KR20220067353A - Manufacturing method for hybrid photocatalystic varnish having hydrophilicity and hydrophobicity - Google Patents

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KR20220067353A
KR20220067353A KR1020200153957A KR20200153957A KR20220067353A KR 20220067353 A KR20220067353 A KR 20220067353A KR 1020200153957 A KR1020200153957 A KR 1020200153957A KR 20200153957 A KR20200153957 A KR 20200153957A KR 20220067353 A KR20220067353 A KR 20220067353A
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Abstract

The present application relates to a photocatalyst, and more specifically, to a hybrid photocatalyst which comprises: photocatalyst particles; a hydrophilicity unit formed on a surface of the photocatalyst particles; and a hydrophobicity unit formed on the surface of the photocatalyst particles, wherein the hydrophilicity unit and the hydrophobicity unit are formed on the surface of the photocatalyst particles in a form in which at least a part is connected. A hybrid photocatalyst paint according to the present application suppresses direct contact between the binder of the paint and the photocatalyst particles so that one or more of improvement in antifouling action compared to the prior art, suppression of chalking (falling due to decomposition of an organic binder by the action of the photocatalyst) phenomenon, and improvement in durability can be expressed.

Description

친수성과 소수성을 갖는 하이브리드 광촉매 도료 제조 방법 {MANUFACTURING METHOD FOR HYBRID PHOTOCATALYSTIC VARNISH HAVING HYDROPHILICITY AND HYDROPHOBICITY}Hybrid photocatalytic paint manufacturing method having hydrophilicity and hydrophobicity

본원은 친수성과 소수성을 갖는 하이브리드 광촉매 도료의 제조 방법에 대한 것이다.The present application relates to a method for preparing a hybrid photocatalytic paint having hydrophilicity and hydrophobicity.

건물 외벽은 자동차의 배기가스 등에 포함되어 있는 기름 입자 성분의 부착뿐만 아니라 대기 중에 떠다니는 먼지 등도 부착되어 쉽게 더러워진다. 특히 기름 성분의 경우는 시간이 경과되면 굳어져 물 세척으로는 쉽게 깨끗해지지 않는다.The exterior wall of the building is easily dirty due to the adhesion of oil particles contained in the exhaust gas of automobiles, etc., as well as dust floating in the air. In particular, in the case of oil, it hardens over time and cannot be easily cleaned by washing with water.

광촉매는 자외선을 받으면 강한 산화력이 생겨 기름 성분을 분해할 수 있다. 구체적으로, 광촉매가 도료 등에 적용되면 강한 산화력으로 인해 오염물질의 부착성을 감소시키고, 초친수성으로 인해 물이 수막을 형성하여 오염물질을 떨어뜨리는 작용이 이루어져, 더러움 방지, 김서림 방지 등의 효과가 발휘될 수 있다.When the photocatalyst receives ultraviolet rays, it has strong oxidizing power and can decompose the oil component. Specifically, when a photocatalyst is applied to a paint, etc., it reduces the adhesion of pollutants due to its strong oxidizing power, and water forms a water film due to superhydrophilicity to drop pollutants, thereby preventing dirt and fogging. can be exercised

건물 외벽의 경우 충분한 자외선(햇빛)이 도달하며, 그늘진 부분이라도 광촉매 능력을 발휘할 정도의 자외선 양은 주변의 반사에 의해 확보할 수 있다. 건물 외벽의 도료가 더러워져 몇 년 주기로 교체하는 것을 감안할 때 청결 상태가 오랫동안 유지되는 광촉매 도료 개발이 필요하다.Sufficient ultraviolet rays (sunlight) reach the outer wall of the building, and the amount of ultraviolet rays sufficient to exhibit photocatalytic ability even in the shaded areas can be secured by reflection from the surroundings. Considering that the paint on the exterior wall of a building becomes dirty and needs to be replaced every few years, it is necessary to develop a photocatalytic paint that maintains cleanliness for a long time.

초기 더러움 방지용 광촉매 도료 제품은 도료에 산화티탄 광촉매를 혼합한 것으로 건물 외벽에 바르면 빛에 의해 도료의 유기물질이 분해되어 산화티탄 가루와 함께 떨어지도록 만들었다. 건물 외벽이 더러워지면 산화티탄 광촉매 층이 벗겨져 떨어지면서 깨끗한 벽이 나타나도록 한 것이다. 그러나 이런 제품은 멀리서는 깨끗하게 보일지 몰라도 도료 내구성이 떨어지고 벽에 닿으면 손이나 의복이 더러워지며 떨어진 입자가 분산되어 미세먼지가 발생하는 문제점이 있다.The initial anti-fouling photocatalyst paint product was made by mixing a titanium oxide photocatalyst with the paint, and when applied to the exterior wall of the building, the organic material of the paint was decomposed by light and fell together with the titanium oxide powder. When the outer wall of the building becomes dirty, the titanium oxide photocatalyst layer is peeled off and a clean wall appears. However, these products may look clean from a distance, but there are problems in that the durability of the paint is poor, hands and clothes become dirty when they touch the wall, and fine dust is generated by dispersing the fallen particles.

최근 건물 외벽에 적용한 광촉매 제품(도료, 타일 등)의 공기정화 능력이 보고되었는데 200 m2 광촉매 타일의 NOx 제거 능력이 포플러 약 14그루에 해당한다고 한다. 건물 외벽에 광촉매를 시공하면 나무를 심는 것과 동일하게 주변의 환경정화에 공헌한다는 점 때문에 광촉매 도료가 더욱 주목받고 있다.Recently, the air purification ability of photocatalyst products (paints, tiles, etc.) applied to the exterior walls of buildings has been reported, and the NOx removal capacity of 200 m 2 photocatalytic tiles is equivalent to about 14 poplars. Photocatalyst paints are attracting more attention because they contribute to environmental purification in the same way as planting trees when photocatalysts are installed on the exterior walls of buildings.

그런데, 종래의 광촉매 도료 제조 시 일반 도료에 광촉매 분말을 혼합하면 초킹 현상 발생으로 가루가 떨어지는 현상이 유발되었다.However, when a photocatalyst powder is mixed with a general paint when manufacturing a conventional photocatalytic paint, a phenomenon in which the powder falls due to the occurrence of a chalking phenomenon is induced.

이에 따라, 종래에는 초킹 현상을 방지하기 위하여 중간 피막을 1층 또는 2층 바른 후, 투명하며 성능이 우수한 광촉매 코팅제를 적용하는 것이 일반적이었으나, 이 경우 광촉매 효과는 우수하나 작업은 매우 불편하였다. 또는, 광촉매 분말 표면에 미리 중간 피막 성분(실리카, 아파타이트 등)을 처리한 후 제조한 광촉매 도료가 일본, 독일에서 고가에 판매되고 있으나 가격 대비 성능이 문제되었다.Accordingly, in the prior art, it is common to apply one or two layers of an intermediate film to prevent chalking, and then apply a transparent and excellent photocatalytic coating agent. In this case, the photocatalytic effect is excellent but the operation is very inconvenient. Alternatively, photocatalyst paints prepared by pretreating intermediate coating components (silica, apatite, etc.) on the surface of the photocatalyst powder are sold at high prices in Japan and Germany, but their price-performance ratio is problematic.

본원의 배경이 되는 기술은 한국등록특허공보 제1901123호에 개시되어 있다.The technology that is the background of the present application is disclosed in Korean Patent Publication No. 1901123.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 종래 대비 방오 작용 개선, 초킹(광촉매의 작용으로 유기바인더의 분해에 의한 떨어짐) 현상 억제, 및 내구성 개선 중 하나 이상이 발현되는 하이브리드 광촉매 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present application is intended to solve the problems of the prior art described above, and compared to the prior art, a hybrid photocatalyst and its hybrid photocatalyst that exhibits at least one of improved antifouling action, suppression of choking (falling due to decomposition of organic binder due to the action of photocatalyst), and improved durability It aims to provide a manufacturing method.

또한, 상기 하이브리드 광촉매를 포함하는 하이브리드 광촉매 도료 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a hybrid photocatalyst paint including the hybrid photocatalyst and a method for manufacturing the same.

또한, 상기 하이브리드 광촉매 도료가 도포된 부재를 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a member coated with the hybrid photocatalytic paint.

다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.However, the technical problems to be achieved by the embodiments of the present application are not limited to the technical problems described above, and other technical problems may exist.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제 1 측면은 광촉매에 대한 것으로서, 광촉매 입자, 상기 광촉매 입자의 표면 상에 형성된 친수성부, 및 상기 광촉매 입자의 표면 상에 형성된 소수성부를 포함하되, 상기 소수성부와 상기 친수성부는 적어도 일부가 연결되는 형태로 상기 광촉매 입자의 표면 상에 형성되는 것인, 하이브리드 광촉매를 제공한다.As a technical means for achieving the above technical problem, the first aspect of the present application relates to a photocatalyst, including a photocatalyst particle, a hydrophilic part formed on the surface of the photocatalyst particle, and a hydrophobic part formed on the surface of the photocatalyst particle , It provides a hybrid photocatalyst, wherein the hydrophobic portion and the hydrophilic portion are formed on the surface of the photocatalyst particles in a form in which at least a portion is connected.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 친수성부는 Al(OH)3 를 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.According to the exemplary embodiment of the present application, the hydrophilic portion may include Al(OH) 3 , but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 Al(OH)3 의 전구체는 Al2(SO4)3 이고, 상기 Al(OH)3 는 상기 전구체에 대한 가수 분해 및 pH 조절에 의해 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to the exemplary embodiment of the present application, the Al(OH) 3 precursor is Al 2 (SO 4 ) 3 , and the Al(OH) 3 may be formed by hydrolysis and pH adjustment of the precursor, but this It is not limited.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 광촉매 입자는 TiO2 를 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the photocatalyst particles may include TiO 2 , but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 소수성부는 하기 구조식 1 로서 표시되는 물질이 가수 분해 처리된 물질을 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.According to the exemplary embodiment of the present application, the hydrophobic portion may include a material in which a material represented by the following Structural Formula 1 is hydrolyzed, but is not limited thereto.

[구조식 1][Structural Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

(구조식 1 에서, R1 내지 R4 는 각각 독립적으로 F, Cl, Br, 또는 I 의 할로겐 원소, H, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 의 선형 또는 분지형의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 의 사이클로알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 의 헤테로아릴기임).(In Structural Formula 1, R 1 to R 4 are each independently F, Cl, Br, or I of a halogen element, H, a substituted or unsubstituted C 2 to C 20 linear or branched alkyl group, substituted or unsubstituted a C 2 to C 20 aryl group, a substituted or unsubstituted C 2 to C 20 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C 2 to C 20 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C 2 to C 20 alky a nyl group, a substituted or unsubstituted C 2 to C 20 cycloalkyl group, or a substituted or unsubstituted C 2 to C 20 heteroaryl group).

또한, 본원의 제 2 측면은 광촉매의 제조 방법에 대한 것으로서, 광촉매 입자 상에 친수성부를 형성하는 단계, 상기 광촉매 입자 상에 소수성부를 형성하는 단계를 포함하는 하이브리드 광촉매의 제조 방법을 제공한다.In addition, a second aspect of the present application relates to a method for preparing a photocatalyst, comprising the steps of forming a hydrophilic moiety on photocatalyst particles and forming a hydrophobic moiety on the photocatalyst particles. It provides a method for producing a hybrid photocatalyst.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 친수성부를 형성하는 단계는 상기 친수성부의 전구체(precursor)를 가수분해하는 단계를 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.According to the exemplary embodiment of the present application, the forming of the hydrophilic part may include hydrolyzing a precursor of the hydrophilic part, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 친수성부를 형성하는 단계는 pH 가 7.5 내지 9.5 인 환경에서 수행될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the forming of the hydrophilic portion may be performed in an environment having a pH of 7.5 to 9.5, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 소수성부를 형성하는 단계는, 상기 광촉매 입자를 하기 구조식 1 로서 표시되는 제 1 소수성 물질로서 코팅하는 단계 및 상기 광촉매 입자를 하기 구조식 1 로서 표시되는 제 2 소수성 물질로서 코팅하는 단계를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the forming of the hydrophobic portion includes coating the photocatalyst particles as a first hydrophobic material represented by the following structural formula 1 and coating the photocatalyst particles as a second hydrophobic material represented by the following structural formula 1 It may include a step of coating, but is not limited thereto.

[구조식 1] [Structural Formula 1]

Figure pat00002
Figure pat00002

(구조식 1 에서, R1 내지 R4 는 각각 독립적으로 F, Cl, Br, 또는 I 의 할로겐 원소, H, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 의 선형 또는 분지형의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 의 사이클로알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 의 헤테로아릴기임).(In Structural Formula 1, R 1 to R 4 are each independently F, Cl, Br, or I of a halogen element, H, a substituted or unsubstituted C 2 to C 20 linear or branched alkyl group, substituted or unsubstituted a C 2 to C 20 aryl group, a substituted or unsubstituted C 2 to C 20 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C 2 to C 20 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C 2 to C 20 alky a nyl group, a substituted or unsubstituted C 2 to C 20 cycloalkyl group, or a substituted or unsubstituted C 2 to C 20 heteroaryl group).

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 1 소수성 물질 및 상기 제 2 소수성 물질은 각각 독립적으로 TEOS(tetraethyl orthosilicate), R-Si-(OEt)3 디메틸디클로로실란 (Dimethyldichlorosilane), 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the first hydrophobic material and the second hydrophobic material are each independently TEOS (tetraethyl orthosilicate), R-Si-(OEt) 3 dimethyldichlorosilane (Dimethyldichlorosilane), and combinations thereof It may include one selected from the group consisting of, but is not limited thereto.

이와 관련하여, 상기 R-Si-(OEt)3 는 프로필트리에톡시 실란(R= CH2-CH2-CH3), 옥틸트리에톡시 실란(R=(CH2)7-CH3), 도타실트리에톡시 실란(R= (CH2)11CH3), 또는 옥타데실트리메톡시 실란(R= (CH2)17-CH3) 의 알킬기를 갖는 트리알콕시 실란을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In this regard, the R-Si-(OEt) 3 is propyltriethoxy silane (R=CH 2 -CH 2 -CH 3 ), octyltriethoxy silane (R=(CH 2 ) 7 -CH 3 ), dotasyltriethoxy silane (R= (CH 2 ) 11 CH 3 ), or trialkoxy silane having an alkyl group of octadecyltrimethoxy silane (R=(CH 2 ) 17 -CH 3 ), but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 R-Si-(OEt)3 의 알킬 그룹 R 의 길이가 길수록 하이브리드 광촉매 또는 광촉매 입자의 표면의 소수성은 증가될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, as the length of the alkyl group R of R-Si-(OEt) 3 increases, the hydrophobicity of the surface of the hybrid photocatalyst or the photocatalyst particle may increase, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 소수성부를 형성하는 단계는 상기 제 1 소수성 물질 및/또는 상기 제 2 소수성 물질을 가수분해 하는 단계를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the forming of the hydrophobic portion may include hydrolyzing the first hydrophobic material and/or the second hydrophobic material, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 1 소수성 물질은, 상기 친수성부와 적어도 일부가 연결되는 형태로 상기 광촉매 입자의 표면 상에 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to the exemplary embodiment of the present application, the first hydrophobic material may be formed on the surface of the photocatalyst particle in a form in which at least a portion is connected to the hydrophilic part, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 2 소수성 물질은, 상기 친수성부 또는 상기 제 1 소수성 물질과 적어도 일부가 연결되는 형태로 상기 광촉매 입자의 표면 상에 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to the exemplary embodiment of the present application, the second hydrophobic material may be formed on the surface of the photocatalyst particle in a form in which at least a portion of the hydrophilic portion or the first hydrophobic material is connected, but is not limited thereto.

또한, 본원의 제 3 측면은 광촉매 도료에 대한 것으로서, 상기 제 1 측면에 따른 하이브리드 광촉매 및 바인더를 포함하는 하이브리드 광촉매 도료에 대한 것이다.In addition, a third aspect of the present application relates to a photocatalytic paint, and relates to a hybrid photocatalytic paint including the hybrid photocatalyst and the binder according to the first aspect.

또한, 본원의 제 4 측면은 광촉매 도료의 제조 방법에 대한 것으로서, 상기 제 2 측면에 따른 하이브리드 광촉매의 제조 방법에 의해 하이브리드 광촉매를 제조하는 단계 및 상기 하이브리드 광촉매를 바인더와 혼합하는 단계를 포함하는 하이브리드 광촉매 도료의 제조 방법에 대한 것이다.In addition, a fourth aspect of the present application relates to a method for producing a photocatalytic paint, comprising the steps of preparing a hybrid photocatalyst by the method for producing a hybrid photocatalyst according to the second aspect, and mixing the hybrid photocatalyst with a binder It relates to a method for manufacturing a photocatalytic paint.

또한, 본원의 제 5 측면은 부재 및 상기 부재 상에 도포되고, 상기 제 3 측면에 따른 하이브리드 광촉매 도료를 포함하는 광촉매 도포재에 대한 것이다. In addition, a fifth aspect of the present application relates to a member and a photocatalyst coating material applied on the member and comprising the hybrid photocatalytic paint according to the third aspect.

상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.The above-described problem solving means are merely exemplary, and should not be construed as limiting the present application. In addition to the exemplary embodiments described above, additional embodiments may exist in the drawings and detailed description.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 본원에 따른 하이브리드 광촉매 도료는 도료의 바인더와 광촉매 입자의 직접적인 접촉이 억제되기 때문에, 종래 대비 방오 작용 개선, 초킹(광촉매의 작용으로 유기바인더의 분해에 의한 떨어짐) 현상 억제, 및 내구성 개선 중 하나 이상이 발현될 수 있다.According to the above-mentioned means for solving the problems of the present application, the hybrid photocatalytic paint according to the present application suppresses direct contact between the binder of the paint and the photocatalyst particles, and thus improves the antifouling action compared to the prior art, and chokes (falling due to decomposition of the organic binder due to the action of the photocatalyst) ) suppression of development, and improvement of durability may be expressed.

보다 구체적으로, 전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 상기 광촉매 도료가 부재 상에 도포되었을 때 상기 광촉매 입자에 의해 상기 바인더 또는 상기 바인더의 분해가 억제(초킹 현상이 억제)될 수 있어, 종래 대비 내구성이 향상될 수 있다.More specifically, according to the above-described problem solving means of the present application, when the photocatalytic paint is applied on the member, the decomposition of the binder or the binder can be suppressed (choking phenomenon is suppressed) by the photocatalyst particles, compared to the prior art Durability may be improved.

또한, 본원에 따른 하이브리드 광촉매 도료는, 부재에 도포되었을 때 광촉매 입자가 노출된 표면이 다공성(porous) 구조를 가질 수 있어 NO 를 제거하는 능력이 극대화될 수 있다.In addition, the hybrid photocatalytic paint according to the present application may have a porous structure on the surface to which the photocatalytic particles are exposed when applied to a member, thereby maximizing the ability to remove NO.

구체적으로, 본원에 따른 하이브리드 광촉매 도료는 대기중의 NO 를 시간당 0.4 μmol 내지 0.6 μmol 제거할 수 있으면서, NO 의 제거량 대비 NO2 의 생성량이 35% 미만으로 적어 대기 오염의 주범이 되는 질소 산화물을 효과적으로 제거할 수 있다.Specifically, the hybrid photocatalytic paint according to the present application can remove 0.4 μmol to 0.6 μmol of NO in the air per hour, and the production amount of NO 2 compared to the removal amount of NO is less than 35%, effectively reducing nitrogen oxides, the main culprit of air pollution can be removed

또한, 본원에 따른 하이브리드 광촉매 도료가 도포된 부재는 표면이 초친수성을 가질 수 있어, 방오 작용이 개선(예를 들면, 표면에 오일이 부착되어도 물에 의해 상기 오일이 제거)될 수 있다.In addition, the surface of the member to which the hybrid photocatalytic paint according to the present application is applied may have a superhydrophilic property, and thus the antifouling action may be improved (eg, the oil may be removed by water even if oil is attached to the surface).

다만, 본원에서 얻을 수 있는 효과는 상기된 바와 같은 효과들로 한정되지 않으며, 또 다른 효과들이 존재할 수 있다.However, the effects obtainable herein are not limited to the above-described effects, and other effects may exist.

도 1 은 본원의 일 구현예에 따른 광촉매의 모식도이다.
도 2 는 본원의 일 구현예에 따른 하이브리드 광촉매의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3 은 본원의 일 구현예에 따른 하이브리드 광촉매의 제조 방법을 나타낸 모식도이다.
도 4 는 본원의 일 구현예에 따른 광촉매 도포 부재의 모식도이다.
도 5 의 (a) 및 (b) 는 본원의 일 실시예에 따른 광촉매의 SEM 이미지이고, (c) 내지 (e) 는 본원의 일 비교예에 따른 광촉매의 SEM 이미지이다.
도 6 a 내지 도 6d 는 본원의 일 실시예에 따른 광촉매의 SEM 이미지이다.
도 7a 내지 도 7d 는 본원의 일 비교예에 따른 광촉매의 SEM 이미지이다.
도 8 의 (a) 내지 (c) 는 본원의 일 실시예 및 비교예에 따른 광촉매의 방오성을 테스트한 사진이다.
1 is a schematic diagram of a photocatalyst according to an embodiment of the present application.
2 is a flowchart illustrating a method for preparing a hybrid photocatalyst according to an embodiment of the present application.
3 is a schematic diagram illustrating a method for preparing a hybrid photocatalyst according to an embodiment of the present application.
4 is a schematic diagram of a photocatalyst application member according to an embodiment of the present application.
5 (a) and (b) are SEM images of a photocatalyst according to an embodiment of the present application, and (c) to (e) are SEM images of a photocatalyst according to a comparative example of the present application.
6A to 6D are SEM images of a photocatalyst according to an embodiment of the present application.
7A to 7D are SEM images of a photocatalyst according to a comparative example of the present application.
8 (a) to (c) are photographs of testing the antifouling properties of photocatalysts according to Examples and Comparative Examples of the present application.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present application will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art to which the present application pertains can easily carry out.

그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.However, the present application may be implemented in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present application in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우 뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a part is "connected" to another part, this includes not only the case of being "directly connected", but also the case of being "electrically connected" with another element interposed therebetween. do.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a member is positioned “on”, “on”, “on”, “on”, “under”, “under”, or “under” another member, this means that a member is positioned on the other member. It includes not only the case where they are in contact, but also the case where another member exists between two members.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout this specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.

본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 또한, 본원 명세서 전체에서, "~ 하는 단계" 또는 "~의 단계"는 "~를 위한 단계"를 의미하지 않는다. As used herein, the terms "about," "substantially," and the like are used in a sense at or close to the numerical value when the manufacturing and material tolerances inherent in the stated meaning are presented, and to aid in the understanding of the present application. It is used to prevent an unconscionable infringer from using the mentioned disclosure in an unreasonable way. Also, throughout this specification, "step to" or "step to" does not mean "step for".

본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.Throughout this specification, the term "combination of these" included in the expression of the Markush form means one or more mixtures or combinations selected from the group consisting of the components described in the expression of the Markush form, and the components It is meant to include one or more selected from the group consisting of.

본원 명세서 전체에서, "A 및/또는 B" 의 기재는, "A 또는 B, 또는, A 및 B" 를 의미한다.Throughout this specification, reference to “A and/or B” means “A or B, or A and B”.

본원 명세서 전체에서, "치환된"의 기재는 화합물 중의 수소 원자가 할로겐 원자(F, Br, Cl 또는 I), 히드록시기, 알콕시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 아지도기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, 카르보닐기, 카르바밀기, 티올기, 에스테르기, 카르복실기나 그의 염, 술폰산기나 그의 염, 인산이나 그의 염, C1 내지 C20 알킬기, C2 내지 C20 알케닐기, C2 내지 C20 알키닐기, C6 내지 C30 아릴기, C7 내지 C30 아릴알킬기, C1 내지 C4 알콕시기, C1 내지 C20 헤테로알킬기, C3 내지 C20 헤테로아릴알킬기, C3 내지 C30 사이클로알킬기, C3 내지 C15 사이클로알케닐기, C6 내지 C15 사이클로알키닐기, C2 내지 C20 헤테로사이클로알킬기 및 이들의 조합에서 선택된 치환기로 치환된 것을 의미한다.Throughout this specification, the description of "substituted" indicates that a hydrogen atom in a compound is a halogen atom (F, Br, Cl or I), a hydroxy group, an alkoxy group, a nitro group, a cyano group, an amino group, an azido group, an amidino group, a hydrazino group group, hydrazono group, carbonyl group, carbamyl group, thiol group, ester group, carboxyl group or its salt, sulfonic acid group or its salt, phosphoric acid or its salt, C 1 to C 20 alkyl group, C 2 to C 20 alkenyl group, C 2 to C 20 alkynyl group, C 6 to C 30 aryl group, C 7 to C 30 arylalkyl group, C 1 to C 4 alkoxy group, C 1 to C 20 heteroalkyl group, C 3 to C 20 heteroarylalkyl group, C 3 to It means substituted with a substituent selected from a C 30 cycloalkyl group, a C 3 to C 15 cycloalkenyl group, a C 6 to C 15 cycloalkynyl group, a C 2 to C 20 heterocycloalkyl group, and combinations thereof.

이하에서는 본원의 친수성과 소수성을 갖는 하이브리드 광촉매 도료 제조 방법에 대하여, 구현예 및 실시예와 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나 본원이 이러한 구현예 및 실시예와 도면에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the method for manufacturing a hybrid photocatalytic paint having hydrophilicity and hydrophobicity of the present application will be described in detail with reference to embodiments, examples, and drawings. However, the present application is not limited to these embodiments and examples and drawings.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제 1 측면은 하이브리드 광촉매에 대한 것으로서, 광촉매 입자(100), 상기 광촉매 입자(100)의 표면 상에 형성된 친수성부(200), 및 상기 광촉매 입자(100)의 표면 상에 형성된 소수성부(300)를 포함하되, 상기 소수성부(300)와 상기 친수성부(200)는 적어도 일부가 연결되는 형태로 상기 광촉매 입자(100)의 표면 상에 형성되는 것인, 하이브리드 광촉매(10)를 제공한다.As a technical means for achieving the above technical problem, the first aspect of the present application relates to a hybrid photocatalyst, wherein the photocatalyst particle 100, the hydrophilic part 200 formed on the surface of the photocatalyst particle 100, and the photocatalyst It includes a hydrophobic portion 300 formed on the surface of the particle 100, wherein the hydrophobic portion 300 and the hydrophilic portion 200 are formed on the surface of the photocatalytic particle 100 in a form in which at least a portion is connected. It provides a hybrid photocatalyst (10).

도 1 은 본원의 일 구현예에 따른 하이브리드 광촉매의 모식도이다.1 is a schematic diagram of a hybrid photocatalyst according to an embodiment of the present application.

본원에 따른 친수성부(200)는 친수성을 가진 부분을 의미하는 것으로서, 상기 친수성부(200)는 상기 광촉매 입자(100)의 표면 상에 형성된 친수성 입자, 또는 친수성 코팅층을 포함할 수 있다.The hydrophilic part 200 according to the present application means a part having hydrophilicity, and the hydrophilic part 200 may include hydrophilic particles or a hydrophilic coating layer formed on the surface of the photocatalyst particle 100 .

본원에 따른 소수성부(300)는 소수성을 가진 부분을 의미하는 것으로서, 상기 소수성부(300)는 상기 광촉매 입자(100)의 표면 상에 형성된 소수성 입자 또는 소수성 코팅층을 포함할 수 있다.The hydrophobic portion 300 according to the present application means a portion having hydrophobicity, and the hydrophobic portion 300 may include hydrophobic particles or a hydrophobic coating layer formed on the surface of the photocatalytic particle 100 .

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 소수성부(300)는 상기 광촉매 입자(100)의 표면 또는 상기 친수성부(200) 상에 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the hydrophobic portion 300 may be formed on the surface of the photocatalytic particle 100 or the hydrophilic portion 200, but is not limited thereto.

이와 관련하여, 상기 광촉매 입자(100)의 최외곽에 형성된 물질에 따라 상기 하이브리드 광촉매(10)의 표면의 성질이 변화될 수 있다.In this regard, the properties of the surface of the hybrid photocatalyst 10 may be changed according to the material formed on the outermost part of the photocatalyst particle 100 .

예를 들어, 상기 광촉매 입자(100)의 표면에는, 친수성부(200)가 외부로 노출되는 영역(친수성을 띄는 영역) 및 친수성부(200)에 대하여 소수성부(300)가 연결되어 소수성부(300)가 외부로 노출되는 영역(소수성을 띄는 영역)이 복합적으로(hybrid) 형성될 수 있다.For example, on the surface of the photocatalyst particle 100, the hydrophilic part 200 is exposed to the outside (a region having hydrophilicity) and the hydrophobic part 300 is connected to the hydrophilic part 200 to the hydrophobic part ( A region (a region having hydrophobicity) to which 300 is exposed to the outside may be formed as a hybrid.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 친수성부(200)는 Al(OH)3 를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to the exemplary embodiment of the present application, the hydrophilic portion 200 may include Al(OH) 3 , but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 Al(OH)3 의 전구체는 Al2(SO4)3 이고, 상기 Al(OH)3 는 상기 전구체에 대한 가수 분해 및 pH 조절에 의해 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to the exemplary embodiment of the present application, the Al(OH) 3 precursor is Al 2 (SO 4 ) 3 , and the Al(OH) 3 may be formed by hydrolysis and pH adjustment of the precursor, but this It is not limited.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 소수성부(300)는 하기 구조식 1 로서 표시되는 물질이 가수 분해 처리된 물질을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다:According to one embodiment of the present application, the hydrophobic portion 300 may include a material in which a material represented by the following Structural Formula 1 is hydrolyzed, but is not limited thereto:

[구조식 1][Structural Formula 1]

Figure pat00003
Figure pat00003

(구조식 1 에서, R1 내지 R4 는 각각 독립적으로 F, Cl, Br, 또는 I 의 할로겐 원소, H, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 의 선형 또는 분지형의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 의 사이클로알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 의 헤테로아릴기임). (In Structural Formula 1, R 1 to R 4 are each independently F, Cl, Br, or I of a halogen element, H, a substituted or unsubstituted C 2 to C 20 linear or branched alkyl group, substituted or unsubstituted a C 2 to C 20 aryl group, a substituted or unsubstituted C 2 to C 20 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C 2 to C 20 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C 2 to C 20 alky a nyl group, a substituted or unsubstituted C 2 to C 20 cycloalkyl group, or a substituted or unsubstituted C 2 to C 20 heteroaryl group).

예를 들어, 상기 R1 은 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 의 선형 또는 분지형의 알킬기이고, R2 내지 R4 는 에톡시기일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 구체적으로 예를 들면, 상기 구조식 1 로서 표시되는 물질은, 상기 R2 내지 R4 이 OEt 이고, 상기 R1 이 CH2CH2CH3, (CH2)7CH3, (CH2)11CH3, 또는 (CH2)17CH3 중 어느 하나에 해당하는 프로필트리에톡시 실란, 옥틸트리에톡시 실란, 도데실트리에톡시 실란, 또는 옥타데실프로필메톡시 실란 중 어느 하나일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. For example, R 1 is a substituted or unsubstituted C 2 to C 20 linear or branched alkyl group, and R 2 to R 4 may be an ethoxy group, but is not limited thereto. Specifically, for example, in the material represented by Structural Formula 1, R 2 to R 4 are OEt, and R 1 is CH 2 CH 2 CH 3 , (CH 2 ) 7 CH 3 , (CH 2 ) 11 CH 3 , or (CH 2 ) 17 CH 3 It may be any one of propyltriethoxy silane, octyltriethoxy silane, dodecyltriethoxy silane, or octadecylpropylmethoxy silane corresponding to any one of, but It is not limited.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 R-Si-(OEt)3 의 알킬 그룹 R 의 길이가 길수록 표면의 소수성은 증가될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to the exemplary embodiment of the present application, as the length of the alkyl group R of R—Si—(OEt) 3 increases, the hydrophobicity of the surface may increase, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 광촉매 입자(100)는 TiO2 를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to the exemplary embodiment of the present application, the photocatalytic particles 100 may include TiO 2 , but is not limited thereto.

예를 들어, 상기 광촉매 입자(100) TiO2 의 표면에서 TiO2 자체가 갖는 친수성 부분은 적으므로 많은 소수성 그룹을 접합시키기 위하여, 상기 하이브리드 광촉매(10)를 제조하는 공정의 초기에 Al2(SO4)3 를 가수분해시켜 Al(OH)3 로서 도입한 것이며, 또는 TiO2 상에 TEOS와 알킬 그룹 함유 트리 에톡시 실란을 직접 접합시킬 수도 있다. 상기 TEOS 및 알킬 그룹 함유 트리 에톡시 실란이 가수분해되어 TiO2 표면에 코팅되면 TEOS가 많은 부분은 친수성이 되고 알킬 그룹 함유 트리 에톡시 실란이 존재하는 부분은 소수성을 나타내게 된다. 후술하겠지만, 하이브리드 광촉매(10)의 소수성부(300)는 친수성의 페인트 성분을 밀어내고 친수성부(200)에 상기 페인트가 결합되게 유도할 수 있고, 상기 하이브리드 광촉매(10)의 소수성 그룹이 많으면 수용성 페인트 액의 위쪽으로 광촉매 입자(100)를 떠오르게 하는 효과를 일으킨다.For example, since the hydrophilic portion of TiO 2 itself on the surface of the photocatalyst particle 100 TiO 2 is small, in order to bond many hydrophobic groups, Al 2 (SO 4 ) 3 is introduced as Al(OH) 3 by hydrolysis, or TEOS and triethoxy silane containing an alkyl group may be directly bonded onto TiO 2 . When the TEOS and triethoxy silane containing an alkyl group are hydrolyzed and coated on the surface of TiO 2 , a portion containing a lot of TEOS becomes hydrophilic, and a portion containing triethoxy silane containing an alkyl group is hydrophobic. As will be described later, the hydrophobic portion 300 of the hybrid photocatalyst 10 may push out the hydrophilic paint component and induce the paint to be coupled to the hydrophilic portion 200 , and if the hydrophobic group of the hybrid photocatalyst 10 is large, water-soluble It causes the effect of floating the photocatalyst particles 100 above the paint liquid.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 소수성부(300)와 상기 친수성부(200)는 적어도 일부가 연결되는 형태로서 상기 광촉매 입자(100)의 표면에 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the hydrophobic portion 300 and the hydrophilic portion 200 may be formed on the surface of the photocatalytic particle 100 in a form in which at least a portion is connected, but is not limited thereto.

도 1 의 하이브리드 광촉매(10)에서, 상기 친수성부(200)는 상기 광촉매 입자(100)의 표면에 형성된 입자 및 상기 입자 상에 형성된 직사각형 3 개가 결합된 물질을 포함하고, 상기 소수성부(300)는 상기 친수성부(200), 또는 상기 광촉매 입자(100)의 표면에 형성된 자유곡선의 집합을 의미한다.In the hybrid photocatalyst 10 of FIG. 1 , the hydrophilic part 200 includes a particle formed on the surface of the photocatalyst particle 100 and a material in which three rectangles formed on the particle are combined, and the hydrophobic part 300 denotes a set of free curves formed on the surface of the hydrophilic part 200 or the photocatalytic particle 100 .

본원에 따른 자유곡선은 형태가 규칙성없이 형성된 선을 의미하는 것으로서, 도 1 의 상기 소수성부(300)는 일정한 형태를 갖지 않는 선의 형태로서 존재하는 물질을 포함할 수 있다.A free curve according to the present application means a line formed without regularity in shape, and the hydrophobic portion 300 of FIG. 1 may include a material existing in the form of a line that does not have a regular shape.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 하이브리드 광촉매(10)의 표면은 친수성과 소수성이 동시에 발현될 수 있다.According to the exemplary embodiment of the present application, hydrophilicity and hydrophobicity may be simultaneously expressed on the surface of the hybrid photocatalyst 10 .

예를 들어, 광촉매 입자(100)가 TiO2 일 경우, 초기 TiO2 자체의 친수성 부분은 적으므로 Al2(SO4)3 를 가수분해하여 Al-OH 로서 도입한 부분이 된다. 또한, TEOS 만이 가수분해되면서 TiO2의 표면에 코팅 및 결합되면, TiO2 의 표면에 Si-OH 실란올의 친수성 그룹이 생성되게 된다. 즉, Al-OH 의 친수성 그룹 및 TEOS 를 가수분해하여 형성된 Si-OH 의 친수성 그룹의 합은 상기 하이브리드 광촉매(10)의 친수성을 나타낸 비율 또는 수치가 되고, 상기 친수성을 나타낸 비율 또는 수치는 광촉매 입자(100)의 표면 상에 친수성으로 코팅된 TEOS 및 Al(OH)3의 중량의 합을 의미할 수 있다.For example, when the photocatalyst particle 100 is TiO 2 , the hydrophilic portion of TiO 2 itself is small in the initial stage, so Al 2 (SO 4 ) 3 is hydrolyzed and introduced as Al-OH. In addition, when only TEOS is hydrolyzed and coated and bonded to the surface of TiO 2 , a hydrophilic group of Si—OH silanol is generated on the surface of TiO 2 . That is, the sum of the hydrophilic group of Al-OH and the hydrophilic group of Si-OH formed by hydrolysis of TEOS becomes a ratio or number indicating the hydrophilicity of the hybrid photocatalyst 10, and the ratio or number indicating the hydrophilicity is the photocatalyst particle It may mean the sum of the weights of TEOS and Al(OH) 3 coated with a hydrophilicity on the surface of (100).

또한, 상기 TiO2 의 표면에 형성된 알킬 그룹 함유 트리 에톡시 실란이 결합된 양과 디메틸디클로로실란이 결합된 함량은 상기 하이브리드 광촉매(10)의 소수성을 나타내는 비율 또는 수치가 되고, 상기 소수성을 나타낸 비율 또는 수치는 가수분해되지 않고 광촉매 입자(100)의 표면 상에 유기 성분으로서 잔류하는 알킬 그룹 함유 트리 에톡시 실란 및 디메틸디클로로실란의 중량의 합을 의미할 수 있다.In addition, the amount of triethoxy silane containing an alkyl group formed on the surface of the TiO 2 and the amount of dimethyldichlorosilane combined are a ratio or a numerical value indicating the hydrophobicity of the hybrid photocatalyst 10, and the ratio showing the hydrophobicity or The numerical value may mean the sum of the weights of triethoxysilane containing an alkyl group and dimethyldichlorosilane remaining as organic components on the surface of the photocatalyst particles 100 without being hydrolyzed.

후술하겠지만, 상기 하이브리드 광촉매(10)가 소수성 부분을 많이 보유하게 되면, 친수성의 페인트 성분을 밀어내고 수용성 페인트 액의 위 쪽으로 광촉매 입자(100)를 떠오르게 하는 효과를 발휘하지만, 소수성 부분의 비율이 너무 크면 페인트와의 결합력이 약화되는 결과를 초래한다. 하이브리드 광촉매(10)가 페인트와의 강한 결합 강도를 유지하면서 표면에 노출되는 정도를 극대화하기 위해, 친수성 영역과 소수성 영역이 하이브리드 광촉매(10)의 표면에서 적정 비율로서 유지되는 것이 필요한데, 이를 위해 친수성의 TEOS 및 소수성의 알킬 그룹 함유 트리 에톡시 실란의 적정 중량비율은 70 : 30 내지 30 : 70 일 수 있고, 상기 하이브리드 광촉매(10)의 소수성을 향상시키기 위해서는 알킬 그룹 함유 트리 에톡시 실란의 중량을 높일 수 있다.As will be described later, when the hybrid photocatalyst 10 has a large amount of hydrophobic parts, it has the effect of pushing out the hydrophilic paint component and floating the photocatalyst particles 100 above the water-soluble paint solution, but the proportion of the hydrophobic part is too high. If it is large, it results in weakening of bonding strength with paint. In order to maximize the degree of exposure of the hybrid photocatalyst 10 to the surface while maintaining a strong bonding strength with the paint, it is necessary to maintain the hydrophilic region and the hydrophobic region in an appropriate ratio on the surface of the hybrid photocatalyst 10. A suitable weight ratio of TEOS and hydrophobic alkyl group-containing triethoxy silane may be 70: 30 to 30: 70, and in order to improve the hydrophobicity of the hybrid photocatalyst 10, the weight of the alkyl group-containing triethoxy silane can be raised

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 하이브리드 광촉매(10)는 초친수성을 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the hybrid photocatalyst 10 may have superhydrophilicity, but is not limited thereto.

상기 하이브리드 광촉매(10)가 초친수성을 갖도록 하기 위해서는, 상기 하이브리드 광촉매(10)에서 표면에 노출되는 소수성부(300)가 상대적으로 극히 작아야 해서 소수성부(300)가 도료의 표면에 떠오르게 하는 효과를 극소화시켜야 하고, 상기 하이브리드 광촉매(10)가 다공성으로 SiO2 가 둘러쌓인 친수성부(200)의 표면으로 대부분 형성되어야 한다. 이를 위해, 상기 하이브리드 광촉매(10)에서 소수성부(200)를 형성하는 디메틸 디클로로실란 및 알킬 그룹 함유 트리 에톡시 실란의 중량의 합과 하이브리드 광촉매(10)의 표면에 코팅된 친수성 TEOS 및 Al(OH)3 의 중량의 합의 비율이 50 : 50 정도가 아닌 20 : 80 일 경우, 상기 하이브리드 광촉매(10)를 포함하는 도료가 부재 상에 도포되더라도 소수성 오염물의 부착이 최소화되어 더러움 방지 효과가 보여질 수 있다.In order for the hybrid photocatalyst 10 to have superhydrophilicity, the hydrophobic part 300 exposed to the surface of the hybrid photocatalyst 10 should be relatively small, so that the hydrophobic part 300 floats on the surface of the paint. It should be minimized, and the hybrid photocatalyst 10 should be mostly formed as the surface of the hydrophilic part 200 surrounded by SiO 2 in a porous manner. To this end, the sum of the weights of dimethyl dichlorosilane and triethoxy silane containing an alkyl group forming the hydrophobic portion 200 in the hybrid photocatalyst 10 and the hydrophilic TEOS and Al(OH) coated on the surface of the hybrid photocatalyst 10 ) When the ratio of the sum of the weights of 3 is not about 50:50 but about 20:80, even if the paint containing the hybrid photocatalyst 10 is applied on the member, the adhesion of hydrophobic contaminants is minimized and the anti-dirty effect can be seen. have.

본원에 따른 초친수성은 평평한 표면에서의 물방울의 기하학적 모양에 의해 정의될 수 있다. 구체적으로, 물과의 접촉각이 20° 이하인 물질을 초친수성 물질이라고 정의할 수 있다.Superhydrophilicity according to the present disclosure can be defined by the geometric shape of a water droplet on a flat surface. Specifically, a material having a contact angle with water of 20° or less may be defined as a superhydrophilic material.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 하이브리드 광촉매(10)는 NOx, SOx, VOC(volatile organic compound), 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것을 분해할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 하이브리드 광촉매(10)는 NO 를 NO2 로 산화시킬 수 있다.According to the exemplary embodiment of the present application, the hybrid photocatalyst 10 may decompose selected from the group consisting of NO x , SO x , VOC (volatile organic compound), and combinations thereof, but is not limited thereto. For example, the hybrid photocatalyst 10 may oxidize NO to NO 2 .

후술하겠지만, 상기 NO 가 산화되어 형성된 NO2 는 상기 하이브리드 광촉매(10)를 포함하는 부재 상에 형성될 수막에 용해됨으로써 제거될 수 있다.As will be described later, the NO 2 formed by oxidizing the NO may be removed by dissolving it in a water film to be formed on the member including the hybrid photocatalyst 10 .

또한, 상기 하이브리드 광촉매(10)를 포함하는 도료가 도포된 수성 부재(aqueous substrate)에서, 상기 소수성부(300)는 상기 수성 부재의 표면으로 상기 하이브리드 광촉매(10)가 떠오르도록 부력(Buyont force)를 향상시키는 역할을 수행할 수 있다.In addition, in an aqueous substrate coated with a paint containing the hybrid photocatalyst 10, the hydrophobic part 300 has a buoyant force so that the hybrid photocatalyst 10 floats to the surface of the aqueous member. can play a role in improving

또한, 상기 친수성부(200)는, 상기 도료 내부의 바인더 또는 상기 도료가 도포된 부재와 상기 광촉매 입자(100) 사이의 접촉을 억제하여 상기 하이브리드 광촉매(10)가 상기 하이브리드 광촉매(10)를 포함하는 도료가 도포된 부재로부터 박리되는 현상을 억제할 수 있다.In addition, the hydrophilic part 200 suppresses contact between the binder or the paint-coated member in the paint and the photocatalyst particles 100 so that the hybrid photocatalyst 10 includes the hybrid photocatalyst 10 The phenomenon of peeling off from the member to which the coating material was applied can be suppressed.

또한, 본원의 제 2 측면은 광촉매의 제조 방법에 대한 것으로서, 광촉매 입자(100) 상에 친수성부(200)를 형성하는 단계, 및 상기 광촉매 입자(100) 상에 소수성부(300)를 형성하는 단계를 포함하는, 하이브리드 광촉매(10)의 제조 방법에 대한 것이다.In addition, a second aspect of the present application relates to a method for manufacturing a photocatalyst, comprising the steps of forming a hydrophilic portion 200 on the photocatalyst particles 100 , and forming a hydrophobic portion 300 on the photocatalyst particles 100 . It relates to a method for producing a hybrid photocatalyst 10, including the steps.

본원의 제 2 측면에 따른 하이브리드 광촉매의 제조 방법에 대하여, 본원의 제 1 측면과 중복되는 부분들에 대해서는 상세한 설명을 생략하였으나, 그 설명이 생략되었더라도 본원의 제 1 측면에 기재된 내용은 본원의 제 2 측면에 동일하게 적용될 수 있다.With respect to the method for manufacturing a hybrid photocatalyst according to the second aspect of the present application, detailed descriptions of parts overlapping with the first aspect of the present application are omitted, but even if the description is omitted, the contents described in the first aspect of the present application The same can be applied to both sides.

도 2 는 본원의 일 구현예에 따른 하이브리드 광촉매의 제조 방법을 나타낸 순서도이고, 도 3 은 본원의 일 구현예에 따른 하이브리드 광촉매의 제조 방법을 나타낸 모식도이다. 이와 관련하여, 도 3 의 상기 광촉매 입자(100)를 Al(OH)3, TEOS, 및 알킬 알콕사이드로서 코팅하는 단계는 도 2 의 S100 에 해당하고, 상기 친수성부(200)가 형성된 광촉매 입자(100)를 SiCl2(CH3)2 실란 코팅하는 단계는 도 2 의 S200 에 해당한다.2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a hybrid photocatalyst according to an embodiment of the present application, and FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a method of manufacturing a hybrid photocatalyst according to an embodiment of the present application. In this regard, the step of coating the photocatalyst particle 100 of FIG. 3 as Al(OH) 3 , TEOS, and an alkyl alkoxide corresponds to S100 of FIG. 2 , and the photocatalyst particle 100 in which the hydrophilic part 200 is formed. ) of SiCl 2 (CH 3 ) 2 The silane coating step corresponds to S200 of FIG. 2 .

먼저, 광촉매 입자(100) 상에 친수성부(200)를 형성한다 (S100).First, the hydrophilic part 200 is formed on the photocatalyst particle 100 (S100).

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 친수성부(200)를 형성하는 단계는 상기 친수성부(200)의 전구체(precursor)를 가수분해하는 단계를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to the exemplary embodiment of the present application, the forming of the hydrophilic portion 200 may include hydrolyzing a precursor of the hydrophilic portion 200, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 다르면, 상기 친수성부(200)를 형성하는 단계는 pH 가 7.5 내지 9.5 인 환경에서 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to the exemplary embodiment of the present application, the forming of the hydrophilic part 200 may be performed in an environment having a pH of 7.5 to 9.5, but is not limited thereto.

예를 들어, 상기 친수성부(200)를 형성하는 단계는 Al2(SO4)3 를 pH 가 8 내지 9 인 조건에서 가수분해하는 단계를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.For example, the step of forming the hydrophilic portion 200 may include hydrolyzing Al 2 (SO 4 ) 3 in a condition of pH 8 to 9, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 친수성부(200)가 형성되지 않은 광촉매 입자(100) 100 중량부에 대하여, 상기 친수성부(200)가 형성된 광촉매 입자(100)는 상기 친수성부(200)를 10 중량부 내지 20 중량부로서 포함하도록 상기 친수성부(200)가 형성된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, with respect to 100 parts by weight of the photocatalyst particle 100 in which the hydrophilic part 200 is not formed, the photocatalyst particle 100 in which the hydrophilic part 200 is formed is the hydrophilic part 200. The hydrophilic part 200 may be formed to include 10 to 20 parts by weight, but is not limited thereto.

이어서, 상기 광촉매 입자(100) 상에 소수성부(300)를 형성한다 (S200).Then, the hydrophobic portion 300 is formed on the photocatalyst particle 100 (S200).

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 소수성부(300)를 형성하는 단계는, 상기 광촉매 입자(100)를 하기 구조식 1 로서 표시되는 제 1 소수성 물질로서 코팅하는 단계 및 상기 광촉매 입자(100)를 하기 구조식 1 로서 표시되는 제 2 소수성 물질로서 코팅하는 단계를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다:According to the exemplary embodiment of the present application, the forming of the hydrophobic portion 300 includes coating the photocatalyst particles 100 as a first hydrophobic material represented by the following Structural Formula 1 and forming the photocatalyst particles 100. It may include, but is not limited to, coating with a second hydrophobic material represented by Structural Formula 1:

[구조식 1][Structural Formula 1]

Figure pat00004
Figure pat00004

(구조식 1 에서, R1 내지 R4 는 각각 독립적으로 F, Cl, Br, 또는 I 의 할로겐 원소, H, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 의 선형 또는 분지형의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 의 사이클로알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 의 헤테로아릴기임).(In Structural Formula 1, R 1 to R 4 are each independently F, Cl, Br, or I of a halogen element, H, a substituted or unsubstituted C 2 to C 20 linear or branched alkyl group, substituted or unsubstituted a C 2 to C 20 aryl group, a substituted or unsubstituted C 2 to C 20 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C 2 to C 20 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C 2 to C 20 alky a nyl group, a substituted or unsubstituted C 2 to C 20 cycloalkyl group, or a substituted or unsubstituted C 2 to C 20 heteroaryl group).

예를 들어, 상기 R1 은 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 의 선형 또는 분지형의 알킬기이고, R2 내지 R4 는 에톡시기일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.For example, R 1 is a substituted or unsubstituted C 2 to C 20 linear or branched alkyl group, and R 2 to R 4 may be an ethoxy group, but is not limited thereto.

이와 관련하여, 표면에 상기 친수성부(200)가 형성된 상기 광촉매 입자(100)를 상기 제 1 소수성 물질 및 상기 제 2 소수성 물질로서 코팅할 경우, 상기 제 1 소수성 물질 및/또는 상기 제 2 소수성 물질은 상기 친수성부(200) 또는 상기 광촉매 입자(100)의 표면 상에 코팅될 수 있다. In this regard, when the photocatalyst particles 100 having the hydrophilic part 200 formed on the surface thereof are coated as the first hydrophobic material and the second hydrophobic material, the first hydrophobic material and/or the second hydrophobic material Silver may be coated on the surface of the hydrophilic part 200 or the photocatalyst particle 100 .

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 1 소수성 물질 및 상기 제 2 소수성 물질은 각각 독립적으로 TEOS(tetraethyl orthosilicate), R-Si-(OEt)3 (단, R 은 CH2CH2CH3, (CH2)7CH3, (CH2)11CH3, 또는 (CH2)17CH3), 디메틸디클로로실란 (Dimethyldichlorosilane), 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 R-Si-(OEt)3 는 프로필트리에톡시 실란(R= CH2-CH2-CH3), 옥틸트리에톡시 실란(R= (CH2)7-CH3), 도타실트리에톡시 실란(R= (CH2)11CH3), 옥타데실트리메톡시 실란(R= (CH2)17-CH3) 등의 알킬기를 갖는 트리알콕시 실란을 포함할 수 있고, 상기 알킬 그룹 R 의 길이가 길수록 상기 광촉매 입자(100) 또는 하이브리드 광촉매(10)의 표면의 소수성이 증가할 수 있다.According to one embodiment of the present application, the first hydrophobic material and the second hydrophobic material are each independently TEOS (tetraethyl orthosilicate), R-Si-(OEt) 3 (provided that R is CH 2 CH 2 CH 3 , ( CH 2 ) 7 CH 3 , (CH 2 ) 11 CH 3 , or (CH 2 ) 17 CH 3 ), dimethyldichlorosilane, and combinations thereof may include, but are not limited to it is not going to be For example, the R-Si-(OEt) 3 is propyltriethoxy silane (R=CH 2 -CH 2 -CH 3 ), octyltriethoxy silane (R= (CH 2 ) 7 -CH 3 ), trialkoxy silane having an alkyl group, such as dotasyltriethoxy silane (R= (CH 2 ) 11 CH 3 ), octadecyltrimethoxy silane (R= (CH 2 ) 17 -CH 3 ), As the length of the alkyl group R increases, the hydrophobicity of the surface of the photocatalyst particle 100 or the hybrid photocatalyst 10 may increase.

예를 들어, 상기 제 1 소수성 물질은 TEOS 및 옥틸트리에톡시 실란과 같은 알킬 그룹 함유 트리 에톡시 실란을 포함할 수 있고, 상기 제 2 소수성 물질은 디메틸디클로로실란을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.For example, the first hydrophobic material may include triethoxy silane containing an alkyl group such as TEOS and octyltriethoxy silane, and the second hydrophobic material may include dimethyldichlorosilane, but is not limited thereto. it is not

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 소수성부(300)를 형성하는 단계는 상기 제 1 소수성 물질 및/또는 상기 제 2 소수성 물질을 가수분해하는 단계를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 소수성부(300)는 상기 제 1 소수성 물질과 상기 제 2 소수성 물질 중 어느 하나 만을 가수분해하거나, 또는 상기 제 1 소수성 물질 및 상기 제 2 소수성 물질을 가수분해함으로써 형성될 수 있다.According to one embodiment of the present application, the forming of the hydrophobic portion 300 may include hydrolyzing the first hydrophobic material and/or the second hydrophobic material, but is not limited thereto. For example, the hydrophobic part 300 may be formed by hydrolyzing only one of the first hydrophobic material and the second hydrophobic material, or by hydrolyzing the first hydrophobic material and the second hydrophobic material. .

예를 들어, 상기 광촉매 입자(100)의 표면 상에 TEOS 를 코팅하여, 상기 광촉매 입자(100)의 표면에 Si-OH 형태의 친수성 그룹을 형성하고, 이어서 상기 광촉매 입자(100)의 표면에 알킬 그룹 함유 트리 에톡시 실란을 결합시킴으로써 이들과 결합된 소수성부(300)가 형성될 수 있다. 이 때, TEOS 와 알킬 그룹 함유 트리 에톡시 실란의 비율은 70 : 30 내지 30 : 70 으로 조절하되, 하이브리드 광촉매(10) 또는 광촉매 입자(100)의 표면의 소수성을 높이기 위해서는 알킬 그룹 함유 트리 에톡시 실란의 비율을 증가시킬 뿐만 아니라 알킬 그룹 함유 트리 에톡시 실란을 추가로 투입하여 하이브리드 광촉매(10) 또는 광촉매 입자(100)의 표면에 TEOS 및 알킬 그룹 함유 트리 에톡시 실란이 코팅되도록 할 수 있다.For example, by coating TEOS on the surface of the photocatalyst particle 100 to form a hydrophilic group in the form of Si—OH on the surface of the photocatalyst particle 100, and then alkyl on the surface of the photocatalyst particle 100 By bonding the group-containing triethoxy silane, the hydrophobic portion 300 bonded thereto may be formed. At this time, the ratio of TEOS and triethoxy silane containing an alkyl group is adjusted to 70: 30 to 30: 70, but in order to increase the hydrophobicity of the surface of the hybrid photocatalyst 10 or the photocatalyst particle 100, triethoxy silane containing an alkyl group In addition to increasing the ratio of silane, triethoxy silane containing an alkyl group may be additionally added so that the surface of the hybrid photocatalyst 10 or the photocatalyst particle 100 is coated with TEOS and triethoxy silane containing an alkyl group.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 1 소수성 물질은 상기 친수성부(200)와 적어도 일부가 연결되는 형태로 상기 광촉매 입자(100)의 표면 상에 코팅되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to the exemplary embodiment of the present application, the first hydrophobic material may be coated on the surface of the photocatalytic particle 100 in a form in which at least a portion is connected to the hydrophilic part 200 , but is not limited thereto.

또한, 상기 제 1 소수성 물질이 상기 광촉매 입자(100)의 표면 상에 코팅된 영역 중, 상기 친수성부(200) 및 상기 소수성부(300)와 연결되지 않은 영역은 상기 하이브리드 광촉매(10)의 표면에서 친수성을 갖는 영역으로서 존재할 수 있다.In addition, among the regions in which the first hydrophobic material is coated on the surface of the photocatalyst particle 100 , the region not connected to the hydrophilic part 200 and the hydrophobic part 300 is the surface of the hybrid photocatalyst 10 . It may exist as a region having hydrophilicity in

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 2 소수성 물질은 상기 친수성부(200) 또는 상기 제 1 소수성 물질과 적어도 일부가 연결되는 형태로 상기 광촉매 입자(100)의 표면 상에 코팅되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the second hydrophobic material may be coated on the surface of the photocatalytic particle 100 in a form in which at least a portion is connected to the hydrophilic portion 200 or the first hydrophobic material, However, the present invention is not limited thereto.

또한, 본원의 제 3 측면은 광촉매 도료에 대한 것으로서, 상기 제 1 측면에 따른 하이브리드 광촉매(10) 및 바인더를 포함하는 하이브리드 광촉매 도료에 대한 것이다.In addition, a third aspect of the present application relates to a photocatalytic paint, and relates to a hybrid photocatalytic paint including the hybrid photocatalyst 10 and a binder according to the first aspect.

본원에 따른 하이브리드 광촉매 도료는 표면에 소수성을 갖는 부분과 친수성을 갖는 부분이 동시에 발현되는 상기 하이브리드 광촉매(10)를 포함하는 도료를 의미한다.The hybrid photocatalytic paint according to the present application refers to a paint including the hybrid photocatalyst 10 in which a hydrophobic portion and a hydrophilic portion are simultaneously expressed on the surface.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 하이브리드 광촉매 도료의 바인더는 유성 바인더 또는 수성 바인더를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the binder of the hybrid photocatalytic paint may include an oil-based binder or an aqueous binder, but is not limited thereto.

상기 하이브리드 광촉매 도료는 용도에 따라 유성 바인더를 포함하는 유성 도료 또는 수성 바인더를 포함하는 수성 도료로 구분될 수 있다.The hybrid photocatalytic paint may be classified into an oil-based paint including an oil-based binder or a water-based paint including an aqueous binder according to use.

이와 관련하여, 상기 유성 바인더 및 상기 수성 바인더는, 일반적인 유성 도료 및 수성 도료에서 사용되는 유성 바인더 및 수성 바인더를 사용할 수 있다.In this regard, as the oil-based binder and the water-based binder, oil-based binders and water-based binders used in general oil-based paints and water-based paints may be used.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 바인더 및 상기 광촉매 입자(100) 사이의 접촉이 억제될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to the exemplary embodiment of the present application, contact between the binder and the photocatalyst particle 100 may be suppressed, but is not limited thereto.

상기 광촉매 입자(100)는 상기 광촉매 입자(100)의 표면 상에 형성된 상기 친수성부(200) 및 상기 소수성부(300)에 의해 코팅됨으로써, 상기 광촉매 입자(100)와 상기 바인더 사이의 접촉은 억제될 수 있다.The photocatalyst particle 100 is coated by the hydrophilic part 200 and the hydrophobic part 300 formed on the surface of the photocatalyst particle 100, so that the contact between the photocatalyst particle 100 and the binder is suppressed. can be

상기 광촉매 입자(100)와 상기 바인더 사이의 접촉이 억제됨으로써, 상기 하이브리드 광촉매(10)에 자외선이 조사되어 상기 광촉매 입자(100)가 촉매로서 기능하더라도 상기 광촉매 입자(100)가 상기 바인더를 분해하지 않을 수 있다.Since the contact between the photocatalyst particles 100 and the binder is suppressed, the hybrid photocatalyst 10 is irradiated with ultraviolet rays so that the photocatalyst particles 100 function as a catalyst, but the photocatalyst particles 100 do not decompose the binder it may not be

일반적으로 광촉매가 도료 또는 부재를 분해하는 현상을 초킹 현상(chalking)이라고 하며, 상기 초킹 현상은 광촉매의 내구성을 저하시키는 요인이 될 수 있다. 그러나, 본원에 따른 하이브리드 광촉매(10) 및 상기 하이브리드 광촉매(10)를 포함하는 하이브리드 광촉매 도료는 상기 초킹 현상을 억제함으로써, 종래의 광촉매 및 광촉매 도료에 비해 우수한 내구성을 가질 수 있다.In general, a phenomenon in which a photocatalyst decomposes a paint or a member is called chalking, and the chalking phenomenon may be a factor of lowering durability of the photocatalyst. However, the hybrid photocatalyst 10 and the hybrid photocatalyst paint including the hybrid photocatalyst 10 according to the present application suppress the chalking phenomenon, thereby having superior durability compared to conventional photocatalyst and photocatalytic paints.

또한, 본원의 제 4 측면은 광촉매 도료의 제조 방법에 대한 것으로서, 상기 제 2 측면에 따른 하이브리드 광촉매 제조 방법에 의해 하이브리드 광촉매(10)를 제조하는 단계, 및 상기 하이브리드 광촉매(10)를 바인더와 혼합하는 단계를 포함하는, 하이브리드 광촉매 도료의 제조 방법에 대한 것이다.In addition, a fourth aspect of the present application relates to a method for manufacturing a photocatalytic paint, comprising the steps of preparing a hybrid photocatalyst 10 by the method for manufacturing a hybrid photocatalyst according to the second aspect, and mixing the hybrid photocatalyst 10 with a binder It relates to a method for producing a hybrid photocatalytic paint, comprising the step of:

또한, 본원의 제 5 측면은 부재, 및 상기 부재 상에 도포되고, 상기 제 3 측면에 따른 하이브리드 광촉매 도료를 포함하는 광촉매 도포재에 대한 것이다.In addition, a fifth aspect of the present application relates to a member and a photocatalyst coating material applied on the member and comprising the hybrid photocatalytic paint according to the third aspect.

본원에 따른 "도포"의 기재는, 스프레이 도포, 코팅 도포, 성막, 졸-겔(sol-gel) 도포, 롤 도포, 잉크젯 도포, 분산 도포, 스핀 코팅 도포 등 부재 상에 상기 하이브리드 광촉매 도료의 막을 형성하는 것을 지칭할 수 있다.The substrate of "application" according to the present application is a film of the hybrid photocatalytic paint on a member such as spray application, coating application, film formation, sol-gel application, roll application, inkjet application, dispersion application, spin coating application, etc. It can refer to forming.

본원에 따른 부재는 건물 외벽, 도로 표면 등 대기 중 NOx, SOx, VOC(volatile organic compound) 등과 접촉할 수 있는 물질을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The member according to the present disclosure may include, but is not limited to, a material that may come into contact with NO x , SO x , volatile organic compound (VOC), etc. in the atmosphere, such as an outer wall of a building, a road surface, and the like.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 부재와 상기 하이브리드 광촉매 도료가 도포된 막 사이에는 빈 공간(vacant space)이 존재할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to the exemplary embodiment of the present application, a vacant space may exist between the member and the layer to which the hybrid photocatalytic paint is applied, but is not limited thereto.

상술하였듯, 상기 하이브리드 광촉매 도료의 하이브리드 광촉매(10)의 광촉매 입자(100)의 표면에는 친수성부(200) 및 소수성부(300)가 공존할 수 있다. 이와 관련하여, 상기 하이브리드 광촉매 도료가 도포된 부재에서, 광촉매 입자(100)의 일부는 상기 부재와 결합하고, 상기 부재와 결합되지 않은 광촉매 입자(100)의 일부는 상기 부재의 표면으로 부상할 수 있다.As described above, the hydrophilic part 200 and the hydrophobic part 300 may coexist on the surface of the photocatalytic particle 100 of the hybrid photocatalyst 10 of the hybrid photocatalytic paint. In this regard, in the member to which the hybrid photocatalytic paint is applied, a part of the photocatalyst particles 100 is coupled to the member, and a part of the photocatalytic particles 100 not coupled to the member may float to the surface of the member have.

친수성부(200)와 소수성부(300)를 함께 지닌 하이브리드 광촉매(10)의 경우, 상기 하이브리드 광촉매(10) 표면에서의 소수성부(300)와 친수성부(200)의 비율은 제조 과정에서의 각각의 도입량에 의하여 좌우된다. In the case of the hybrid photocatalyst 10 having both the hydrophilic part 200 and the hydrophobic part 300, the ratio of the hydrophobic part 300 and the hydrophilic part 200 on the surface of the hybrid photocatalyst 10 is each in the manufacturing process. depends on the amount introduced.

예를 들어, 친수성 기재(hydrophilic substrate)에 도포되고, 하이브리드 광촉매(10)를 포함하는 수성페인트의 경우, 하이브리드 광촉매(10)의소수성부(300)가 물 base인 친수성 페인트를 밀어내고 하이브리드 광촉매(10)의 친수성부(200)에 결합하여 고화될 수 있다. 반대로 소수성 기재(hydrophobic substrate)에 도포되고, 하이브리드 광촉매(10)를 포함하는 유기용매 base의 유성 페인트에서는, 페인트 성분이 하이브리드 광촉매(10)의 소수성부(300)에 결합되고, 하이브리드 광촉매(10)의 친수성부(200)는 상기 유성 페인트를 밀어내려 하므로, 하이브리드 광촉매(10)를 포함하는 도료가 친수성 기재에 도포되든 소수성 기재에 도포되는 같은 효과를 유발하는 결과로 나타난다. 즉, 동일한 하이브리드 광촉매(10)를 사용하더라도 유기 페인트계는 소수성부(300)가 결합 매체로 작용하므로 TiO2 입자는 페인트 도막 내부에 묻히지 않고, 상기 도막의 표면에 노출될 뿐만 아니라 상기 표면에 형성된 나노 실리카 다공층에 의하여 상기 유기 페인트의 바인더와 직접 접촉되지 않기 때문에, 쵸킹 등의 부작용이 억제될 수 있다.For example, in the case of a water-based paint applied to a hydrophilic substrate and including the hybrid photocatalyst 10, the hydrophobic part 300 of the hybrid photocatalyst 10 repels the hydrophilic paint, which is a water base, and the hybrid photocatalyst ( 10) may be combined with the hydrophilic part 200 to be solidified. Conversely, in an organic solvent-based oil paint applied to a hydrophobic substrate and including the hybrid photocatalyst 10, the paint component is bonded to the hydrophobic portion 300 of the hybrid photocatalyst 10, and the hybrid photocatalyst 10. Since the hydrophilic part 200 of the oil-based paint is pushed down, it appears as a result of causing the same effect as applied to the hydrophobic substrate whether the paint containing the hybrid photocatalyst 10 is applied to the hydrophilic substrate. That is, even if the same hybrid photocatalyst 10 is used, in the organic paint system, since the hydrophobic portion 300 acts as a bonding medium, TiO 2 particles are not buried inside the paint film, but are exposed to the surface of the paint film as well as formed on the surface. Since the nano silica porous layer does not directly contact the binder of the organic paint, side effects such as chalking can be suppressed.

페인트와의 강한 결합강도를 유지하면서 표면에 노출되는 정도를 극대화하기 위해서는 친수성부(200)와 소수성부(300)가 광촉매 입자(100)의 표면에서 적절한 비율로 유지되는 것이 필요한데, 이를 위하여 가수분해 후 광촉매 입자(100)의 표면에 친수성으로 코팅되는 TEOS 및 Al(OH)3 의 중량 합계와 알킬 그룹 함유 트리 에톡시 실란 및 디메틸 클로르 실란의 중량합계의 적정 중량비율은 50 : 50에서 30 : 70의 비율 범위 내로 조절하는 것이 바람직하다.In order to maximize the degree of exposure to the surface while maintaining a strong bonding strength with the paint, it is necessary to maintain the hydrophilic part 200 and the hydrophobic part 300 in an appropriate ratio on the surface of the photocatalytic particle 100. For this purpose, hydrolysis The appropriate weight ratio of the total weight of TEOS and Al(OH) 3 and the total weight of triethoxysilane and dimethyl chlorosilane containing an alkyl group is 50: 50 to 30: 70 It is preferable to adjust it within the ratio range of

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 빈 공간은 상기 하이브리드 광촉매 도료가 상기 부재를 분해하는 것을 억제할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to the exemplary embodiment of the present application, the empty space may inhibit the hybrid photocatalytic paint from decomposing the member, but is not limited thereto.

상기 하이브리드 광촉매 도료가 도포된 막은 초친수성을 가짐으로써, 상기 광촉매 도포재의 표면에 물을 제공할 경우 상기 초친수성에 의해 수막이 형성될 수 있다. 상기 수막은 상기 광촉매 도포재의 표면에 존재할 수 있는 오염 물질 또는 비산물을 제거할 수 있다.Since the film coated with the hybrid photocatalyst paint has superhydrophilicity, a water film may be formed by the superhydrophilicity when water is provided on the surface of the photocatalyst coating material. The water film may remove contaminants or scattering products that may exist on the surface of the photocatalytic coating material.

예를 들어, 상기 수막은 상기 하이브리드 광촉매(10)의 촉매 작용에 의해 발생한 NO2, 및/또는 상기 광촉매 도포재 상에 형성된 먼지와 같은 비산물 등을 제거할 수 있다.For example, the water film may remove NO 2 generated by the catalytic action of the hybrid photocatalyst 10 and/or scattering products such as dust formed on the photocatalyst coating material.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 하이브리드 광촉매 도료가 도포된 막에서 상기 하이브리드 광촉매(10)가 노출된 영역은 다공성 구조를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to the exemplary embodiment of the present application, the region to which the hybrid photocatalyst 10 is exposed in the film coated with the hybrid photocatalytic paint may have a porous structure, but is not limited thereto.

상기 다공성 구조에 의해, 상기 광촉매 도포재의 하이브리드 광촉매(10)는 NOx, SOx, VOC 등의 대기 오염 물질과의 접촉 면적이 증가할 수 있다.Due to the porous structure, the hybrid photocatalyst 10 of the photocatalyst coating material may have an increased contact area with air pollutants such as NO x , SO x , and VOC.

이하 실시예를 통하여 본원을 더욱 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 본원의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.The present application will be described in more detail through the following examples, but the following examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the present application.

[실시예 1-1] : 하이브리드 광촉매의 제조[Example 1-1]: Preparation of hybrid photocatalyst

TiO2 분말 100 중량부에 대하여, 상기 TiO2 분말의 중량의 10% 내지 20% 에 해당하는 Al2(SO4)3 를 취하여 물에 용해시키고, 상기 TiO2 분말이 적셔질 정도로 투입하였다. 이어서, 30 분 간 정치한 후, 암모니아수 또는 NaOH 를 통해 상기 Al2(SO4)3 가 용해된 용액의 pH 를 8 내지 9 인 조건으로 조정하고 가수분해함으로써, 표면에 수산화기(-OH)가 형성된 TiO2 입자를 Al(OH)3 로 코팅한 후, 증류수를 첨가하여 상기 TiO2 입자를 세척 및 여과하였다.With respect to 100 parts by weight of the TiO 2 powder, Al 2 (SO 4 ) 3 corresponding to 10% to 20% of the weight of the TiO 2 powder was taken and dissolved in water, and the TiO 2 powder was added to the extent that it was wetted. Then, after standing for 30 minutes, the pH of the solution in which Al 2 (SO 4 ) 3 is dissolved through ammonia water or NaOH is adjusted to a condition of 8 to 9 and hydrolyzed to form a hydroxyl group (-OH) on the surface After the TiO 2 particles were coated with Al(OH) 3 , distilled water was added to wash and filter the TiO 2 particles.

이어서, 상기 TiO2 분말의 중량의 30% 내지 60% 에 해당하는 TEOS(tetraethyl orthosilicate) 및 알킬 그룹 함유 트리에톡시실란(R-Si(OEt)3 (단, R 은 CH2CH2CH3, (CH2)7CH3, (CH2)11CH3), 또는 (CH2)17CH3 의 알킬기)의 혼합액을 첨가하고, 상기 TiO2 분말의 중량의 2 배에 해당하는 에탄올, 상기 TiO2 분말의 중량의 20% 내지 40% 에 해당하는 물, 및 상기 TiO2 분말의 중량의 20%에 해당하는 HCl 을 첨가하고, 교반시키며 6 시간 동안 가수분해하여 상기 Al(OH)3 가 코팅된 TiO2 의 표면을 코팅하였다.Then, tetraethyl orthosilicate (TEOS) and triethoxysilane (R—Si(OEt) 3 containing an alkyl group corresponding to 30% to 60% of the weight of the TiO 2 powder (provided that R is CH 2 CH 2 CH 3 , (CH 2 ) 7 CH 3 , (CH 2 ) 11 CH 3 ), or (CH 2 ) an alkyl group of 17 CH 3 ) is added, and ethanol corresponding to twice the weight of the TiO 2 powder, the TiO 2 Water corresponding to 20% to 40% of the weight of the powder, and HCl corresponding to 20% of the weight of the TiO 2 powder are added, and hydrolyzed for 6 hours with stirring to make the Al(OH) 3 coated The surface of TiO 2 was coated.

이와 관련하여, 반응온도를 40℃ 내지 50℃ 로 유지하면, 반응 시간을 3 시간으로 단축시킬 수 있다.In this regard, if the reaction temperature is maintained at 40°C to 50°C, the reaction time can be shortened to 3 hours.

이어서, (CH3)2-Si-Cl2 를 가수분해하여 상기 TiO2 의 표면을 소수성으로 코팅하여 하이브리드 광촉매를 형성하였다. 구체적으로, 상기 TiO2 분말의 중량의 10% 내지 30% 에 해당하는 (CH3)2-Si-Cl2 를 첨가하고, 교반시키며 2시간 동안 상온에서 반응시켜 TiO2 의 표면을 코팅하여 표면의 소수성을 조절하였다. 표면 소수성의 조절을 위하여, 얻어진 최종 TiO2 분말의 침전 또는 부유되는 정도를 관찰하여 (CH3)2-Si-Cl2 첨가량을 조절하였다.Subsequently, (CH 3 ) 2 -Si-Cl 2 was hydrolyzed to hydrophobically coat the surface of TiO 2 to form a hybrid photocatalyst. Specifically, (CH 3 ) 2 -Si-Cl 2 corresponding to 10% to 30% of the weight of the TiO 2 powder is added, stirred and reacted at room temperature for 2 hours to coat the surface of TiO 2 Hydrophobicity was controlled. For the control of surface hydrophobicity, the amount of (CH 3 ) 2 -Si-Cl 2 added was controlled by observing the degree of precipitation or floating of the final TiO 2 powder obtained.

[실시예 1-2] : 하이브리드 광촉매 도료가 도포된 부재의 제조[Example 1-2]: Preparation of member coated with hybrid photocatalytic paint

상기 하이브리드 광촉매를 수성 도료와 혼합하여 하이브리드 광촉매 도료를 형성하였다. 이어서, 상기 도료를 기판 상에 코팅함으로써 하이브리드 광촉매가 도포된 부재를 형성하였다.The hybrid photocatalyst was mixed with an aqueous paint to form a hybrid photocatalyst paint. Then, the member coated with the hybrid photocatalyst was formed by coating the paint on the substrate.

[비교예 1][Comparative Example 1]

TiO2 를 Al(OH)3, TEOS, R-Si(OEt)3, 및 (CH3)2-SI-Cl2 로서 코팅하는 단계를 수행하지 않고 수성 도료와 혼합하여 광촉매 도료를 형성하였다. 이어서, 상기 도료를 기판 상에 코팅함으로써 광촉매가 도포된 부재를 형성하였다.TiO 2 as Al(OH) 3 , TEOS, R-Si(OEt) 3 , and (CH 3 ) 2 -SI-Cl 2 was mixed with a water-based paint to form a photocatalytic paint without performing a coating step. Then, the member coated with the photocatalyst was formed by coating the paint on the substrate.

도 5 의 (a) 및 (b) 는 상기 실시예에 따른 광촉매의 SEM 이미지이고, (c) 내지 (e) 는 상기 비교예에 따른 광촉매의 SEM 이미지이고, 도 6a 내지 도 6d 는 상기 실시예에 따른 광촉매의 SEM 이미지이며, 도 7a 내지 도 7d 는 상기 비교예에 따른 광촉매의 SEM 이미지이다. 구체적으로, 도 6a, 도6c, 도 7a, 및 도 7c 는 상기 실시예 또는 상기 비교예에 따른 부재를 2 주 동안 350 W/m2 의 세기의 자외선 조건에서 방치하기 전의 SEM 이미지이고, 도 6b, 도 6d, 도 7b, 및 도 7d 는 상기 실시예 또는 상기 비교예에 따른 부재를 2 주 동안 350 W/m2 의 세기의 자외선 조건에서 방치한 후의 SEM 이미지이다.5(a) and (b) are SEM images of the photocatalyst according to the embodiment, (c) to (e) are SEM images of the photocatalyst according to the comparative example, and FIGS. 6a to 6d are the embodiments SEM images of the photocatalyst according to , and FIGS. 7A to 7D are SEM images of the photocatalyst according to the comparative example. Specifically, FIGS. 6A, 6C, 7A, and 7C are SEM images before leaving the member according to the Example or the Comparative Example under an ultraviolet condition of 350 W/m 2 intensity for 2 weeks, and FIG. 6b , 6D, 7B, and 7D are SEM images after leaving the member according to the Example or the Comparative Example in an ultraviolet condition of an intensity of 350 W/m 2 for 2 weeks.

이와 관련하여, 도 6a 내지 도 7d 의 내부에는 길이가 표시된 부분(빨간색 점선 표시된 부분)이 존재한다. 도 6a 에서 상기 길이가 표시된 부분의 길이는 1.029 μm 이고, 도 6b 에서 상기 길이가 표시된 부분의 길이는 1.029 μm 이고, 도 6c 에서 상기 길이가 표시된 부분의 길이는 1.067 μm 이며, 도 6d 에서 상기 길이가 표시된 부분의 길이는 1.067 μm 이다.In this regard, a portion in which a length is indicated (a portion indicated by a red dotted line) is present in FIGS. 6A to 7D . The length of the portion marked with the length in FIG. 6A is 1.029 μm, the length of the portion marked with the length in FIG. 6B is 1.029 μm, and the length of the portion marked with the length in FIG. 6C is 1.067 μm, and in FIG. 6D , the length is The length of the marked area is 1.067 μm.

또한, 도 7a 에서 상기 길이가 표시된 부분의 길이는 877.1 nm 이고, 도 7b 에서 상기 길이가 표시된 부분의 길이는 1.029 μm 이고, 도 7c 에서 상기 길이가 표시된 부분의 길이는 323.9 nm 이며, 도 7d 에서 상기 길이가 표시된 부분의 길이는 400.1 nm 이다.In addition, the length of the portion marked with the length in FIG. 7A is 877.1 nm, the length of the portion marked with the length in FIG. 7B is 1.029 μm, and the length of the portion marked with the length in FIG. 7C is 323.9 nm, and in FIG. 7D The length of the portion marked with the length is 400.1 nm.

또한, 도 6a, 도 6b, 도 7a 및 도 7b 는 배율이 5,000 배이고 가속 전압이 10 kV 인 SEM 이미지이고, 도 6c. 도 6d, 도 7c, 및 도 7d 는 배율이 10,000 배이고 가속 전압이 10 kV 인 SEM 이미지이다.6A, 6B, 7A, and 7B are SEM images with a magnification of 5,000 times and an acceleration voltage of 10 kV, and FIG. 6C. 6D, 7C, and 7D are SEM images with a magnification of 10,000 times and an acceleration voltage of 10 kV.

도 5 를 참조하면, 상기 실시예에 따른 하이브리드 광촉매가 도포된 부재의 TiO2 는 친수성과 소수성을 동시에 가지고 있어 다공성 구조와 매끈한 표면 구조를 동시에 가질 수 있다. 그러나, 상기 비교예에 따른 광촉매가 도포된 부재의 TiO2 는 소수성 또는 친수성 중 어느 하나를 갖기 때문에, 상기 실시예에 따른 하이브리드 광촉매와 상이한 물성을 가질 수 있다.Referring to FIG. 5 , TiO 2 of the member coated with the hybrid photocatalyst according to the embodiment has both hydrophilicity and hydrophobicity, so that it can have a porous structure and a smooth surface structure at the same time. However, since TiO 2 of the member coated with the photocatalyst according to the comparative example has either hydrophobicity or hydrophilicity, it may have different physical properties from the hybrid photocatalyst according to the embodiment.

도 6 내지 도 7 을 참조하면, 상기 하이브리드 광촉매가 도포된 부재(실시예 1-2)는 2 주 동안 350 W/m2 세기의 자외선이 조사되어도 표면의 변화가 미미하나, 상기 광촉매가 도포된 부재(비교예 1)에 2 주 동안 350 W/m2 세기의 자외선을 조사하면 표면에 많은 입자가 형성되는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 상기 하이브리드 광촉매(소수성 및 친수성을 동시에 갖는 TiO2)는 종래의 광촉매(TiO2)에 비해 초킹 현상이 억제되고, 이는 광촉매의 내구성이 향상되었음을 의미한다.6 to 7 , the surface of the member to which the hybrid photocatalyst is applied (Example 1-2) is insignificant even when irradiated with UV light of 350 W/m 2 intensity for 2 weeks, but the photocatalyst is applied to the member (Comparative Example 1) When irradiated with 350 W / m 2 of UV light for 2 weeks, it can be seen that many particles are formed on the surface. Therefore, the hybrid photocatalyst (TiO 2 having both hydrophobicity and hydrophilicity) suppresses the choking phenomenon compared to the conventional photocatalyst (TiO 2 ), which means that the durability of the photocatalyst is improved.

[실험예 1][Experimental Example 1]

광촉매를 제조하기 전의 처리 방법, 첨가 물질, 및 혼합 방법 등을 검토하여 다양한 광촉매 도료를 제조하고, ISO 22197-1 시험법을 통해 상기 광촉매 도료들의 NO 제거 성능(NO 전환 촉매 기능)을 하기 표 1 에 기재하였다.Various photocatalytic paints were prepared by examining the treatment method, additive material, and mixing method before manufacturing the photocatalyst, and the NO removal performance (NO conversion catalyst function) of the photocatalytic paints through the ISO 22197-1 test method is shown in Table 1 described in.

샘플Sample NO 전체량
(μmol)
NO total amount
(μmol)
NO 제거량
(μmol)
NO Removal
(μmol)
NO 제거율
(%)
NO Removal Rate
(%)
NO2 생성량
(μmol)
NO 2 production
(μmol)
AA 7.617.61 0.04 (0.20)0.04 (0.20) 0.530.53 0.01 (25%)0.01 (25%) BB 7.617.61 0.10 (0.50)0.10 (0.50) 1.261.26 0.01 (10%)0.01 (10%) CC 7.637.63 0.15 (0.75)0.15 (0.75) 2.382.38 0.06 (40%)0.06 (40%) DD 7.597.59 0.38 (1.90)0.38 (1.90) 4.964.96 0.01 (3%)0.01 (3%) EE 7.497.49 0.58 (2.90)0.58 (2.90) 7.817.81 0.07 (12%)0.07 (12%) FF 7.597.59 0.59 (2.95)0.59 (2.95) 7.797.79 0.29 (49%)0.29 (49%) GG 7.567.56 1.02 (5.10)1.02 (5.10) 13.4813.48 0.16 (16%)0.16 (16%) HH 7.547.54 1.17 (5.85)1.17 (5.85) 15.5015.50 0.36 (31%)0.36 (31%)

상기 표 1 에서, NO 제거량에서의 괄호 안의 수는 5 시간 동안 제거된 NO 의 양을 의미하고, NO2 생성량에서의 괄호 안의 % 는 (NO2 생성량)/(NO 제거량) 을 의미한다.In Table 1, the number in parentheses in the NO removal amount means the amount of NO removed for 5 hours, and % in the parentheses in the NO 2 production amount means (NO 2 production amount)/(NO removal amount).

또한, 상기 표 1 에서 샘플 A 는 아무런 표면 처리를 하지 않은 TiO2 광촉매를 포함하고, 광촉매 함량이 10%인 도료이고, 샘플 B 는 친수성 함량 및 소수성 함량의 비율이 10 : 90 이고, 광촉매함량이 12% 인 도료이고, 샘플 C 는 친수성 함량 및 소수성 함량의 비율이 20 : 80 이고, 광촉매함량이 12% 인 도료이고, 샘플 D 는 친수성 함량 및 소수성 함량의 비율이 30 : 70 이고, 광촉매함량이 10% 인 도료이고, 샘플 E 는 친수성 함량 및 소수성 함량의 비율이 30 : 70 이고, 광촉매함량이 12% 인 도료이고, 샘플 F 는 친수성 함량 및 소수성 함량의 비율이 40 : 60 이고, 광촉매함량이 12% 인 도료이고, 샘플 G 는 친수성 함량 및 소수성 함량의 비율이 50 : 50 이고, 광촉매 함량이 12% 인 도료이되 디메틸디클로로실란으로 처리되지 않은 것이며, 샘플 H 는 친수성 함량 및 소수성 함량의 비율이 50 : 50 이고, 광촉매함량이 12% 인 도료이다. 이와 관련하여 상기 광촉매함량은 전체 도료 내에 포함되는 하이브리드 광촉매 물질의 중량%를 의미한다.In addition, in Table 1, Sample A contains a TiO 2 photocatalyst without any surface treatment, and is a paint having a photocatalyst content of 10%, and Sample B has a hydrophilic content and a hydrophobic content ratio of 10: 90, and a photocatalyst content 12% of the paint, Sample C is a paint with a hydrophilic content and hydrophobic content ratio of 20:80, a photocatalyst content of 12%, Sample D has a hydrophilic content and hydrophobic content ratio of 30:70, and a photocatalyst content 10% of the paint, Sample E is a paint with a hydrophilic content and hydrophobic content ratio of 30:70, a photocatalyst content of 12%, Sample F has a hydrophilic content and hydrophobic content ratio of 40:60, and a photocatalyst content 12% phosphorus paint, Sample G has a 50:50 ratio of hydrophilic content and hydrophobic content, a 12% photocatalyst content, but not treated with dimethyldichlorosilane, Sample H has a hydrophilic content and hydrophobic content ratio It is 50:50, and it is a paint with a photocatalyst content of 12%. In this regard, the photocatalyst content refers to the weight % of the hybrid photocatalyst material included in the entire paint.

상기 표 1 을 참조하면, 5 시간 동안 NO 를 2.0 μmol 내지 3.0 μml 제거할 수 있으면서, 동시에 NO2 생성량이 상대적으로 적은 IH-0609-1, IH-0609-2, 및 IH-0609-3 도료는 건물 외벽에 도포될 경우 NO 를 효과적으로 제거하면서, 또다른 대기 오염 물질인 NO2 의 생성을 줄일 수 있다.Referring to Table 1, the IH-0609-1, IH-0609-2, and IH-0609-3 paints that can remove 2.0 μmol to 3.0 μml of NO for 5 hours and have a relatively low NO 2 production amount at the same time When applied to the exterior wall of a building, while effectively removing NO, it is possible to reduce the production of NO 2 , another air pollutant.

[실험예 2] [Experimental Example 2]

도 8 의 (a) 내지 (c) 는 상기 실시예 및 비교예에 따른 광촉매의 방오성을 테스트한 사진이다. 구체적으로, 도 8 의 (a) 의 각 사진에서 좌측은 상기 실시예에 따른 부재이고. 우측은 상기 비교예에 따른 부재를 의미한다. 또한, 도 8 의 (b) 는 상기 실시예에 따른 부재의 방오성을 테스트하는 사진이다.8 (a) to (c) are photographs of testing the antifouling properties of the photocatalysts according to the Examples and Comparative Examples. Specifically, the left side in each photo of FIG. 8 (a) is a member according to the embodiment. The right side means the member according to the comparative example. In addition, (b) of FIG. 8 is a photograph for testing the antifouling property of the member according to the embodiment.

도 8 을 참조하면, 종래의 광촉매 도료가 도포된 부재는 물을 뿌려도 오일이 제거되지 않으나, 하이브리드 광촉매 도료가 도포된 부재는 오일이 묻어도 물에 의해 상기 오일이 제거될 수 있음을 확인할 수 있다. 다만, 상기 물에 의해 오일이 제거되는 효과는 상기 표 1 에서 NO 제거량이 3.0 μmol/5h (0.6 μmol/h) 이상인 샘플에서 관찰되었다.Referring to FIG. 8 , the conventional photocatalytic paint-coated member does not remove oil even when water is sprayed on it. . However, the effect of removing the oil by the water was observed in the samples in Table 1 with a NO removal amount of 3.0 μmol/5h (0.6 μmol/h) or more.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present application is for illustration, and those of ordinary skill in the art to which the present application pertains will understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present application. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a dispersed form, and likewise components described as distributed may also be implemented in a combined form.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present application is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present application.

Claims (16)

광촉매에 있어서,
광촉매 입자;
상기 광촉매 입자의 표면 상에 형성된 친수성부; 및
상기 광촉매 입자의 표면 상에 형성된 소수성부;
를 포함하되,
상기 소수성부와 상기 친수성부는 적어도 일부가 연결되는 형태로 상기 광촉매 입자의 표면 상에 형성되는 것인,
하이브리드 광촉매.
In the photocatalyst,
photocatalytic particles;
a hydrophilic part formed on the surface of the photocatalyst particle; and
a hydrophobic part formed on the surface of the photocatalyst particle;
including,
The hydrophobic part and the hydrophilic part will be formed on the surface of the photocatalyst particle in a form in which at least a part is connected,
Hybrid photocatalyst.
제 1 항에 있어서,
상기 친수성부는 Al(OH)3를 포함하는 것인, 하이브리드 광촉매.
The method of claim 1,
The hydrophilic portion Al(OH) 3 Will include, a hybrid photocatalyst.
제 2 항에 있어서,
상기 Al(OH)3의 전구체는 Al2(SO4)3이고, 상기 Al(OH)3 는 상기 전구체에 대한 가수 분해 및 pH 조절에 의해 형성되는 것인, 하이브리드 광촉매.
3. The method of claim 2,
The Al(OH) 3 precursor is Al 2 (SO 4 ) 3 , and the Al(OH) 3 is formed by hydrolysis and pH adjustment of the precursor, a hybrid photocatalyst.
제 1 항에 있어서,
상기 광촉매 입자는 TiO2 를 포함하는 것인, 하이브리드 광촉매.
The method of claim 1,
The photocatalyst particle is a hybrid photocatalyst comprising TiO 2 .
제 1 항에 있어서,
상기 소수성부는 하기 구조식 1 로서 표시되는 물질이 가수 분해 처리된 물질을 포함하는 것인, 하이브리드 광촉매:
[구조식 1]
Figure pat00005

(구조식 1 에서, R1 내지 R4 는 각각 독립적으로 F, Cl, Br, 또는 I 의 할로겐 원소, H, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 의 선형 또는 분지형의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 의 사이클로알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 의 헤테로아릴기임).
The method of claim 1,
The hydrophobic part is a hybrid photocatalyst, wherein the material represented by the following Structural Formula 1 includes a hydrolyzed material:
[Structural Formula 1]
Figure pat00005

(In Structural Formula 1, R 1 to R 4 are each independently F, Cl, Br, or I of a halogen element, H, a substituted or unsubstituted C 2 to C 20 linear or branched alkyl group, substituted or unsubstituted a C 2 to C 20 aryl group, a substituted or unsubstituted C 2 to C 20 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C 2 to C 20 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C 2 to C 20 alky a nyl group, a substituted or unsubstituted C 2 to C 20 cycloalkyl group, or a substituted or unsubstituted C 2 to C 20 heteroaryl group).
광촉매의 제조 방법에 있어서,
광촉매 입자 상에 친수성부를 형성하는 단계; 및
상기 광촉매 입자 상에 소수성부를 형성하는 단계,
를 포함하는, 하이브리드 광촉매의 제조 방법.
In the method for producing a photocatalyst,
forming a hydrophilic part on the photocatalyst particles; and
forming a hydrophobic portion on the photocatalyst particles;
A method for producing a hybrid photocatalyst comprising a.
제 6 항에 있어서,
상기 친수성부를 형성하는 단계는 상기 친수성부의 전구체(precursor)를 가수분해하는 단계를 포함하는 것인, 하이브리드 광촉매의 제조 방법.
7. The method of claim 6,
The method for producing a hybrid photocatalyst, wherein the forming of the hydrophilic part comprises the step of hydrolyzing a precursor (precursor) of the hydrophilic part.
제 7 항에 있어서,
상기 친수성부를 형성하는 단계는 pH 가 7.5 내지 9.5 인 환경에서 수행되는 것인, 하이브리드 광촉매의 제조 방법.
8. The method of claim 7,
The method for producing a hybrid photocatalyst, wherein the forming of the hydrophilic part is performed in an environment having a pH of 7.5 to 9.5.
제 6 항에 있어서,
상기 소수성부를 형성하는 단계는, 상기 광촉매 입자를 하기 구조식 1 로서 표시되는 제 1 소수성 물질로서 코팅하는 단계 및 상기 광촉매 입자를 하기 구조식 1 로서 표시되는 제 2 소수성 물질로서 코팅하는 단계를 포함하는 것인, 하이브리드 광촉매 도료의 제조 방법:
[구조식 1]
Figure pat00006

(구조식 1 에서, R1 내지 R4 는 각각 독립적으로 F, Cl, Br, 또는 I 의 할로겐 원소, H, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 의 선형 또는 분지형의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 의 사이클로알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 의 헤테로아릴기임).
7. The method of claim 6,
The step of forming the hydrophobic part comprises the steps of coating the photocatalyst particles as a first hydrophobic material represented by the following Structural Formula 1 and coating the photocatalyst particles as a second hydrophobic material represented by the following Structural Formula 1 , a method for preparing a hybrid photocatalytic paint:
[Structural Formula 1]
Figure pat00006

(In Structural Formula 1, R 1 to R 4 are each independently F, Cl, Br, or I of a halogen element, H, a substituted or unsubstituted C 2 to C 20 linear or branched alkyl group, substituted or unsubstituted a C 2 to C 20 aryl group, a substituted or unsubstituted C 2 to C 20 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C 2 to C 20 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C 2 to C 20 alky a nyl group, a substituted or unsubstituted C 2 to C 20 cycloalkyl group, or a substituted or unsubstituted C 2 to C 20 heteroaryl group).
제 9 항에 있어서,
상기 제 1 소수성 물질 및 상기 제 2 소수성 물질은 각각 독립적으로 TEOS(tetraethyl orthosilicate), R-Si-(OEt)3 (단, R 은 CH2CH2CH3, (CH2)7CH3, (CH2)11CH3), 또는 (CH2)17CH3), 디메틸디클로로실란 (Dimethyldichlorosilane), 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는 것인, 하이브리드 광촉매의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
The first hydrophobic material and the second hydrophobic material are each independently TEOS (tetraethyl orthosilicate), R-Si-(OEt) 3 (provided that R is CH 2 CH 2 CH 3 , (CH 2 ) 7 CH 3 , ( CH 2 ) 11 CH 3 ), or (CH 2 ) 17 CH 3 ), dimethyldichlorosilane (Dimethyldichlorosilane), and a method for producing a hybrid photocatalyst comprising one selected from the group consisting of combinations thereof.
제 10 항에 있어서,
상기 소수성부를 형성하는 단계는 상기 제 1 소수성 물질 및/또는 상기 제 2 소수성 물질을 가수분해 하는 단계를 포함하는 것인, 하이브리드 광촉매의 제조 방법.
11. The method of claim 10,
The forming of the hydrophobic portion will include hydrolyzing the first hydrophobic material and/or the second hydrophobic material.
제 10 항에 있어서,
상기 제 1 소수성 물질은, 상기 친수성부와 적어도 일부가 연결되는 형태로 상기 광촉매 입자의 표면 상에 형성되는 것인, 하이브리드 광촉매의 제조 방법.
11. The method of claim 10,
The method for producing a hybrid photocatalyst, wherein the first hydrophobic material is formed on the surface of the photocatalyst particle in a form in which at least a part of the hydrophilic part is connected.
제 12 항에 있어서,
상기 제 2 소수성 물질은, 상기 친수성부 또는 상기 제 1 소수성 물질과 적어도 일부가 연결되는 형태로 상기 광촉매 입자의 표면 상에 형성되는 것인, 하이브리드 광촉매의 제조 방법.
13. The method of claim 12,
The method for producing a hybrid photocatalyst, wherein the second hydrophobic material is formed on the surface of the photocatalyst particles in a form in which at least a part of the hydrophilic part or the first hydrophobic material is connected.
광촉매 도료에 있어서,
제1항에 따른 하이브리드 광촉매; 및
바인더를 포함하는,
하이브리드 광촉매 도료.
In the photocatalytic paint,
The hybrid photocatalyst according to claim 1; and
comprising a binder;
Hybrid photocatalytic paint.
광촉매 도료의 제조 방법에 있어서,
제 6 항에 따른 하이브리드 광촉매 제조 방법에 의해 하이브리드 광촉매를 제조하는 단계; 및
상기 하이브리드 광촉매를 바인더와 혼합하는 단계,
를 포함하는,
하이브리드 광촉매 도료의 제조 방법.
In the method for producing a photocatalytic paint,
preparing a hybrid photocatalyst by the method for preparing a hybrid photocatalyst according to claim 6; and
mixing the hybrid photocatalyst with a binder;
containing,
A method for producing a hybrid photocatalytic paint.
부재; 및
상기 부재 상에 도포된 제 14 항에 따른 하이브리드 광촉매 도료;
를 포함하는, 광촉매 도포재.
absence; and
The hybrid photocatalytic paint according to claim 14 applied on the member;
Including, a photocatalyst coating material.
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