KR20220110623A - 항균 금속 촉매 및 이를 포함하는 항균 필터 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 항균 필터는 다공성의 담지체에 백금, 구리, 망간, 철 등 항균 특성을 가지는 금속촉매가 합금 형태로 담지됨에 따라 담지체의 특성인 미세 분진의 제거, 플라보노이드 발산 등의 효과와 항균성이 동시에 발현되는 효과를 가지며, 이에 따라 공기정화장치, 공조설비 등에 삽입되는 필터류 이외에도 개인용 마스크나 필터교체형 마스크 등에도 폭넓게 사용 가능하다.

Description

항균 금속 촉매 및 이를 포함하는 항균 필터{A antibacterial metal catalyst and antibacterial filter having thereof}
본 발명은 항균 금속 촉매 및 이를 포함하는 항균 필터에 관한 것으로, 상세하게는 다공성의 담지체에 백금, 구리, 망간, 철 등 항균 특성을 가지는 금속촉매가 합금 형태로 담지되고, 이를 고분자 용액에 혼합한 후 방사함으로써 담지체 및 금속 촉매의 특성인 미세 분진의 제거, 항균성 등이 동시에 발현될 수 있는 항균 금속 촉매 및 이를 포함하는 필터에 관한 것이다.
활성탄은 탄소물질 혹은 탄소를 포함하는 물질을 활성화시킨 것으로서 표면적이 크고 흡착력이 강한 특성을 지닌다. 활성탄의 흡착능력은 기공의 크기분포 및 표면적에 의존한다. 활성탄의 용도별 분류로는 기상흡착용, 액상흡착용, 촉매용, 특수 공정용 (폐수처리용, 의약용 활성탄 등) 등으로 구분된다.
기상흡착용 활성탄의 경우 미세기공이 발달한 활성탄을 주로 사용하며 담배필터, 공기정화, 용제 회수, 자동차용 캐니스터(canister), 방독마스크, 가스정제 등에 응용된다. 액상흡착용 활성탄은 분자가 큰 물질이 잘 흡착되도록 중간기공 및 거대기공이 발달된 활성탄을 사용하며 정수, 폐수정화, 당액탈색 등의 응용분야에 적용된다. 촉매의 담체용 활성탄은 촉매물질이 흡착되어도 높은 비표면적을 유지할 수 있도록 중간기공이 발달한 고강도, 저 회분의 특성을 지닌 활성탄을 주로 사용한다.
이와 같이, 물을 포함한 다양한 용매들과 공기를 포함한 다양한 기체들에서 다양한 모양을 갖는 활성탄은 낮은 가격, 낮은 질량, 높은 비표면적, 다양한 화학약품에 안정, 고온에서의 안정적 구조유지 등의 장점 등으로 산업에 많이 사용되고 있다.
또한 다공성의 활성탄에 신규 기능 즉 화학적 촉매의 기능을 갖는 백금, 팔라듐 등을 첨가한 화학반응용 활성탄, 염소와 VOC(휘발성 유기 화합물) 유해가스 제거를 위한 할라이드(halide)화물 형성이 가능한 금속들을 첨가한 유해 가스 제거의 기능을 갖는 활성탄 등이 개발되었다.
하지만 우리의 생활에 위에서 언급한 다양한 기능의 활성탄이 기체나 액체 내에서 사용되는 동안, 상기 기체나 액체 내에는 항상 다양한 종류의 미생물 세균과 미생물이 번식하기 위한 다양한 영양분들이 동시에 존재할 수 있다. 이러한 미생물들이나 영양분들은 다공성 활성탄내에 쉽게 흡착되며, 흡착된 미생물들은 같이 존재하는 영양분들에 의해 급격한 번식을 일으킬 수 있다. 그 결과 활성탄 비표면적의 급속한 감소로 다양한 물질들의 흡착 기능이 급격히 감소한다.
최근에는 활성탄의 흡착성능을 오래 유지할 수 있도록 항균기능을 갖는 재료를 활성탄에 첨가하여 활성탄에 흡착한 미생물이나 바이러스들의 성장을 방지하며 사용기간을 증대시키는 연구들이 많이 개발되었다. 가장 단순한 방법은 방부제 역할을 하는 화학약품에 활성탄을 담지한 후 건조시키는 화학약품처리의 항균 활성탄 제조이다. 하지만 이는 화학물질들이 미생물이나 박테리아의 내성을 키우고 내성에 따라 변종형이 발생하기 쉽다는 단점이 있다. 또한 화학물질 항균제는 열에 약하여 쉽게 분해되고 장기간 사용이 어려우며 열에 쉽게 증발되거나 쉽게 물에 녹아 또 다른 오염을 만드는 단점을 가지고 있다.
이런 화학적 약품의 함침에 의한 단점을 해결하기 위하여 항균성을 갖는 은, 구리 아연 또는 이의 합금 등의 나노입자들을 활성탄에 첨가하는 방법이 시도되었다. 기존의 유기 화학약품의 살균제와는 달리, 이런 무기물의 금속 나노입자들에 의한 항균 방법들은 박테리아의 내성과 관계 없고, 열에서 안정함을 보여 사용시간을 늘려줌과 동시에 고온에서 증발되지 않고 쉽게 용출되지 않는 장점들이 있다.
이러한 종래의 활성탄에 금속 나노입자를 형성하는 방법은 대부분 화학적인 방법이다. 예를 들면 AgNO3 와 같은 금속 염의 용액에 활성탄을 침지시켜 활성탄 내에 AgNO3 용액을 함침시킨 후, 여기에 환원제, 분산제 등을 첨가하여 금속의 이온들을 환원시켜 금속 나노입자들을 활성탄 내에 형성하는 것이다.
그러나 이 경우 탄소 섬유(fiber)의 은 나노입자에 의한 항균 살균 효과들은 관찰하였으나 대부분의 은 나노입자들이 탄소 섬유(fiber) 표면에 형성되어 활성탄이 갖는 높은 비표면적에 의한 흡착 기능을 거의 상실하는 문제점이 있었다. 또한 표면에 형성된 입자들은 기계적 마모에 의해 쉽게 손실되고 이로 인한 은 나노입자의 급격한 용출이 발생하며 정화가 되어야 할 균의 정착지점(미세기공)에는 나노입자의 형성이 어렵다는 단점이 있으며, 활성탄에 로딩된 은 나노입자의 빠른 용출은 활성탄의 항균 성능의 급격한 감소 및 겉 표면에 형성된 나노입자의 용해 시 급속한 항균 성능 저하로 이어지면서 활성탄 항균기능 지속성 저하를 초래하는 단점들이 존재하였다.
대한민국 공개특허 제10-2020-0053773호 (2020년 05월 19일)
본 발명은 상기와 같은 단점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 상세하게는 다공성의 담지체에 백금, 구리, 망간, 철 등 항균 특성을 가지는 금속촉매가 합금 형태로 담지되고, 이를 고분자 용액에 혼합한 후 방사함으로써 담지체 및 금속 촉매의 특성인 미세 분진의 제거, 항균성 등이 동시에 발현될 수 있는 항균 금속 촉매 및 이를 포함하는 필터의 제공을 목적으로 한다.
본 발명은 항균 금속 촉매 및 이를 포함하는 필터에 관한 것이다.
본 발명의 일 양태는, a) 담지체를 준비하는 단계; b) 상기 담지체를 분쇄하는 단계; c) 상기 담지체에 금속 전구체 용액 및 환원제와 혼합하여 전구체 혼합물을 제조한 후, 파장에너지를 처리하는 단계; 및 d) 상기 전구체 혼합물을 환원시켜 금속 나노입자가 담지된 담지체를 수득하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 항균 금속 촉매에 관한 것이다.
본 발명에서 상기 담지체는 산화규소(SiO2), 산화티타늄(TiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화아연(ZnO2), 산화지르코늄(ZrO2), 산화망간(MnO2), 산화철(Fe2O3), 산화바나듐(V2O5), 산화주석(SnO2), 산화텅스텐(WO3), 산화세륨(CeO2), 카본블랙, 비장탄, 활성탄, 백탄, 열탄, 검탄, 감귤숯, 코코넛숯 및 대나무숯에서 선택되는 어느 하나 또는 복수인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 c) 단계는 상기 분산액에 금속 전구체를 용해시키고 100 내지 200℃의 열을 가하여 진행하는 것을 특징으로 하며, 상기 금속전구체는 금속의 카르보닐, 아세틸아세토네이트, 알콕사이드 및 금속염에서 선택되는 어느 하나 또는 복수의 형태를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 환원제는 수소화붕소나트륨(NaBH4), 수소화알루미늄리튬(LiAlH4) 및 디이소부틸알루미늄하이드라이드(DIBALH)에서 선택되는 어느 하나 또는 복수를 포함할 수 있으며, 상기 파장에너지는 마이크로웨이브, 전자빔, 플라즈마, 전자기파 및 방사선에서 선택되는 어느 하나 또는 복수인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 d) 단계는, d1) 상기 전구체 혼합물에 포함된 용매를 증발시키켜 반응물을 수득하는 단계; d2) 진공관에 상기 반응물을 삽입하고 내부 공기를 제거하는 단계; 및 d3) 상기 진공관 내에 수소를 공급하고 수소 분위기에서 500 내지 1,000℃로 가열하여 금속전구체를 환원하여 금속 나노입자가 담지된 담지체를 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 양태는 상기 제조방법으로 제조된 항균 금속촉매를 포함하는 항균 필터로, 상기 항균필터는 백금, 구리, 망간, 철, 코발트, 니켈, 아연, 루비듐, 로듐, 은, 인듐, 주석 및 금에서 선택되는 복수의 금속의 합금을 금속촉매로 포함하는 것을 특징으로 한다. 이때 상기 금속촉매는 백금과 구리가 1 내지 9 : 9 내지 1 중량비로 포함된 합금이며, 상기 항균 필터는 멜트블로운법으로 제조된 부직포인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 항균 필터는 상기와 같이 감귤숯에 백금, 구리, 망간, 철 등 항균 특성을 가지는 금속촉매가 합금 형태로 담지됨에 따라 감귤숯의 특성인 미세 분진의 제거, 플라보노이드 발산 등의 효과와 항균성이 동시에 발현되는 효과를 가지며, 이에 따라 공기정화장치, 공조설비 등에 삽입되는 필터류 이외에도 개인용 마스크나 필터교체형 마스크 등에도 폭넓게 사용 가능하다.
이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명에 따른 항균 금속 촉매 및 이를 포함하는 항균 필터를 더욱 상세히 설명한다. 다만 다음에 소개되는 구체 예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다.
따라서 본 발명은 이하 제시되는 구체 예들은 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수 있으며, 이하 제시되는 구체 예들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 기재된 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
또한 명세서 및 첨부된 특허 청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태로 포함하는 것으로 의도할 수 있다.
본 발명에 따른 감귤숯이 담지된 항균필터는,
a) 담지체를 준비하는 단계;
b) 상기 담지체를 분쇄하는 단계;
c) 상기 담지체에 금속 전구체 용액 및 환원제와 혼합하여 전구체 혼합물을 제조한 후, 파장에너지를 처리하는 단계; 및
d) 상기 전구체 혼합물을 환원시켜 금속 나노입자가 담지된 담지체를 수득하는 단계;
의 단계를 순차적으로 진행하여 제조될 수 있다.
상기 a) 단계는 담지체를 준비하는 단계로, 상기 담지체는 다공성 구조를 가져 후술할 금속 나노입자를 표면 또는 기공 내부에 담지하는 일종의 운반체(carrier) 역할을 한다.
본 발명에서 상기 담지체는 종류를 한정하는 것은 아니나, 카본블랙, 비장탄, 활성탄, 백탄, 열탄, 검탄, 감귤숯, 코코넛숯 및 대나무숯 등을 포함할 수 있으며, 이외에도 참나무, 코르크, 코랄샌드, 규조토, 탄산칼슘, 알루미나, 실리카, 산화규소(SiO2), 산화티타늄(TiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화아연(ZnO2), 산화지르코늄(ZrO2), 산화망간(MnO2), 산화철(Fe2O3), 산화바나듐(V2O5), 산화주석(SnO2), 산화텅스텐(WO3), 산화세륨(CeO2) 등의 다공성물질을 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 담지체로 더욱 바람직하게는 감귤숯을 들 수 있다. 상기 감귤숯은 플라보노이드와 같이 동물체에 유용한 성분을 함유하고 있는 감귤을 탄화시킴으로써 숯의 특징인 다공성 구조를 통해 미세먼지나 악취 등을 흡착함과 동시에 암을 일으키는 효소의 활동을 억제하고 폐 기능이 최상을 유지하도록 하는 효과를 가진다.
상기 감귤(Citrus unshiu)은 펙틴(Pectin)질, 각종 정유 성분, 헤스페리딘(Hesperidin) 등의 생리활성 성분이 많이 함유되어 있어 한국인에게 생식으로 가장 많이 이용되는 과일 중의 하나이며, 약용으로도 예로부터 그 효과를 인정받아 두루 사용되어 오고 있다. 또한 감귤 정유에 포함되는 주성분 중 하나인 d-리모넨(d-limonene)이 인체 및 환경에 유해한 영향을 주지 않으면서 유용한 생리활성을 다양하게 가진 물질로, 선진국에서는 이를 이용하여 강력세정제로 사용하며 또한 시트러스 계열의 정유성분에는 살충성 및 항균성이 있는 것으로 알려져 아스페르질루스(Aspergillus) 속의 곰팡이류 등 다양한 곰팡이 병원균에 항균성을 나타낸다는 보고가 있다.
구체적으로 감귤에는 나리루틴, 헤스페리딘, 네오헤스페디린, 나린진, 노빌레틴, 탄제레틴 및 루틴과 같은 플라보노이드를 다량 함유하고 있는 바, 특히 나린진의 경우 암과 관련된 효소의 활동을 억제시키는 효과를 갖기 때문에 폐 건강과 기능 향상에 좋다.
또한 목재 등을 태워서 만든 통상의 숯 속에는 규산, 철, 알루미나, 티타늄, 망간, 석회, 마그네시아, 칼리, 소다, 인산, 탄산, 유황과 같은 미량성분들이 함유되어 있고, 다공질 구조를 가지며, 원적외선 및 음이온을 방사하기 때문에 미생물의 증식, 토양개량, 정화, 산성비의 유해방지, 농도에 따라 영양제 및 제조체로도 사용되며; 가축의 설사시 지사 및 정장용으로 활용되고; 한방에서는 '죽역'이라하여 중풍(뇌졸증), 소갈증(당료) 등의 열성질환 치료에 까지 널리 활용되고 있다.
상기와 같이 감귤숯은 원적외선과 음이온을 방사하고 각종 미네랄을 함유하고 있으며, 다공질 구조인 숯의 다양한 기능을 보유함과 동시에 플라보노이드 성분의 유용한 성분을 통해 피부나 호흡기의 염증을 제거하거나 예방하는 효과를 가진다.
본 발명에서 상기 감귤숯은 제조방법을 한정하지 않으며, 예를 들어 대한민국 공개특허 제10-2004-0015504호와 같이 수거된 감귤 과피를 일정 형태의 입방체로 압착 성형하는 과정과; 성형 후 가열로에 장입하고 불활성가스의 분위기하에서 400 내지 800℃, 더욱 바람직하게는 600 내지 800℃의 온도로 0.5 내지 5 시간, 더욱 바람직하게는 1 내지 3시간 가열하여 탄화시키는 과정과; 탄화된 과피에 수증기를 가한 후 충분히 건조시켜 숯을 만드는 과정을 포함할 수 있다.
이때, 탄화온도범위를 400 내지 800℃로 한정하는 이유는 400℃ 이하에서는 산성화도가 높고, 800℃ 이상에서는 강한 알카리성이 되기 때문에 약한 알카리성이 유지되는 400 내지 800℃의 탄화온도가 가장 적당하기 때문이며, 가열시간을 한정하는 이유의 경우에도 0.5시간 이하로 가열하게 되면 과피 내 휘발성분이 충분히 연소되지 못하여 불순물로 잔류하게 되고, 5시간 이상으로 가열하게 되면 과피의 과소가 일어나 탄(숯)을 제조할 수 없기 때문에 상기 범위의 가열 시간 내에서 가열함이 바람직하다.
이와 같은 가열과정에서 과피에 함유되어 있던 수분은 탈수됨과 동시에 불활성가스와 결합되면서 배출가스로 배출되게 되며, 과피중 일부성분은 산소와 결합되어 산화되게 된다.
정해진 가열시간이 지나면 가열을 멈추고 가열로 내부의 가스를 완전히 배출시킨 다음 재차 새로운 불화성가스를 도입시켜 다시 동일온도 범위에서 약 10분간 재가열하여 감귤 과피를 완전 탄화시키도록 한다.
이러한 과정에서 과피에 함유된 수분은 완전히 제거되게 되며 순수한 탄소성분만이 남게 되고, 아울러 과피에 함유되어 있던 기화되기 어려운 미량의 유용 금속원소들은 그대로 과피에 잔류된 상태를 유지하게 된다. 이어, 충분히 공냉시킨 후 다시 수증기를 가한 다음 건조시킴으로써 감귤숯이 완성되게 된다.
또한 상기 담지체는 필요에 따라 아세트산 등의 산성물질이나 탄산수소나트륨, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화칼슘, 암모니아 등의 염기성물질, 오존, 플라즈마 등으로 표면처리하는 공정을 더 진행할 수도 있다.
상기 표면처리에 의하여 담지체에 존재하는 불순물을 제거할 수 있고, 담지체의 표면적이 증가하며 담지체의 표면에 수산화기, 카르복실기, 에테르기, 에스테르기 등이 도입되어 후술할 금속 입자 이외에도 미세먼지나 악취 성분, 휘발성 유기 화합물(Volatile Organic Compounds:VOC) 등의 유해성분을 더욱 효과적으로 흡착할 수 있다.
상기와 같이 담지체가 준비되면, 담지체의 입자를 더욱 세립화하기 위해 분쇄하는 단계를 진행할 수 있다.
상기 담지체를 분쇄하는 방법은 본 발명에서 한정하지 않으나, 바람직하게는 볼밀링 방법으로 진행하는 것이 좋다. 여기서 볼 밀링 방법이란 금속이나 세라믹 등의 분말 입자를 다수의 볼(Ball)과 함께 용기 내에 장입시켜 분말 입자를 혼합함과 동시에 볼들의 접촉 또는 볼들과 용기 사이의 접촉에 의해 상기 분말 입자들을 서로 압착하면서 그 압착된 것들을 다시 분쇄하는 과정을 반복함으로써 높은 기계적 에너지를 가하는 공정을 말한다.
이러한 볼 밀링 방법은 미세 분말을 얻기 위한 기계적 분쇄화(Mechanical Grinding)나 서로 다른 두 종류 이상의 금속 입자들을 높은 기계적 에너지로 합금화시키기 위한 기계적 합금화(Mechanical Alloying)에 사용되어 온 방법이다.
상기 고에너지 볼밀링에 필요한 장치는 밀링용기와 밀링볼을 포함하고, 재질은 지르코니아 계열, 철 계열, 텅스텐 카바이드 계열 등일 수 있으나, 본 발명의 발명의 범위가 여기에 한정되지 않는다.
상기 고에너지 볼밀링은 쉐이커밀(shaker mill), 진동밀(vibratory mill), 플라네타리밀(planetary mill), 어트리터밀(attritor mill) 등을 사용하여 수행할 수 있다.
이러한 볼 밀링에 의하여 가해지는 기계적 에너지는 볼 밀링 속도(장비의 운전 속도로서 볼 밀링이 이루어지는 용기의 공전 속도를 의미한다), 볼 밀링 시간, 볼과 원료의 중량비, 및/또는 볼 크기/용기 용량(㎜/㎖) 등의 변수와 볼 밀링을 어떠한 장치가 수행하는가에 따라서 달라질 수 있다.
본 발명에서 상기 볼밀링 조건은 본 발명에서 한정하는 것은 아니나, 볼과 담지체의 중량비는 1 : 5 내지 20 중량비 중량비인 것이 좋으며, 볼의 평균직경은 0.1 내지 25㎜, 볼 밀링 속도는 500 내지 1500rpm, 시간은 1시간 내지 10 시간인 것이 바람직하다. 또한 상기와 같이 분쇄된 담지체는 평균직경이 0.02 내지 10㎛ 인 것이 후술할 항균 필터를 이루는 섬유에 포함할 경우, 섬유의 방사성을 해치지 않을 수 있어 좋다.
다음으로 상기 담지체에 금속 전구체 용액 및 환원제와 혼합하여 전구체 혼합물을 제조할 수 있다.
상기 전구체 혼합물은 상기 금속 나노입자를 생성하기 위해 첨가되는 것으로, 상기 금속 나노입자는 항균, 소취, 전자파차폐, 원적외선 방출 등의 복합적인 효과를 가진다. 특히 백금의 경우 살균 기능을 가지는데, 이를 미량동 작용(oligodynamic action)이라 한다.
미량 살균 작용이라고도 불리는 미량동 작용은 콜로이드가 세포 원형질 속의 설퍼하이드릴기(-SH)와 강하게 결합하여 산화환원계를 저해하는 작용으로 세균이나 균류가 구리의 표면을 지나갈 때, 구리 원자가 미생물의 대사작용을 교란시켜 그 결과, 몇 시간 안에 미생물이 죽게 된다.
상기 미량동 작용은 백금 이외에도 은, 납, 수은, 구리, 코발트, 주석 등의 금속이 있고 그 중에서도 병원체를 비교적 빨리 죽이고 다른 금속과는 다르게 독성이 없는 구리와 은, 백금 등이 일반적으로 많이 사용되고 있다. 이로 인해 냄새를 유발하는 세균의 제거로 탈취, 소취효과도 있다.
상기 금속 나노입자는 상술한 용매, 안정화제나 환원제, 기타 첨가제 등에 의해 금속 나노입자의 조성, 크기, 구조 등을 다양하게 조절할 수 있다. 예를 들어 사용되는 금속전구체의 종류나 농도, 몰비 등을 조절함에 따라 환원되는 나노입자의 크기를 조절할 수도 있으며, pH 및 사용되는 환원제의 종류에 따라서도 나노입자의 형태 등을 조절할 수 있다.
상기 금속 전구체는 백금(Pt), 구리(Cu), 망간(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 아연(Zn), 루비듐(Rb), 로듐(Rh), 은(Ag), 인듐(In), 주석(Sn) 및 금(Au)이나 란탄족 등과 같은 금속의 금속 카르보닐, 금속 아세틸아세토네이트, 금속 알콕사이드, 금속염(예컨대, Cl-, NO3 -, SO4 2-, PO4 3- 등과의 염) 등을 포함할 수 있다.
구체적으로 상기 금속 전구체의 예를 들면 염화금산칼륨(KAuCl4), 염화금산나트륨(NaAuCl4), 염화금산(HAuCl4), 브롬화금산나트륨(NaAuBr4), 염화금(AuCl), 염화금(Ⅲ)(AuCl3), 브롬화금(AuBr3), 소듐 테트라클로로 플레티네이트(Na2PtCl4), 포타슘 테트라클로로 플레티네이트(K2PtCl4), 백금 클로라이드(PtCl2) 및 염화 백금산(H2PtCl6) 등이 있다. 이들은 모두 물과 같은 용매에 쉽게 용해되며, 환원에 의해 고체화될 때 담지체의 기공 내에서 나노 크기로 전환됨으로써 담지효과를 극대화할 수 있다.
또한 상기 금속 카르보닐의 예를 들면, Fe(CO)5, Fe(C5H5)2, Co(CO)3(NO), Co(CO)3(C5H5), Co2(CO)8, Cr(CO)6, Ni(CO)4, Mn2(CO)10 등을 포함할 수 있으며, 금속 아세틸아세토네이트의 예는 Pt(acac)2, Pd(acac)2, Fe(acac)3, Co(acac)2, Sn(acac)3, Ba(acac)2 등을 포함할 수 있다. 금속 알콕사이드의 예는 티타늄 알콕사이드(예컨대, Ti(O-i-C3H7)4), 지르코늄 알콕사이드(예컨대, Zr(O-C4H9)4 등을 포함할 수 있으며, 금속염의 예는 PdCl2, Pd(NO3)2, FeCl3, FeCl2, Fe(NO3)3, FeSO4, CoCl3, CoCl2, Co(NO3)3, NiSO4, NiCl2, Ni(NO3)2, TiCl4, ZrCl4, H2PtCl6, H2PdCl6, BaCl2, BaSO4, BaCl2, BaSO4, RhCl3 등을 포함할 수 있다.
상기 금속 전구체는 이 외에도, 다양한 금속 전구체(예컨대, Pt(CF3COCHCOCF3)2, Pt(O)(triphenylphosphine)4(CO)x, Na2PdCl4, Ag(CF3COO), 질산구리, 할로젠화구리, 아세트산구리, 인산구리, 구리알콕사이드 등)를 사용할 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 둘 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 금속 전구체로 더욱 바람직하게는 소듐 테트라클로로 플레티네이트(Na2PtCl4), 포타슘 테트라클로로 플레티네이트(K2PtCl4), 백금 클로라이드(PtCl2) 및 염화 백금산(H2PtCl6) 등의 백금 전구체와 질산구리, 할로젠화구리, 아세트산구리, 인산구리, 구리알콕사이드 등의 구리 전구체를 혼합하는 것이 바람직하다.
상기 백금은 반자성 물질로서 이온 작용으로 인해 유기물질이나 무기물질, 특히 휘발성유기화합물과의 친화성이 높기 때문에 상기 담지체 내부에 담지될 경우 상기 담지체의 다공성 구조와 함께 유해물질을 흡착하는 효과가 증대된다. 또한 구리의 경우 상술한 미량동 효과가 가장 큰 금속이기 때문에 유해물질의 흡착효과를 더욱 증가시킴과 동시에 세균, 박테리아, 바이러스 등의 균주를 사멸시키는 효과를 가진다.
상기와 같이 백금 전구체와 구리 전구체를 혼합하는 경우 혼합비를 한정하는 것은 아니나, 백금 전구체 100 중량부 대비 구리 전구체 10 내지 900 중량부, 더욱 바람직하게는 50 내지 100 중량부의 비율로 혼합하는 것이 바람직하다.
상기 환원제는 상술한 액체 상태의 금속 전구체를 환원하여 나노 입자 형태의 금속으로 형성하기 위한 것으로, 상기 환원제는 상술한 금속원소를 포함하는 화합물과의 반응에 의해 이들 원소를 포함하는 소정의 화합물을 제조할 때 필요한 환원반응을 유발할 수 있는 물질이라면 특별히 제한하지 않으며, 유기물 또는 무기물 환원제를 포함한 공지의 환원제를 사용할 수 있다.
이러한 환원제의 예를 들면 수소화붕소나트륨(NaBH4), 수소화알루미늄리튬(LiAlH4), 디이소부틸알루미늄하이드라이드(DIBALH) 등이 있으며, 이들은 단독으로 또는 둘 이상 혼합하여 사용하여도 좋다.
상기 환원제의 첨가량은 최종 환원되는 금속 나노입자의 비율에 따라 달라지므로 특별히 제한되는 것은 아니나, 상기 금속 전구체 용액 100 중량부 대비 0.1 내지 10 중량부의 비율로 첨가되는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 파장에너지는 상기 금속 전구체 용액, 환원제 및 담지체의 혼화성을 높여 균일한 촉매를 제조하기 위한 것으로, 분산액에 파장에너지를 전달할 수 있는 것이라면 종류에 한정하지 않으며, 예를 들어 마이크로웨이브, 전자빔, 플라즈마, 전자기파 및 방사선과 같이 분산액에 조사됨으로써 상기 담지체의 분산성을 향상시킬 수 있는 처리를 진행하는 것이 바람직하다. 이때 상기 파장에너지의 조사량에 따라 형성되는 금속 나노입자의 크기나 형상, 담지량을 제어할 수 있다.
금속 나노입자를 예로 들면, 전자파 조사량이 증가할수록 금속 나노입자의 개수 및 크기가 증가할 수 있다. 그러나 금속 나노입자의 크기가 지나치게 커지는 경우 자칫 담지체에 담지되지 못하고 탈리되는 경우가 발생할 수 있으며, 항균성과 같은 금속 나노입자의 제반 효과가 발현되지 못하므로 적절한 조사량을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 파장에너지로 더욱 바람직하게는 0.5 내지 3 kW의 출력값을 갖는 마이크로웨이브인 것이 좋다. 상기와 같은 출력값의 마이크로웨이브를 사용함으로써 빠르고 연속적인 단일공정으로 담지체의 분산성을 더욱 높일 수 있다. 또한 마이크로웨이브의 조사시간을 한정하지 않으나 30초 내지 30 분인 것이 좋다.
다음으로 상기 전구체 혼합물을 환원시켜 나노입자를 수득할 수 있다. 이때 상기 d) 단계는 환원되는 금속 나노입자가 상기 담지체 내부로 담지되도록 하기 위해,
d1) 상기 전구체 혼합물에 포함된 용매를 증발시키켜 반응물을 수득하는 단계;
d2) 진공관에 상기 반응물을 삽입하고 내부 공기를 제거하는 단계; 및
d3) 상기 진공관 내에 수소를 공급하고 수소 분위기에서 500 내지 1,000℃로 가열하여 금속전구체를 환원하여 금속 나노입자가 담지된 담지체를 제조하는 단계;
를 포함하여 진행하는 것이 바람직하다.
상기 d) 단계는 열분해법(thermal decomposition method), 기상응축법(gas-phase condensation method), 알코올 환원법(alcohol reduction method), 수소환원법(hydrogen reduction method), 액상환원법(liquid-phase reduction method) 등과 같은 금속 나노입자의 제조방법들 중 수소환원법을 적용한 것으로, 상기 수소환원법은 기상반응법의 일종으로 화학적 방법에 비해 결정성이 양호하고 입도 분포가 매우 작은 장점을 가진다.
상기 d1) 단계는 액체 상태의 전구체 혼합물에 열을 가하여 불필요한 용매를 증발시키기 위한 것으로, 상기 용매는 후술할 수소반응 과정에서 가스에 대한 금속의 환원을 방해함으로써 금속 입자의 성장을 제한하기 때문이다.
상기 d1) 단계에서 전구체 혼합물의 가열 온도는 금속 전구체 등의 종류에 따라 다르나, 500 내지 1,000℃인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 600 내지 800℃의 범위 내에서 진행하는 것이 좋다.
상기 d1) 단계를 통해 생성된 반응물은 진공관에 삽입하고 내부 공기를 완전히 제거한 후 상기 진공관 내에 수소를 공급하고 수소 분위기에서 500 내지 1,000℃로 가열하여 금속전구체를 환원할 수 있다.
이러한 과정은 용매를 증발시키고 남은 증기 등의 반응물과 수소와의 고온 환원반응을 통해 상술한 금속 나노입자를 생성시키는 것으로, 필요에 따라 수소와 함께 소량의 암모니아(NH3)를 주입할 수도 있다.
상기 암모니아는 수소보다 비교적 낮은 환원성을 가지고 있고, 또한 환원되는 금속 입자 표면에서의 흡착성이 매우 강하기 때문에 환원반응으로 생성되는 금속 나노입자의 핵에 빠르게 부착되어 나노입자 핵끼리 상호 응집되는 현상을 억제하거나 나노입자가 급격하게 성장하는 것을 방지하여 입도 분포가 균일한 금속 나노분말의 제조를 가능하게 한다.
상기와 같은 단계를 거침에 따라 담지체 내에 균일한 크기의 금속입자가 생성될 수 있다. 즉, 담지체에 형성된 기공 내로 액체 상태의 금속전구체, 환원제, 안정화제 등이 침투하고, 남은 용매를 완전히 증발시킨 후 수소환원법을 적용하여 환원반응을 통해 담지체 내부에 존재하는 금속전구체가 금속 나노입자로 환원되게 된다.
본 발명은 상기 제조방법으로 제조된 항균 금속 촉매가 고분자와 함께 방사되어 형성하거나, 섬유 표면에 부착되어 구비된 항균 필터를 포함할 수 있다. 이때 상기 항균필터는 백금, 구리, 망간, 철, 코발트, 니켈, 아연, 루비듐, 로듐, 은, 인듐, 주석 및 금에서 선택되는 복수의 금속의 합금을 금속촉매로 포함하는 것을 특징으로 하며, 구체적으로는 상기 금속촉매로 백금과 구리가 1 내지 9 : 9 내지 1 중량비로 포함된 합금인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 항균 필터는 제조방법을 한정하지 않으며, 구체적으로 섬유를 포함하여 형성되되, 제직, 편직되거나 방사된 섬유를 기계적으로 교락하는 니들펀칭이나 스펀레이스(워터제트), 스티치본드, 열 결합을 진행하는 스펀본딩, 멜트블로운, 전기방사법 등을 적용할 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 항균 필터는 멜트블로운법으로 제조된 부직포일 수 있다. 이때 상기 부직포는 상술한 항균 금속 촉매를 고분자 방사용액에 혼합한 후 이를 멜트블로운법으로 형성한 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 고분자는 용액 또는 용융상태로 방사구를 통해 방사되어 가늘고 긴 섬유 형태로 성형이 가능한 것이라면 종류에 한정하지 않는다. 이러한 고분자의 예를 들면 폴리올레핀, 폴리에틸렌, 폴리아크릴, 폴리아미드, 폴리우레탄, 폴리이미드 등이 있으며, 이들 이외에도 레이온과 같은 반합성섬유 등을 적용하여도 좋다.
상기 고분자와 금속 나노입자가 담지된 담지체와의 혼합비는 본 발명에서 한정하지 않으나 상기 고분자 100 중량부 대비 금속 나노입자가 담지된 담지체를 1 내지 20 중량부 첨가하는 것이 좋다. 상기 범위 미만 첨가하는 경우 상술한 항균성 등이 제대로 발현되지 않으며, 상기 범위를 초과하는 경우 섬유의 방사성이 떨어져 사절이 발생할 수 있다.
상기 멜트블로운(meltblown) 부직포는 직경이 10㎛ 이하인 미세 섬유들이 상호결합하여 거미줄과 같은 구조형태를 가지는 3차원적 섬유집합체이다. 일반적인 정의는 열가소성 수지로 섬유를 형성할 수 있는 고분자를 수백 개의 오리피스(orifice)로 형성된 방사구금을 통해 방사되는 공정이며, 방사노즐로 압출된 고분자는 용융상태에서 방사구금의 양옆에서 고속으로 분사되는 열풍에 의해 초극세화된 극세섬유가 수집체에 적층되어 고도의 필터성능을 갖는 자기결합형(self-bonding)부직포를 형성하는 공정이다. 멜트블로운 부직포는 다른 방법의 부직포로는 불가능한 높은 품질을 얻을 수 있으며 스펀본드나 다른 부직포와 함께 조합하여 독특한 특성을 갖는 복합부직포로도 제조될 수 있다.
상기 멜트블로운 공정을 통해 제조된 부직포의 두께나 섬유의 섬도를 한정하지 않는다. 예를 들어 상기 섬유의 섬도는 100㎚ 내지 10㎛일 수 있으며, 두께는 10 내지 1,000㎛일 수 있다. 또한 상술한 바와 같이 내구성을 확보하기 위해 다른 부직포와 합지할 수도 있다.
본 발명에 따른 항균 필터는 상기와 같이 다공성의 담지체에 백금, 구리, 망간, 철 등 항균 특성을 가지는 금속촉매가 합금 형태로 담지됨에 따라 담지체의 특성인 미세 분진의 제거, 플라보노이드 발산 등의 효과와 항균성이 동시에 발현되는 효과를 가지며, 이에 따라 공기정화장치, 공조설비 등에 삽입되는 필터류 이외에도 개인용 마스크나 필터교체형 마스크 등에도 폭넓게 사용 가능하다.
이하, 실시예 등을 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예 등은 본 발명을 예시하기 위한 것으로서 하기 실시예에 의해 본 발명이 한정되지 않으며, 다양하게 수정 및 변형될 수 있다.
실시예 및 비교예를 통해 제조된 시편의 물성을 다음과 같이 측정하였다.
(항균특성)
시편에 대한 항균도 조사를 ASTM E 2149에 준용하여 실시하였다. 시험균주는 대장균(Escherichia coli, ATCC 25922)을 사용하였으며, 시험균액을 29 ± 1℃에서 18시간 진탕 배양 후 균수 측정하였다(진탕 횟수 120 회/분).
이때 시편의 중량은 2.0g, 중화용액은 인산완충용액(pH7.0±0.2)을 사용하였으며, 시험균주에 대한 감소율은 하기 식 1에 대입하여 계산하였다.
[식 1]
감소율(%) = [(Mb - Mc) / Mb] × 100
(상기 식 1 및 실시예 등에서 Ma는 대조시료의 초기 균수로 2,4×105(CFU/㎖, 평균치), Mb는 24시간 배양 후 대조 시료의 균수(평균치), Mc는 24시간 배양 후 시험 시료의 균수(평균치)를 뜻한다.)
(포름알데히드 제거능)
35% 포름알데히드 용액에 정제수를 넣고 2.0% 포름알데히드 희석액을 제조하였다. 상기 희석액에 하기 실시예 등을 통해 제조된 시편을 각각 투입하고 상온에서 교반하면서 교반 30 후의 포름알데히드 변화량을 가스 크로마토그래피(GC) 분석을 실시하여 관찰하였다.
<GC 분석조건>
- 검출기: 불꽃이온화검출기
- 칼럼: ZB-1 (0.32 ㎜ × 30 m, 3.00 ㎛) 또는 이와 유사한 칼럼.
- 헤드스페이스조건: 평형온도 60 ℃, 평형시간 10 분, 이송라인온도 : 65℃
- 칼럼온도: 처음 5 분간 50 ℃로 유지하고, 그 다음 매 분 30 ℃씩 200 ℃까지 온도를 올리고 200 ℃에서 10분간 유지.
- 검체도입부온도: 140 ℃ 부근의 일정 온도.
- 검출기온도: 250 ℃ 부근의 일정 온도.
- 운반기체: 질소
- 분할 비: 약 1:20
- 유 량: 2.5 ㎖/분
- 주입량: 검액 5㎕를 마이크로 실린지로 바이알에 주입 밀전후 헤드스페이스조건에 따라 유지하고 증기상 1 ㎖를 칼럼에 주입.
- 분석시간 : 20 분
(분진포집효율)
포집 대상으로 염화나트륨 에어로졸(NaCl Aerosol)을 이용하였으며, 구체적으로 염화나트륨 시약을 물에 녹여 1 % 염화나트륨 용액을 만든 다음 분진포집효율 검사장비를 이용하여 염화나트륨 에어로졸을 발생시켰다. 이때 에어로졸의 입경 분포는 0.04 내지 1.0 ㎛이며, 평균입경은 약 0.6 ㎛이었다. 또한 에어로졸의 분당 유량은 95ℓ, 농도는 8 ± 4 ㎎/㎥이었다.
그리고 시편을 분진포집효율 검사장비에 넣고 에어로졸을 발생시켜 시편을 통과시킨 다음 시편 통과 전후의 농도를 시험 시작 3분 후에 측정하였다. 측정값은 30±3초간 측정하여 식 2에 대입한 후 얻어진 평균값으로 하였다.
[식 2]
포집율(%) = [(C1 - C2) / C1] × 100
(상기 식 2에서 C1는 시편에 통과하기 전의 에어로졸 농도이며, C2는 시편을 통과한 후의 에어로졸 농도를 뜻한다.
(피부자극성)
20-30대 남녀 각각 10명, 총 20명을 대상으로 CTFA(The Cosmetic, Toiletry & Fragrance Association. Inc. Washington, D.C., 20036, 1991) 가이드라인에 따라 첩포의 방법으로 인체피부 1차 자극시험을 실시하였다. 구체적으로 실시예 등을 통해 제조된 시편을 등 부위에 Scanpor tape로 고정시켰다. 그리고 7일 경과 후 시편을 제거하고 육안으로 피부 변화를 관찰하여 하기 기준을 통해 결과를 판정하였다.
[자극 판정 기준]
－ : 홍반이나 특이사항 없음
± : 주위보다 약간 붉어지고 자극성이 있음
+ : 주위보다 현저히 붉어지고 중자극성이 있음
++ : 주위보다 심하게 붉어지고 부풀어 오르며 강자극성이 있음
(파열강도)
KS K 0350:2017, (C.R.E)볼버스팅법에 의거하여 시험하였으며, 구체적으로 시편을 KS K ISO 139의 표준상태에서 24시간 동안 방치하여 수분평형에 도달시킨 후 시편의 표면이 강구와 접하도록 링클램브 위에 올려놓은 후 고정하였다. 그리고 인장강도 시험기를 30±1㎝/min으로 가동시켜 강구가 시험편을 통과할 때의 최대 저항을 측정하였다.
(실시예 1)
먼저 담지체로 감귤숯을 준비하되, 상기 감귤숯은 공개특허 제10-2004-0015504호에 의거하여 제조하였으며, 제조된 감귤숯은 밀링속도 500rpm, 밀링시간 120분, 볼 : 감귤숯의 중량비는 1 : 20 중량비의 조건으로 볼밀링을 진행하여 평균입경 1 ㎛의 감귤숯 분말을 제조하였다.
다음으로 상기 감귤숯에 백금클로라이드와 질산구리를 2 : 1의 중량비로 혼합한 금속 전구체 용액과 환원제인 수소화붕소나트륨을 첨가하되, 금속 전구체 용액 100 중량부를 기준으로 감귤숯 20 중량부 및 환원제 5 중량부의 비율로 첨가하였다. 첨가 후에는 교반과 함께 2kW의 출력값을 가지는 마이크로웨이브로 10분간 조사하여 분산하였다.
분산이 끝난 전구체 혼합물은 700℃의 열을 가하여 용매를 완전히 증발시킨 후, 남은 반응물을 진공관에 삽입한 후 진공관에 수소를 공급하면서 600℃의 열을 가해 금속입자를 환원시켜 기공에 금속입자가 담지된 감귤숯을 제조하였다.
그리고 금속입자의 환원이 끝난 감귤숯은 용융 상태의 폴리프로필렌(GS칼텍스)과 혼합하여 방사용액을 제조하되, 폴리프로필렌 100 중량부 대비 15 중량부 혼합하였다. 이를 210℃의 온도로 설정된 방사구금으로부터 수집체로 토출하되, 방사 시 공기 공급속도는 40 m/s, 직경이 600 ㎜인 원통 망상형태의 수집체의 회전속도는 100 ㎜/s, 수집체의 좌우 이동 속도는 300 ㎜/s로 설정하여 시편을 제조하였다. 제조된 시편의 물성을 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.
(실시예 2)
상기 실시예 1에서 시편 제조 시 백금클로라이드와 질산구리를 10 : 1 중량비로 혼합한 것을 제외하고 동일한 방법으로 시편을 제조하였다. 제조된 시편의 물성을 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.
(실시예 3)
상기 실시예 1에서 시편 제조 시 백금클로라이드와 질산구리를 1 : 1.5 중량비로 혼합한 것을 제외하고 동일한 방법으로 시편을 제조하였다. 제조된 시편의 물성을 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.
(실시예 4)
상기 실시예 1에서 시편 제조 시 금속전구체로 백금클로라이드만을 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 시편을 제조하였다. 제조된 시편의 물성을 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.
(실시예 5)
상기 실시예 1에서 시편 제조 시 금속전구체로 질산구리만을 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 시편을 제조하였다. 제조된 시편의 물성을 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.
(실시예 6)
상기 실시예 1에서 시편 제조 시 방사용액으로 폴리프로필렌 100 중량부 대비 감귤숯 30 중량부로 한 것을 제외하고 동일한 방법으로 시편을 제조하였다. 제조된 시편의 물성을 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.
(비교예 1)
상기 실시예 1에서 시편 제조 시 감귤숯을 포함하지 않고 환원된 금속 나노입자만 폴리프로필렌 100 중량부 대비 5 중량부 더 첨가한 것을 제외하고 동일한 방법으로 시편을 제조하였다. 제조된 시편의 물성을 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.
(비교예 2)
상기 실시예 1에서 시편 제조 시 금속이 담지되지 않은 감귤숯을 동일 중량부 첨가한 것을 제외하고 동일한 방법으로 시편을 제조하였다. 제조된 시편의 물성을 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.
[표 1]
Figure pat00001
상기 표 1과 같이 본 발명에 따라 제조된 항균 필터는 분집포집 효율이 탁월하면서도 항균 특성을 가지며, 동시에 기계적 물성과 피부에 대한 저자극성을 갖는 것을 확인할 수 있다. 다만 금속 중 구리의 함량이 증가할 경우 항균특성과 피부자극성이 나빠지는 것을 확인할 수 있으며, 방사용액 내 감귤숯의 함량이 증가할수록 섬유형성능이 하락하여 필터의 인장강도와 여과효율 또한 하락하는 것을 확인할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예 및 시험예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (10)

  1. a) 담지체를 준비하는 단계;
    b) 상기 담지체를 분쇄하는 단계;
    c) 상기 담지체에 금속 전구체 용액 및 환원제와 혼합하여 전구체 혼합물을 제조한 후, 파장에너지를 처리하는 단계; 및
    d) 상기 전구체 혼합물을 환원시켜 금속 나노입자가 담지된 담지체를 수득하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 항균 금속 촉매.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 담지체는 산화규소(SiO2), 산화티타늄(TiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화아연(ZnO2), 산화지르코늄(ZrO2), 산화망간(MnO2), 산화철(Fe2O3), 산화바나듐(V2O5), 산화주석(SnO2), 산화텅스텐(WO3), 산화세륨(CeO2), 카본블랙, 비장탄, 활성탄, 백탄, 열탄, 검탄, 감귤숯, 코코넛숯 및 대나무숯에서 선택되는 어느 하나 또는 복수인 것을 특징으로 하는 항균 금속 촉매.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 c) 단계는 상기 분산액에 금속 전구체를 용해시키고 100 내지 200℃의 열을 가하여 진행하는 것을 특징으로 하는 항균 금속 촉매.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 금속전구체는 금속의 카르보닐, 아세틸아세토네이트, 알콕사이드 및 금속염에서 선택되는 어느 하나 또는 복수의 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 항균 금속 촉매.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 환원제는 수소화붕소나트륨(NaBH4), 수소화알루미늄리튬(LiAlH4) 및 디이소부틸알루미늄하이드라이드(DIBALH)에서 선택되는 어느 하나 또는 복수인 것을 특징으로 하는 항균 금속 촉매.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 파장에너지는 마이크로웨이브, 전자빔, 플라즈마, 전자기파 및 방사선에서 선택되는 어느 하나 또는 복수인 것을 특징으로 하는 항균 금속 촉매.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 d) 단계는,
    d1) 상기 전구체 혼합물에 포함된 용매를 증발시키켜 반응물을 수득하는 단계;
    d2) 진공관에 상기 반응물을 삽입하고 내부 공기를 제거하는 단계; 및
    d3) 상기 진공관 내에 수소를 공급하고 수소 분위기에서 500 내지 1,000℃로 가열하여 금속전구체를 환원하여 금속 나노입자가 담지된 담지체를 제조하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 항균 금속 촉매.
  8. 제 1항 내지 제 7항에서 선택되는 어느 한 항에 따른 제조방법으로 제조된 항균 금속 촉매를 포함하는 필터로,
    상기 항균필터는 백금, 구리, 망간, 철, 코발트, 니켈, 아연, 루비듐, 로듐, 은, 인듐, 주석 및 금에서 선택되는 복수의 금속의 합금을 금속촉매로 포함하는 것을 특징으로 하는 항균 필터.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 금속촉매는 백금과 구리가 1 내지 9 : 9 내지 1 중량비로 포함된 합금인 것을 특징으로 하는 항균 필터.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 항균 필터는 멜트블로운법으로 제조된 부직포인 것을 특징으로 하는 항균 필터.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115874004A (zh) * 2022-12-22 2023-03-31 昆明理工大学 一种通过微波辅助气化废弃一次性医用口罩直接还原铁精矿的方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200053773A (ko) 2018-11-09 2020-05-19 주식회사 아이큐브글로벌 항균 활성탄 제조방법 및 이를 이용한 항균 활성탄 필터

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