에 따른 광촉매 비드의 경우 XRD 그래프의 주 피크들은 아나타제의 주 피크들과 일치한다는 것을 확인할 수 있다(JCPDS card no.00-021-1272 참조). 그리고, 이와 같은 결과는 본 개시에 따른 제조 방법에 있어서 섭씨 1000도 이상의 온도에서의 고온 소결 과정을 필요로 하지 않는다는 점에서 비롯된다는 점은 도 1a 및 도 1b를 참조하여 상술한 바 있다. 3D shows an X-ray diffraction (XRD) graph of a photocatalytic bead prepared by the manufacturing method according to the present disclosure. As shown in Figure 3d, in the case of the photocatalytic bead according to the present disclosure, it can be seen that the main peaks of the XRD graph coincide with the main peaks of the anatase (see JCPDS card no.00-021-1272). And, the point that this result is derived from the point that the high-temperature sintering process at a temperature of 1000 degrees Celsius or higher is not required in the manufacturing method according to the present disclosure has been described above with reference to FIGS. 1A and 1B.

다시 말해, 본 개시에 따른 광촉매 비드는 섭씨 1000도 이상의 온도에서의 추가적인 고온 소결 과정 없이 제조될 수 있기 때문에 루타일로의 상전이를 일으키지 않고 아나타제 결정 구조로 존재할 수 있으며, 이에 따라 우수한 광촉매 활성을 나타내게 된다.In other words, since the photocatalytic bead according to the present disclosure can be prepared without an additional high-temperature sintering process at a temperature of 1000 degrees Celsius or higher, it can exist in an anatase crystal structure without causing a phase transition to rutile, thereby exhibiting excellent photocatalytic activity. .

도 4는 본 개시에 따른 광촉매 필터(200)의 구성 요소를 간략하게 나타내는 블록도이다.4 is a block diagram schematically showing the components of the photocatalytic filter 200 according to the present disclosure.

광촉매 필터(200)란 광촉매 반응에 의하여 공기 중의 유해 가스를 제거할 수 있는 필터를 말한다. 그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 개시에 따른 광촉매 필터(200)는 필터 프레임(210) 및 복수의 광촉매 비드(220)를 포함할 수 있다. The photocatalytic filter 200 refers to a filter capable of removing harmful gases in the air through a photocatalytic reaction. In addition, as shown in FIG. 4, the photocatalytic filter 200 according to the present disclosure may include a filter frame 210 and a plurality of photocatalytic beads 220.

필터 프레임(210)은 광촉매 필터(200) 전체의 크기와 형태를 결정하고 복수의 광촉매 비드(220)를 지지하는 구성이다. 구체적으로, 필터 프레임(210)은 광촉매 필터(200)가 공기를 통과시킬 수 있도록 하는 통기성의 필터 프레임(210)일 수 있다. 예를 들어, 필터 프레임(210)은 소정 크기의 메시(mesh)를 포함하는 망사 형태로 구현될 수 있으며, 이 경우 메시의 크기는 광촉매 비드(220)가 통과할 수 없을 정도의 크기를 가질 수 있다. 한편, 필터 프레임(210)은 스테인레스 스틸과 같은 금속 재질로 이루어질 수 있다. 다만 본 개시에 따른 필터 프레임(210)의 재료, 크기 및 형태 등에 특별한 제한이 있는 것은 아니다.The filter frame 210 determines the size and shape of the photocatalytic filter 200 and supports a plurality of photocatalytic beads 220. Specifically, the filter frame 210 may be a breathable filter frame 210 that allows the photocatalytic filter 200 to pass air. For example, the filter frame 210 may be implemented in the form of a mesh including a mesh having a predetermined size, and in this case, the size of the mesh may have a size such that the photocatalytic beads 220 cannot pass. have. Meanwhile, the filter frame 210 may be made of a metal material such as stainless steel. However, there is no particular limitation on the material, size, and shape of the filter frame 210 according to the present disclosure.

복수의 광촉매 비드(220)는 전술한 바와 같이 광촉매가 비드 형태로 구현된 것을 말한다. 복수의 광촉매 비드(220)는 필터 프레임(210) 상에 소정의 간격 및 개수로 배치될 수 있으며, 그 간격 및 개수에 특별한 제한이 따르는 것은 아니다. 특히, 복수의 광촉매 비드(220)는 도 1a 내지 도 3d를 참조하여 상술한 바와 같은 제조 방법에 의해 제조될 수 있다.The plurality of photocatalytic beads 220 refers to a photocatalyst implemented in the form of beads as described above. The plurality of photocatalytic beads 220 may be disposed on the filter frame 210 at predetermined intervals and numbers, and there is no particular limitation on the intervals and numbers. In particular, the plurality of photocatalytic beads 220 may be manufactured by the manufacturing method as described above with reference to FIGS. 1A to 3D.

구체적으로, 복수의 광촉매 비드(220)는 광촉매 비드를 제조하기 위한 제립기에 포함된 임펠러가 제1 방향으로 회전함에 따라 이산화타이타늄 분말 및 물을 교반하는 동안, 제립기에 포함된 드럼이 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 회전함에 따라 과립화되면서 형성될 수 있다. 그리고, 복수의 광촉매 비드(220)는 아나타제 결정 구조의 이산화타이타늄으로 구성된 광촉매 비드(220)를 포함할 수 있으며, 그에 따라 우수한 광촉매 활성을 나타낼 수 있다. Specifically, the plurality of photocatalytic beads 220 are, while stirring the titanium dioxide powder and water as the impeller included in the granulator for producing the photocatalytic beads rotates in the first direction, the drum included in the granulator is in the first direction and It may be formed while being granulated as it rotates in the second direction, which is the opposite direction. In addition, the plurality of photocatalytic beads 220 may include a photocatalytic bead 220 composed of titanium dioxide having an anatase crystal structure, thereby exhibiting excellent photocatalytic activity.

한편, 복수의 광촉매 비드(220)는 다양한 크기의 광촉매 비드(220)를 포함할 수 있다. 즉, 전술한 바와 같은 본 개시의 제조 방법에 따르면, 지름이 약 0.5mm 내지 5mm인 다양한 크기의 광촉매 비드(220)가 제조될 수 있으며, 특히 1mm 이상의 지름을 갖는 광촉매 비드(220)를 포함할 수 있다. 그리고, 본 개시에 따른 광촉매 필터(200)는 본 개시의 제조 방법에 따라 제조된 다양한 크기의 광촉매 비드(220)를 포함할 수 있다.Meanwhile, the plurality of photocatalytic beads 220 may include photocatalytic beads 220 of various sizes. That is, according to the manufacturing method of the present disclosure as described above, photocatalytic beads 220 of various sizes having a diameter of about 0.5 mm to 5 mm may be manufactured, and in particular, photocatalytic beads 220 having a diameter of 1 mm or more may be included. I can. In addition, the photocatalytic filter 200 according to the present disclosure may include photocatalytic beads 220 of various sizes manufactured according to the manufacturing method of the present disclosure.

한편, 복수의 광촉매 비드(220) 중 일부는 다른 일부와 서로 다른 반응성을 가지도록 후처리되어, 후처리되지 않은 광촉매 비드(220)와 함께 광촉매 필터(200)에 포함될 수 있는바, 이에 대해서는 도 5a 및 도 5b를 참조하여 상술한다. On the other hand, some of the plurality of photocatalytic beads 220 may be post-treated to have different reactivity with other parts, and thus may be included in the photocatalytic filter 200 together with the photocatalytic beads 220 that are not post-treated. It will be described in detail with reference to 5a and 5b.

한편, 이상에서는 본 개시에 따른 광촉매 필터(200)가 본 개시에 따른 제조 방법에 의해 제조된 광촉매 비드만을 포함하는 것처럼 설명하였으나, 본 개시가 이에 국한되는 것은 아니다. 즉, 광촉매 필터(200)는 본 개시에 따른 제조 방법에 의해 제조된 광촉매 비드와 함께, 본 개시에 따른 제조 방법과 상이한 방법으로 제조된 광촉매 비드를 모두 포함하는 방식으로 구현될 수도 있다.Meanwhile, in the above, the photocatalytic filter 200 according to the present disclosure has been described as including only photocatalytic beads manufactured by the manufacturing method according to the present disclosure, but the present disclosure is not limited thereto. That is, the photocatalytic filter 200 may be implemented in a manner including all photocatalytic beads manufactured by a method different from the manufacturing method according to the present disclosure together with the photocatalytic beads manufactured by the manufacturing method according to the present disclosure.

한편, 본 개시에 따른 광촉매 필터(200)는 공기 청정기의 내부에 배치되어 공기 청정기의 내부로 흡입되는 유해 가스를 분해할 수 있다. 구체적으로, 공기 청정기는 공기를 흡입하는 팬(fan), 팬을 통해 흡입된 공기에 포함된 유해 가스를 분해하는 광촉매 필터(200), 광촉매 필터(200)에 포함된 광촉매 비드(220)가 광촉매 반응을 수행할 수 있도록 광촉매 비드(220)에 자외선을 조사하는 발광부, 공기 청정기를 제어하기 위한 명령어를 포함하는 메모리 및 메모리에 저장된 명령어를 실행함으로써 공기 청정기의 동작을 제어하는 프로세서 등을 포함할 수 있다. 한편, 공기 청정기는 본 개시에 따른 광촉매 필터(200) 이외에도 프리 필터, 헤파 필터, 탈취 필터 및 이산화탄소 흡착 필터 등과 같은 다양한 필터를 더 포함할 수 있으며, 발광부는 복수의 LED를 포함할 수 있다. Meanwhile, the photocatalytic filter 200 according to the present disclosure may be disposed inside the air purifier to decompose harmful gases sucked into the air purifier. Specifically, the air purifier includes a fan for inhaling air, a photocatalytic filter 200 for decomposing harmful gases contained in the air sucked through the fan, and a photocatalytic bead 220 included in the photocatalyst filter 200. A light emitting unit that irradiates ultraviolet rays to the photocatalytic bead 220 so as to perform a reaction, a memory including a command for controlling the air purifier, and a processor controlling the operation of the air purifier by executing a command stored in the memory. I can. Meanwhile, in addition to the photocatalytic filter 200 according to the present disclosure, the air purifier may further include various filters such as a pre-filter, a HEPA filter, a deodorizing filter, and a carbon dioxide adsorption filter, and the light emitting unit may include a plurality of LEDs.

이상에서 상술한 바와 같은 광촉매 필터는 우수한 유해 가스 제거 성능을 나타낼 수 있다. 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 유해 가스 분해 실험의 결과에 대해서는 도 7a 및 도 7b를 참조하여 설명한다.The photocatalytic filter as described above may exhibit excellent toxic gas removal performance. A result of a noxious gas decomposition experiment according to various embodiments of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 7A and 7B.

도 5a 및 도 5b는 본 개시에 따른 광촉매 필터(200)가 서로 다른 반응성을 가지는 복수의 광촉매 비드(220)를 포함하는 경우에 관련된 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.5A and 5B are views for explaining an embodiment related to a case where the photocatalytic filter 200 according to the present disclosure includes a plurality of photocatalytic beads 220 having different reactivity.

도 1b를 통해 상술한 바와 같이 본 개시의 제조 방법에 따르면, 과립화 과정과 동시에 교반 과정이 수행되고, 교반 및 과립화 과정 중 제립기에 포함된 임펠러와 드럼이 서로 역방향으로 회전함에 따라 충분한 경도의 광촉매 비드(220)를 형성할 수 있다. 즉, 본 개시에 따른 광촉매 비드(220)는 섭씨 1000도 이상의 온도에서의 추가적인 고온 소결 과정 없이 제조될 수 있다. 따라서, 본 개시에 따른 광촉매 비드(220)에 대하여 추가적인 후처리가 용이하게 수행될 수 있다. 본 개시를 설명함에 있어서 후처리라는 용어는 도 1a 내지 도 3d를 참조하여 설명한 바와 같은 제조 방법에 따라 광촉매 비드(220)가 제조된 후에 광촉매 비드(220)의 표면 특성을 조절하기 위해 수행되는 처리 과정을 총칭하기 위해 사용된다.As described above with reference to FIG. 1B, according to the manufacturing method of the present disclosure, the stirring process is performed simultaneously with the granulation process, and the impeller and the drum included in the granulator during the stirring and granulation process rotate in opposite directions to each other, thus having sufficient hardness. A photocatalytic bead 220 may be formed. That is, the photocatalytic bead 220 according to the present disclosure may be manufactured without an additional high-temperature sintering process at a temperature of 1000 degrees Celsius or higher. Therefore, additional post-treatment can be easily performed on the photocatalytic bead 220 according to the present disclosure. In describing the present disclosure, the term post-treatment refers to a treatment performed to adjust the surface properties of the photocatalytic beads 220 after the photocatalytic beads 220 are manufactured according to the manufacturing method described with reference to FIGS. 1A to 3D. It is used to collectively refer to the process.

본 개시의 제조 방법에 따라 제조된 광촉매 비드(220)는 아나타제 결정 구조의 이산화타이타늄으로 구성되어 우수한 광촉매 활성을 나타내지만, 산성 가스에 대한 반응성에 비하여 염기성 가스에 대한 반응이 상대적으로 떨어질 수 있다. 따라서, 광촉매 비드(220) 표면의 pH를 감소시키기 위해 산처리를 수행하거나, 소정의 온도 하에서의 열처리를 수행할 수 있다. 여기서, 소정의 온도는 광촉매 비드(220)의 염기성 가스에 대한 반응성을 향상시키면서도 아나타제에서 루타일로의 상전이가 일어나지 않도록 하는 범위 내의 온도로서, 섭씨 200도 내지 600도의 범위 내에서 결정될 수 있으며, 바람직하게는 섭씨 300도 내지 400도의 범위 내에서 결정될 수 있다.The photocatalytic bead 220 manufactured according to the manufacturing method of the present disclosure is composed of titanium dioxide having an anatase crystal structure and exhibits excellent photocatalytic activity, but the reaction to the basic gas may be relatively lower than the reactivity to the acid gas. Accordingly, acid treatment may be performed to reduce the pH of the surface of the photocatalytic bead 220, or heat treatment may be performed under a predetermined temperature. Here, the predetermined temperature is a temperature within a range that does not cause a phase transition from anatase to rutile while improving the reactivity of the photocatalyst beads 220 with respect to the basic gas, and may be determined within a range of 200 to 600 degrees Celsius, and preferably May be determined within a range of 300 degrees to 400 degrees Celsius.

한편, 본 개시에 따른 광촉매 필터(200)는 상술한 바와 같은 후처리 과정이 수행된 광촉매 비드(220)와 후처리 과정이 수행되지 않은 광촉매 비드(220)를 모두 포함할 수 있다. 구체적으로, 광촉매 필터(200)는 상술한 바와 같은 후처리 과정이 수행되어 염기성 가스에 대한 반응성이 향상된 광촉매 비드(220-1)와 후처리 과정이 수행되지 않아 산성 가스에 대한 반응성이 높게 유지된 광촉매 비드(220-2)를 모두 포함할 수 있다.Meanwhile, the photocatalytic filter 200 according to the present disclosure may include both the photocatalytic beads 220 on which the post-processing process as described above has been performed and the photocatalytic beads 220 to which the post-processing process has not been performed. Specifically, in the photocatalytic filter 200, the photocatalytic bead 220-1 having improved reactivity to the basic gas by performing the post-treatment process as described above and the photocatalytic bead (220-1) having improved reactivity to the basic gas and the reactivity to the acid gas are maintained high. All of the photocatalytic beads 220-2 may be included.

특히, 본 개시에 따른 광촉매 필터(200)는 광촉매 비드(220-1)와 광촉매 비드(220-2)가 도 5a에 도시된 바와 같이 하나의 필터 프레임(210) 내에 혼합된 형태로 배치된 필터일 수 있으며, 뿐만 아니라 도 5b에 도시된 바와 같이 광촉매 비드(220-1)와 광촉매 비드(220-2)가 복수의 필터 프레임(210-1, 210-2) 내에 각각 배치되고 복수의 필터 프레임(210-1, 210-2)이 직렬로 배치된 필터로 구현될 수도 있다.In particular, the photocatalytic filter 200 according to the present disclosure is a filter in which the photocatalytic beads 220-1 and the photocatalytic beads 220-2 are mixed in one filter frame 210 as shown in FIG. 5A. In addition, as shown in FIG. 5B, a photocatalytic bead 220-1 and a photocatalytic bead 220-2 are disposed in the plurality of filter frames 210-1 and 210-2, respectively, and a plurality of filter frames (210-1, 210-2) may be implemented as a filter arranged in series.

이상에서 도 5a 및 도 5b를 참조하여 상술한 바와 같은 광촉매 필터(200)에 따르면, 산성 가스와 염기성 가스 모두에 대해 수준 높은 제거 성능을 확보할 수 있게 된다.According to the photocatalytic filter 200 as described above with reference to FIGS. 5A and 5B above, it is possible to secure a high level of removal performance for both acidic gas and basic gas.

도 6은 본 개시에 따른 광촉매 비드가 흡착 물질을 포함하는 실시 예에 대해 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining an embodiment in which the photocatalytic bead includes an adsorbing material according to the present disclosure.

도 6을 참조하면, 본 개시의 일 실시 예에 따른 복수의 광촉매 비드(600) 각각은 이산화타이타늄(610) 및 흡착 물질(620)을 포함할 수 있다. 즉, 도 6은 광촉매 비드(600) 중 하나(600)에 포함된 이산화타이타늄(610) 분자들 및 흡착 물질(620)의 분자들, 그리고, 그 광촉매 비드(600)의 일부(600')를 확대하여 나타낸 도면을 포함한다. 이산화타이타늄(610)을 포함하는 광촉매 비드(220)에 대해서는 도1a 내지 도 5b를 참조하여 상술하였으므로, 이하에서는 흡착 물질(620) 및 흡착 물질(620)을 포함하는 광촉매 비드(600)에 대해 상술한다. 한편, 이하에서는 설명의 편의를 위해, 이산화타이타늄(610)을 포함하고 흡착 물질(620)은 포함하지 않는 광촉매 비드(220)를 '제1 광촉매 비드'라고 지칭하고, 이산화타이타늄(610) 및 흡착 물질(620)을 모두 포함하는 소위 하이브리드 광촉매 비드(600)를 '제2 광촉매 비드'라고 지칭한다. Referring to FIG. 6, each of the plurality of photocatalytic beads 600 according to an embodiment of the present disclosure may include titanium dioxide 610 and an adsorption material 620. That is, FIG. 6 shows the molecules of titanium dioxide 610 and molecules of the adsorption material 620 included in one of the photocatalytic beads 600, and a part 600' of the photocatalytic beads 600. Includes an enlarged drawing. Since the photocatalytic bead 220 including the titanium dioxide 610 has been described above with reference to FIGS. 1A to 5B, hereinafter, the photocatalytic bead 600 including the adsorption material 620 and the adsorption material 620 will be described in detail. do. Meanwhile, hereinafter, for convenience of explanation, the photocatalytic beads 220 including the titanium dioxide 610 and not including the adsorption material 620 are referred to as'first photocatalytic beads', and the titanium dioxide 610 and adsorption The so-called hybrid photocatalytic bead 600 including all of the material 620 is referred to as a'second photocatalytic bead'.

흡착 물질(620)은 유해 가스(630)를 흡착하여 유해 가스(630)가 용이하게 분해되도록 할 수 있다. 구체적으로, 팬을 통해 유해 가스(630)가 포함된 공기가 흡입되면, 흡착 물질(620)은 유해 가스(630)를 포획하고, 포획된 유해 가스(630)를 흡착 물질(620)에 인접한 이산화타이타늄(610)에 확산시킬 수 있다. 흡착 물질(620)로부터 이산화타이타늄(610)으로 유해 가스(630)가 확산되면, 이산화타이타늄(610)은 도 1a에 대한 설명에서 상술한 바와 같은 광촉매 반응을 통해 유해 가스(630)를 분해할 수 있다. 즉, 광촉매 비드(600)에 포함된 흡착 물질(620)은 다양한 종류의 유해 가스(630) 중에서도 특히 이산화타이타늄(610)에 흡착되기 어려운 유해 가스(630)를 포획하여 이산화타이타늄(610)으로 확산시킴으로써, 유해 가스(630)의 제거율을 높이는 역할을 수행할 수 있다.The adsorption material 620 may adsorb the noxious gas 630 so that the noxious gas 630 is easily decomposed. Specifically, when air containing the noxious gas 630 is sucked through the fan, the adsorption material 620 captures the noxious gas 630, and the captured noxious gas 630 is discretized adjacent to the adsorption material 620. It can be diffused in the titanium 610. When the harmful gas 630 diffuses from the adsorption material 620 to the titanium dioxide 610, the titanium dioxide 610 can decompose the harmful gas 630 through the photocatalytic reaction as described above in the description of FIG. 1A. have. That is, the adsorption material 620 included in the photocatalytic bead 600 captures the harmful gas 630 that is difficult to be adsorbed on the titanium dioxide 610 among various types of harmful gases 630 and diffuses into the titanium dioxide 610. By doing so, it can serve to increase the removal rate of the harmful gas 630.

광촉매 비드(600)의 전체 구성에서 흡착 물질(620)이 차지하는 비율은 이산화타이타늄(610)의 유해 가스(630) 분해 기능을 약화시키지 않으면서도 흡착 물질(620)의 유해 가스(630)의 흡착 기능을 향상시킬 수 있는 범위 내에서 결정될 수 있다. 구체적으로, 광촉매 비드(600)에서 흡착 물질(620)의 중량%는 50미만일 수 있다. 예를 들어, 광촉매 비드(600)에서 흡착 물질(620)의 중량%는 2 내지 [20]30일 수 있다.The proportion of the adsorption material 620 in the overall composition of the photocatalytic bead 600 is the adsorption function of the harmful gas 630 of the adsorbent material 620 without weakening the decomposition function of the harmful gas 630 of the titanium dioxide 610 It can be determined within a range that can improve. Specifically, the weight% of the adsorbent material 620 in the photocatalytic bead 600 may be less than 50. For example, the weight% of the adsorbent material 620 in the photocatalytic bead 600 may be 2 to [20]30.

한편, 본 개시에 따른 제2 광촉매 비드(600)는 도 1a 내지 도 5b를 참조하여 상술한 바와 같은 제1 광촉매 비드(220)의 제조 방법과 마찬가지의 방법으로 제조될 수 있다. 구체적으로, 제2 광촉매 비드(600)는 이산화타이타늄 분말 및 물과 함께 흡착 물질 분말을 준비함으로써 개시될 수 있다. 여기서, 이산화타이타늄 분말, 흡착 물질 분말 및 물 중 흡착 물질 분말의 중량%는 2 내지 30일 수 있다. Meanwhile, the second photocatalytic bead 600 according to the present disclosure may be manufactured in the same manner as the method of manufacturing the first photocatalytic bead 220 as described above with reference to FIGS. 1A to 5B. Specifically, the second photocatalytic bead 600 may be initiated by preparing an adsorption material powder together with titanium dioxide powder and water. Here, the weight% of the titanium dioxide powder, the adsorbent material powder, and the adsorbent material powder in water may be 2 to 30.

그리고, 이산화타이타늄 분말, 흡착 물질 분말 및 물이 준비되면, 이산화타이타늄 분말, 흡착 물질 분말 및 물을 교반하고, 이산화타이타늄 분말 및 흡착 물질 분말을 과립화할 수 있다. 구체적으로, 제2 광촉매 비드(600)는 광촉매 비드를 제조하기 위한 제립기에 포함된 임펠러가 제1 방향으로 회전함에 따라 이산화타이타늄 분말, 흡착제 분말 및 물을 교반하는 동안, 제립기에 포함된 드럼이 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 회전함에 따라 이산화타이타늄 분말 및 흡착제 분말이 과립화됨으로써 형성될 수 있다. 그 밖에도 도 1a 내지 도 5b를 참조하여 상술한 바와 같은 제1 광촉매 비드(220)의 제조 방법은 제2 광촉매 비드(600)의 제조 방법에 대해서도 마찬가지로 적용될 수 있다.Then, when the titanium dioxide powder, the adsorption material powder and water are prepared, the titanium dioxide powder, the adsorption material powder and water are stirred, and the titanium dioxide powder and the adsorption material powder may be granulated. Specifically, the second photocatalytic bead 600 is a drum included in the granulator while stirring the titanium dioxide powder, the adsorbent powder and water as the impeller included in the granulator for manufacturing the photocatalytic bead rotates in the first direction. It may be formed by granulating titanium dioxide powder and adsorbent powder as it rotates in a second direction opposite to the first direction. In addition, the method of manufacturing the first photocatalytic bead 220 as described above with reference to FIGS. 1A to 5B may be similarly applied to the method of manufacturing the second photocatalytic bead 600.

한편, 흡착 물질(620)은 제올라이트(zeolite), 세피올라이트(sepiolite) 및 메조포러스 실리카(mesoporous SiO2) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 제올라이트는 천연 제올라이트 및 합성 제올라이트 중 하나일 수 있다. 여기서, 합성 제올라이트는 A 제올라이트, X 제올라이트, Y 제올라이트, ZSM-5(Zeolite Socony Mobil number 5) 제올라이트 및 베타 제올라이트, 중 하나일 수 있다. 다만, 본 개시에 따른 흡착 물질(620)의 재료가 상술한 예와 같은 특정 재료에 국한되는 것은 아니다. Meanwhile, the adsorption material 620 may include at least one of zeolite, sepiolite, and mesoporous silica. Here, the zeolite may be one of natural zeolite and synthetic zeolite. Here, the synthetic zeolite may be one of A zeolite, X zeolite, Y zeolite, ZSM-5 (Zeolite Socony Mobil number 5) zeolite, and beta zeolite. However, the material of the adsorption material 620 according to the present disclosure is not limited to a specific material such as the above-described example.

한편, 흡착 물질(620)은 복수의 광촉매 비드 내에서 기 설정된 범위의 비율로 함유될 수 있다. 또한, 흡착 물질(620)은 이산화타이타늄(610)에 유해 가스(630)를 확산하는 역할을 용이하게 수행할 수 있도록, 도 6에 도시된 바와 같이 기 설정된 범위의 간격으로 배치될 수 있다. 여기서, 기 설정된 범위의 비율과 기 설정된 범위의 간격은 흡착 물질 분말의 중량% 및/또는 도 2a 및 도 2b를 참조하여 상술한 바와 같은 교반 및 과립화 과정의 다양한 변수를 조절함에 따라 변경될 수 있다. Meanwhile, the adsorption material 620 may be contained in a predetermined range within the plurality of photocatalytic beads. In addition, the adsorption material 620 may be disposed at intervals of a preset range as shown in FIG. 6 to facilitate the diffusion of the harmful gas 630 to the titanium dioxide 610. Here, the ratio of the preset range and the spacing of the preset range may be changed by adjusting the weight% of the adsorbent powder and/or various variables of the stirring and granulation process as described above with reference to FIGS. 2A and 2B. have.

도 6을 참조하여 상술한 바와 같은 제2 광촉매 비드(600)는 제1 광촉매 비드(220)보다도 높은 유해 가스(630) 분해 성능을 가진다. 도 6의 실시 예에 따른 유해 가스(630) 분해 실험의 결과에 대해서는 도 7b를 참조하여 설명한다. The second photocatalytic bead 600 as described above with reference to FIG. 6 has a higher decomposition performance of the harmful gas 630 than the first photocatalytic bead 220. The result of the decomposition experiment of the harmful gas 630 according to the embodiment of FIG. 6 will be described with reference to FIG. 7B.

도 7a 및 도 7b는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 광촉매 필터를 공기청정기에 적용하여 Clean Air(CA) 규격 시험법에 따른 유해 가스 분해 실험을 수행한 결과를 나타내는 그래프이다.7A and 7B are graphs showing results of a harmful gas decomposition experiment according to the Clean Air (CA) standard test method by applying a photocatalytic filter according to various embodiments of the present disclosure to an air purifier.

먼저, 도 7a는 이산화타이타늄을 포함하고 흡착 물질은 포함하지 않는 광촉매 비드, 즉, 제1 광촉매 비드(220)를 포함하는 광촉매 필터의 유해 가스 분해 실험의 결과를 나타낸다. First, FIG. 7A shows the results of a noxious gas decomposition experiment of a photocatalytic bead including titanium dioxide and not including an adsorbent material, that is, a photocatalytic filter including the first photocatalytic bead 220.

상술한 바와 같은 실험 조건 하에, 제1 광촉매 비드(220)를 포함하는 광촉매 필터의 실내 5종의 유해 가스에 대한 제거율을 측정한 결과, 실험 시작 후 30분이 경과된 시점에서의 포름알데이드의 제거율은 94%, 암모니아의 제거율은 80%, 아세트알데하이드의 제거율은 56%, 아세트산의 제거율은 95%, 그리고 톨루엔의 제거율은 38%를 나타냈으며, 결과적으로 실내 5종의 유해 가스에 대한 평균 제거율은 73%를 나타냈다. Under the experimental conditions as described above, as a result of measuring the removal rate of the photocatalytic filter including the first photocatalytic bead 220 for 5 kinds of harmful gases indoors, the removal rate of formaldehyde at the time 30 minutes elapsed after the start of the experiment Silver 94%, ammonia removal rate 80%, acetaldehyde removal rate 56%, acetic acid removal rate 95%, and toluene removal rate 38%. 73%.

본 실험 결과에 따른 73%라는 평균 제거율은 공기 청정기 분야의 인증 규격에서 통상적으로 요구하는 평균 제거율인 70%를 웃도는 수치에 해당한다 따라서, 도 7a에 도시된 바와 같은 실험 결과는 본 개시에 따른 광촉매 필터의 우수한 유해 가스 분해 성능을 입증하는 증거라고 할 수 있다. The average removal rate of 73% according to the result of this experiment corresponds to a value exceeding 70%, which is the average removal rate normally required by the certification standard in the field of air purifiers. Therefore, the experimental result as shown in FIG. 7A is a photocatalyst according to the present disclosure. It can be said that it is evidence to prove the excellent decomposition performance of harmful gases of the filter.

한편, 도 7b는 이산화타이타늄 및 흡착 물질을 모두 포함하는 광촉매 비드, 즉, 제2 광촉매 비드(600)를 포함하는 광촉매 필터의 유해 가스 분해 실험의 결과를 나타낸다. Meanwhile, FIG. 7B shows the results of a noxious gas decomposition experiment of a photocatalytic bead including both titanium dioxide and an adsorbent material, that is, a photocatalytic filter including the second photocatalytic bead 600.

상술한 바와 같은 실험 조건 하에, 제2 광촉매 비드(600)를 포함하는 광촉매 필터의 실내 5종의 유해 가스에 대한 제거율을 측정한 결과, 실험 시작 후 30분이 경과된 시점에서의 포름알데이드의 제거율은 100%, 암모니아의 제거율은 88%, 아세트알데하이드의 제거율은 64%, 아세트산의 제거율은 100%, 그리고 톨루엔의 제거율은 69%를 나타냈으며, 결과적으로 실내 5종의 유해 가스에 대한 평균 제거율은 84%를 나타냈다. Under the above-described experimental conditions, as a result of measuring the removal rate of the photocatalytic filter including the second photocatalytic bead 600 for 5 kinds of harmful gases indoors, the removal rate of formaldehyde at the time 30 minutes elapsed after the start of the experiment Silver was 100%, ammonia removal rate was 88%, acetaldehyde removal rate was 64%, acetic acid removal rate was 100%, and toluene removal rate was 69%. 84%.

즉, 제2 광촉매 비드(600)를 포함하는 광촉매 필터는 공기 청정기 분야의 인증 규격에서 통상적으로 요구하는 평균 제거율인 70%보다 현저하게 높은 평균 제거율을 가지며, 제1 광촉매 비드(220)를 포함하는 광촉매 필터의 평균 제거율인 73%보다도 높은 평균 제거율을 가진다는 것을 확인할 수 있다. 특히, 제2 광촉매 비드(600)를 포함하는 광촉매 필터는 제1 광촉매 비드(220)를 포함하는 광촉매 필터보다도 톨루엔에 대한 제거율이 현저하게 높다는 것을 확인할 수 있다.That is, the photocatalytic filter including the second photocatalytic bead 600 has an average removal rate significantly higher than the average removal rate of 70%, which is typically required in the certification standard for the air purifier field, and includes the first photocatalytic bead 220. It can be seen that it has an average removal rate higher than 73%, which is the average removal rate of the photocatalytic filter. In particular, it can be seen that the photocatalytic filter including the second photocatalytic bead 600 has a significantly higher removal rate for toluene than the photocatalytic filter including the first photocatalytic bead 220.

이상에서 도 7a 및 도 7b를 참조하여 본 개시에 따른 광촉매 필터의 유해 가스 분해 실험의 결과에 대해 설명하였으나, 이는 본 개시에 따른 광촉매 필터의 성능을 상세하게 설명하기 위한 예시적인 설명에 불과하다. 즉, 본 개시에 따른 광촉매 필터의 효과가 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같은 실험 결과에 국한되는 것은 아니며, 본 개시에 따른 광촉매 필터의 효과는 본 기술 분야에 대한 통상의 기술자의 입장에서 용이하게 수행할 수 있는 다양한 실험을 통해 입증될 수 있다.In the above, the results of the noxious gas decomposition experiment of the photocatalytic filter according to the present disclosure have been described with reference to FIGS. 7A and 7B, but this is only an exemplary description for explaining the performance of the photocatalytic filter according to the present disclosure in detail. That is, the effect of the photocatalytic filter according to the present disclosure is not limited to the experimental results as shown in FIGS. 7A and 7B, and the effect of the photocatalytic filter according to the present disclosure is easy from the standpoint of a person skilled in the art. It can be proved through a variety of experiments that can be performed efficiently.

상술한 바와 같은 본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 다양한 크기를 갖는 고순도 및 고성능의 광촉매 비드, 그리고 광촉매 비드를 포함하는 광촉매 필터를 효율적으로 제조할 수 있게 된다.According to various embodiments of the present disclosure as described above, it is possible to efficiently manufacture high-purity and high-performance photocatalytic beads having various sizes, and photocatalytic filters including photocatalytic beads.

구체적으로, 본 개시의 제조 방법에 따르면, 과립화를 위한 시드의 첨가 없이 바인더 프리의 순도 높은 광촉매 비드가 제조될 수 있으며, 지름이 약 0.5mm 내지 5mm인 다양한 크기의 광촉매 비드가 효율적으로 제조될 수 있다. 또한, 본 개시에 따른 광촉매 비드는 아나타제 결정 구조의 이산화타이타늄으로 구성될 수 있으며, 이에 따라 우수한 광촉매 활성을 나타내게 된다. Specifically, according to the manufacturing method of the present disclosure, binder-free and high-purity photocatalytic beads can be prepared without the addition of seeds for granulation, and photocatalytic beads of various sizes having a diameter of about 0.5 mm to 5 mm can be efficiently prepared. I can. In addition, the photocatalytic bead according to the present disclosure may be composed of titanium dioxide having an anatase crystal structure, thereby exhibiting excellent photocatalytic activity.

그리고, 본 개시에 따른 광촉매 비드를 포함하는 광촉매 필터는 우수한 유해 가스 제거 성능을 가지며, 특히, 광촉매 비드의 제조 후 광촉매 비드의 표면 특성을 조절하기 위한 후처리를 용이하게 수행할 수 있으므로, 산성 가스와 염기성 가스 모두에 대해 수준 높은 제거 성능을 확보할 수 있게 된다.In addition, the photocatalytic filter including the photocatalytic beads according to the present disclosure has excellent toxic gas removal performance, and in particular, since the post-treatment for adjusting the surface properties of the photocatalytic beads after the production of the photocatalytic beads can be easily performed, the acid gas It is possible to ensure a high level of removal performance for both and basic gas.

나아가, 본 개시에 따른 광촉매 비드에 흡착 물질이 포함되면, 흡착 물질이 유해 가스를 포획하여 이산화타이타늄으로 확산시킬 수 있게 되며, 그에 따라 광촉매 비드의 유해 가스 분해 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.Furthermore, when the photocatalytic bead according to the present disclosure contains an adsorbent, the adsorbent may capture harmful gas and diffuse it into titanium dioxide, thereby further improving the harmful gas decomposition performance of the photocatalytic bead.

이상에서는 본 개시의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.In the above, preferred embodiments of the present disclosure have been illustrated and described, but the present disclosure is not limited to the specific embodiments described above, and is not departing from the gist of the present disclosure as claimed in the claims. Of course, various modifications may be made by those skilled in the art, and these modifications should not be understood individually from the technical idea or perspective of the present disclosure.

100: 제립기 110: 임펠러
120: 드럼 200: 광촉매 필터
210: 필터 프레임 220: 복수의 광촉매 비드
100: granulator 110: impeller
120: drum 200: photocatalytic filter
210: filter frame 220: a plurality of photocatalytic beads

Claims (21)

광촉매 비드(bead)의 제조 방법에 있어서,
상기 광촉매 비드를 제조하기 위한 제립기에 포함된 드럼 내에 이산화타이타늄(titanium dioxide, TiO2) 분말 및 물을 준비하는 단계;
상기 제립기에 포함된 임펠러를 제1 방향으로 회전하여 상기 이산화타이타늄 분말 및 상기 물을 교반하는 단계; 및
상기 이산화타이타늄 분말 및 상기 물을 교반하는 동안, 상기 드럼을 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 회전하여 상기 이산화타이타늄 분말이 과립화된 복수의 광촉매 비드를 형성하는 단계; 를 포함하는 광촉매 비드의 제조 방법.
In the method for producing a photocatalytic bead,
Preparing titanium dioxide (TiO 2 ) powder and water in a drum included in a granulator for producing the photocatalytic beads;
Stirring the titanium dioxide powder and the water by rotating the impeller included in the granulator in a first direction; And
While stirring the titanium dioxide powder and the water, rotating the drum in a second direction opposite to the first direction to form a plurality of photocatalytic beads granulated with the titanium dioxide powder; Method for producing a photocatalytic bead comprising a.
제1 항에 있어서,
상기 복수의 광촉매 비드는,
아나타제(anatase) 결정 구조의 이산화타이타늄으로 구성된 광촉매 비드를 포함하는 광촉매 비드의 제조 방법.
The method of claim 1,
The plurality of photocatalytic beads,
A method of producing a photocatalytic bead comprising a photocatalytic bead composed of titanium dioxide having an anatase crystal structure.
제1 항에 있어서,
상기 복수의 광촉매 비드는
1mm 이상의 지름을 갖는 광촉매 비드를 포함하는 광촉매 비드의 제조 방법.
The method of claim 1,
The plurality of photocatalytic beads are
A method for producing a photocatalytic bead comprising a photocatalytic bead having a diameter of 1 mm or more.
제1 항에 있어서,
상기 복수의 광촉매 비드는,
상기 이산화타이타늄 분말을 과립화하기 위한 바인더(binder)의 첨가 없이 제조되는 광촉매 비드의 제조 방법.
The method of claim 1,
The plurality of photocatalytic beads,
A method for producing a photocatalytic bead prepared without the addition of a binder for granulating the titanium dioxide powder.
제1 항에 있어서,
상기 복수의 광촉매 비드는,
섭씨 1000도 이상의 온도에서의 소결 과정 없이 제조되는 광촉매 비드의 제조 방법.
The method of claim 1,
The plurality of photocatalytic beads,
A method for producing a photocatalytic bead manufactured without a sintering process at a temperature of 1000 degrees Celsius or higher.
제1 항에 있어서,
상기 형성된 복수의 광촉매 비드를 크기에 따라 분급하는 단계; 및
상기 분급된 복수의 광촉매 비드를 건조하는 단계; 를 더 포함하는 광촉매 비드의 제조 방법.
The method of claim 1,
Classifying the formed photocatalytic beads according to their size; And
Drying the classified plurality of photocatalytic beads; Method for producing a photocatalytic bead further comprising a.
제1 항에 있어서,
상기 드럼 및 상기 임펠러는 동일한 회전축을 기준으로 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 회전하고,
상기 회전축은 지면을 기준으로 30 도 이상의 각도를 이루는 광촉매 비드의 제조 방법.
The method of claim 1,
The drum and the impeller rotate in the first direction and the second direction with respect to the same axis of rotation,
The rotation axis is a method of manufacturing a photocatalytic bead forming an angle of 30 degrees or more with respect to the ground.
제1 항에 있어서,
상기 임펠러는 복수의 블레이드를 포함하고,
상기 복수의 블레이드의 일측면은 상기 복수의 블레이드의 하부면을 기준으로 60도 미만의 각도를 이루는 광촉매 비드의 제조 방법.
The method of claim 1,
The impeller includes a plurality of blades,
A method of manufacturing a photocatalytic bead in which one side surface of the plurality of blades forms an angle of less than 60 degrees with respect to the lower surface of the plurality of blades.
광촉매 필터에 있어서,
프레임; 및
상기 프레임에 결합된 복수의 광촉매 비드(bead); 를 포함하고,
상기 복수의 광촉매 비드 각각은,
아나타제(anatase) 결정 구조의 이산화타이타늄을 포함하는 광촉매 필터.
In the photocatalytic filter,
frame; And
A plurality of photocatalytic beads coupled to the frame; Including,
Each of the plurality of photocatalytic beads,
A photocatalytic filter containing titanium dioxide having an anatase crystal structure.
제9 항에 있어서,
상기 복수의 광촉매 비드는,
상기 복수의 광촉매 비드를 제조하기 위한 제립기에 포함된 임펠러가 제1 방향으로 회전함에 따라 이산화타이타늄 분말 및 물을 교반하는 동안, 상기 제립기에 포함된 드럼이 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 회전함에 따라 상기 이산화타이타늄 분말이 과립화되어 형성되는 광촉매 필터.
The method of claim 9,
The plurality of photocatalytic beads,
As the impeller included in the granulator for manufacturing the plurality of photocatalytic beads rotates in the first direction, while stirring the titanium dioxide powder and water, the drum included in the granulator is in a second direction opposite to the first direction A photocatalytic filter formed by granulating the titanium dioxide powder as it rotates.
제9 항에 있어서,
상기 복수의 광촉매 비드는,
1mm 이상의 지름을 갖는 광촉매 비드를 포함하는 광촉매 필터.
The method of claim 9,
The plurality of photocatalytic beads,
A photocatalytic filter comprising photocatalytic beads having a diameter of 1 mm or more.
제9 항에 있어서,
상기 복수의 광촉매 비드 중 일부는,
산처리 또는 섭씨 200도 내지 600도의 온도 하에서의 열처리가 수행된 광촉매 비드인 광촉매 필터.
The method of claim 9,
Some of the plurality of photocatalytic beads,
A photocatalytic filter, which is a photocatalytic bead subjected to acid treatment or heat treatment at a temperature of 200 degrees Celsius to 600 degrees Celsius.
제9 항에 있어서,
상기 복수의 광촉매 비드는,
상기 이산화타이타늄 분말을 과립화하기 위한 바인더(binder)의 첨가 없이 제조되는 광촉매 필터.
The method of claim 9,
The plurality of photocatalytic beads,
A photocatalytic filter manufactured without the addition of a binder for granulating the titanium dioxide powder.
제9 항에 있어서,
상기 복수의 광촉매 비드는,
섭씨 1000도 이상의 온도에서 소결되지 않고 제조되는 광촉매 필터.
The method of claim 9,
The plurality of photocatalytic beads,
Photocatalytic filter manufactured without sintering at temperatures above 1000 degrees Celsius.
제9 항에 있어서,
상기 복수의 광촉매 비드 각각은,
상기 이산화타이타늄 및 흡착 물질을 포함하고,
상기 복수의 광촉매 비드 각각에서 상기 흡착 물질의 중량%는 50 미만인 광촉매 필터.
The method of claim 9,
Each of the plurality of photocatalytic beads,
Including the titanium dioxide and adsorption material,
A photocatalytic filter in which the weight% of the adsorbed material in each of the plurality of photocatalytic beads is less than 50.
제15 항에 있어서,
상기 흡착 물질의 중량%는 2 내지 30인 광촉매 필터.
The method of claim 15,
A photocatalytic filter in which the weight% of the adsorbed material is 2 to 30.
제15 항에 있어서,
상기 복수의 광촉매 비드는,
상기 복수의 광촉매 비드를 제조하기 위한 제립기에 포함된 임펠러가 제1 방향으로 회전함에 따라 이산화타이타늄 분말, 흡착 물질 분말 및 물을 교반하는 동안, 상기 제립기에 포함된 드럼이 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 회전함에 따라 상기 이산화타이타늄 분말 및 상기 흡착 물질 분말이 과립화되어 형성되는 광촉매 필터.
The method of claim 15,
The plurality of photocatalytic beads,
As the impeller included in the granulator for manufacturing the plurality of photocatalytic beads rotates in the first direction, while stirring the titanium dioxide powder, the adsorbent material powder, and water, the drum included in the granulator is in a direction opposite to the first direction. A photocatalytic filter formed by granulating the titanium dioxide powder and the adsorbent material powder as it rotates in the phosphorus second direction.
제15 항에 있어서,
상기 흡착 물질은,
제올라이트(zeolite), 세피올라이트(sepiolite) 및 메조포러스 실리카(mesoporous SiO2) 중 적어도 하나를 포함하는 광촉매 필터.
The method of claim 15,
The adsorbent material,
A photocatalytic filter comprising at least one of zeolite, sepiolite, and mesoporous silica.
제18 항에 있어서,
상기 제올라이트는,
천연 제올라이트 및 합성 제올라이트 중 적어도 하나인 광촉매 필터.

The method of claim 18,
The zeolite,
A photocatalytic filter that is at least one of natural zeolite and synthetic zeolite.

제19 항에 있어서,
상기 합성 제올라이트는
A 제올라이트, X 제올라이트, Y 제올라이트, ZSM-5(Zeolite Socony Mobil number 5) 제올라이트 및 베타 제올라이트 중 하나인 광촉매 필터.

The method of claim 19,
The synthetic zeolite is
A photocatalytic filter that is one of zeolite, X zeolite, Y zeolite, ZSM-5 (Zeolite Socony Mobil number 5) zeolite, and beta zeolite.

제15 항에 있어서,
상기 흡착 물질은,
상기 복수의 광촉매 비드 내에서 기 설정된 범위의 비율로 함유되는 광촉매 필터.

The method of claim 15,
The adsorbent material,
A photocatalytic filter contained in a ratio of a preset range in the plurality of photocatalytic beads.

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230068079A (en) 2021-11-10 2023-05-17 한국생산기술연구원 Graphene oxide-titanium dioxide photocatalyst manufacturing method, and photocatalyst prepared accordingly

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2250188Y (en) * 1996-05-22 1997-03-26 冶金工业部北京冶金设备研究院 Granulated fertilizer mixing machine
JP2001259419A (en) * 2000-03-17 2001-09-25 Toyo Element Industry Co Ltd Catalytic body
KR100738487B1 (en) * 2006-08-11 2007-07-11 (주)엔퓨텍 Photocatalyst zeolite filter
KR20090003580A (en) * 2007-07-03 2009-01-12 (주)삼경광업 Granular fertilizer
CN108339445A (en) * 2018-02-05 2018-07-31 中国科学院过程工程研究所 A kind of dual impellers agitating device
CN108786651A (en) * 2018-07-26 2018-11-13 东北农业大学 A kind of novel Granulation Equipments
CN110237771A (en) * 2019-06-28 2019-09-17 上海化工研究院有限公司 A kind of preparation method of ball-type molecular sieve

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2250188Y (en) * 1996-05-22 1997-03-26 冶金工业部北京冶金设备研究院 Granulated fertilizer mixing machine
JP2001259419A (en) * 2000-03-17 2001-09-25 Toyo Element Industry Co Ltd Catalytic body
KR100738487B1 (en) * 2006-08-11 2007-07-11 (주)엔퓨텍 Photocatalyst zeolite filter
KR20090003580A (en) * 2007-07-03 2009-01-12 (주)삼경광업 Granular fertilizer
CN108339445A (en) * 2018-02-05 2018-07-31 中国科学院过程工程研究所 A kind of dual impellers agitating device
CN108786651A (en) * 2018-07-26 2018-11-13 东北农业大学 A kind of novel Granulation Equipments
CN110237771A (en) * 2019-06-28 2019-09-17 上海化工研究院有限公司 A kind of preparation method of ball-type molecular sieve

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230068079A (en) 2021-11-10 2023-05-17 한국생산기술연구원 Graphene oxide-titanium dioxide photocatalyst manufacturing method, and photocatalyst prepared accordingly

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