KR960000552B1 - 원적외선 방사 세라믹 탈취제 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Description

원적외선 방사 세라믹 탈취제 및 그의 제조방법

제1도는 유기물질 각 원자단의 원적외선 흡수 스팩트럼의 특성 파장표이다.

본 발명은 원적외선 방사 세라믹 탈취제 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 원적외선 방사 세라믹 구조 중에 촉매물질을 포함시켜 냄새의 성분이 되는 유기물질을 상온에서 분해제거시키는 탈취제 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

냄새, 주로 악취는 고체 또는 액체상태의 물질이 증발디어 기체상태로 후각에 도달할 때 발생된다. 이러한 냄새 및 악취가 많이 발생되는 장소는 다음과 같다.

○ 육류 및 어물 등의 동물 취급소 ;

○ 식당, 제빵업소 등의 식품 가공 업소 ;

○ 페인트 공장, 화공약품 공장, 주조(鑄造)시설, 제련(製鍊)시설 및 정유(精油)시설등을 비롯한 일반적인 공장 ;

○ 휘발유 및 디이젤엔진의 배기가스, 제철공장의 코크스 및 석탄연소 등과 같이 연소가 일어나는 곳 ;

○ 하수도 및 하수 종말처리장 등에서 발생하는 하수가스 및 유기물질의 부패에 기인한 악취 ;

○ 쓰레기 등을 태울때.

상기와 같이 발생하는 악취를 제거시키는 방법으로는 다음과 같은 방법이 사용되고 있다 :

○ 악취의 발생원 제거 및 감소법... 악취가 발생되는 곳을 적절히 밀봉 또는 제거하거나, 주위의 온도, 압력, 배출량 등을 조정하여 감소시킨다. 즉, 냄새나는 가스를 냉각시킬때 응결되어 제거 가능한 경우도 있고 악취가 발생되는 과정의 압력을 높이거나 낮추어서 악취가 외부로 새지 않도록 할 수도 있고 환기를 충분히 하여 악취를 희석시킬 수도 있다.

○ 희석방법...취기(臭氣)를 희석시킴으로써 감지되지 않도록 하는 방법으로, 굴뚝으로 희석 공기를 충분히 공급하고 굴뚝으로부터 분출속도를 증가시켜 주거나, 또는 공정을 거주지로부터 멀리 위치시키는 방법등이 있다.

○ 연소산화방법.. 대부분의 냄새 유발 물질이 유기성(有機性)이기 때문에 완전히 산화시키는 경우에는 냄새도 제거된다. 유기물질을 산화시키는 경우에 소요되는 연소온도는 물질마다 다른데 대체로 1370℃ 이상이며, 촉매를 사용할 경우에는 약 320-480℃까지 낮아진다.

○ 화학적 산화방법...염소나 과염소산, 오존, 과산화수소, 과망간산칼륨등과 같은 산화제를 사용하여 유기물질을 산화시키는 방법이다.

○ 흡착방법... 유기성 물질로 구성된 가스나 냄새는 흡착방법에 의해 제거가 가능하다. 흡착제로는 활성탄소가 가장 흔히 사용되고 실리카겔도 사용된다.

○ 흡수방법.. 수용해성인 HCl이나 암모니아와 같은 무기가스를 제거시키기 위해서 사용되는 방법으로, 흔히 물로 세정시키는데 약품을 주입하기도 한다. 예를들어 H₂S가스를 제거시키는 경우에 아민용액을 가하며, 냄새를 제거시키기 위하여 과망간산칼륨을 가하여 제거효율을 높인다.

○ 응결방법.. 악취를 내는 가스체를 응결시키거나 또는 냉각시켜서 응축시키는 방법으로 접촉응결과 표면 응결방법의 2가지가 있다. 접촉응결방법은 냄새나는 가스체를 직접 냉각제, 수증기 등과 혼합시켜서 냉각시키는 방법이고, 표면응결방법은 냉각된 표면에 가스체를 접촉시켜서 냉각시키는 방법이다.

○ 위장밥법.. 악취를 제거하는 대신에 다른 취기를 불어넣어 냄새를 위장시키는 방법이다.

상기와 같은 방법 중에서 환기, 희석 및 위장 방법은 악취를 근본적으로 제거하는 것이 될 수 없고, 연소산화방법은 연료 및 촉매의 소모와 연소 시설이 필요하게 되고, 화학적 산화방법에서는 산화제가 유기물질을 H₂O와 CO₂로 완전산화 시키지 못하고 또다른 공해물질을 생성한다는 문제가 있으며, 흡착제는 온도와 습도의 영향을 받아 그 흡착능력이 저하될 뿐 아니라 시간의 경과에 따라 흡착효율이 낮아지므로 자주 교체하여야 하고, 흡수방법으로는 제거시킬 수 있는 악취가 한정되어 있으며, 응결방법에서는 응결로 생성된 액체에 의한 물오염을 유발시킬 수 있을 뿐 아니라 이러한 물이 방류될 때 냄새를 발생할 수 있다는 점이 문제가 된다.

한편, 원적외선은 파장 0.76-1000㎛의 적외선 영역에 있어서 파장이 긴 부분을 지칭하는데, 그 파장경계는 명확하지 않으나 본 발명에서는 2.5㎛이하의 근적외선 영역을 제외한 2.5㎛이상의 파장 영역을 의미하는데 사용하기로 한다.

상기의 파장 영역은 자연계에 존재하는 유기 화합물 분자의 고유 진동수에 가까와 이와 쉽게 공진(共振)하기 때문에, 유기 고분자 화합물로 이루어진 생체 내로 잘 흡수되어 생체 내의 분자를 자극하여 활성화시키는 작용을 하게 된다. 다시 말하면 모든 물질은 구성 원자의 질량, 결합방법, 배열상태, 결합력 등에서 차이가 있으며 이에 따라 고유의 진동수와 회전주파수를 갖게 되는데, 파장 2.5-25㎛ 영역은 대다수 분자의 신축, 변각 등 진동상태에 변화를 주고 파장 25-100㎛ 영역은 분자의 회전에너지 변화를 주어 활성화시키게 되는 것이다.

이와 같은 특성을 갖는 원적외선은 물체에 흡수되면 에너지가 직접 열로 변화하므로 물체의 가열효과를 높여주어 에너지 절약의 효과가 있을 뿐 아니라, 물분자의 활성화 등의 작용을 통한 동식물의 육성 및 숙성 효과가 알려져 있다. 특히 인체에 대해서는 열적(熱的) 작용으로서 피부를 통한 흡수에 의해 발생된 열의 전도로 인한 온열 및 신진대사 촉진 효과와 함께, 비열(非熱) 작용으로서 피부 수용기의 자극에 의한 생체기능의 촉진 효과를 발휘하는 것으로 알려지고 있다.

이에 따라 원적외선은 의류 및 침구류, 식기 및 조리기, 각종 건축자재, 화학공업 분야 뿐 아니라 농업및 원예, 축산 분야에도 이용되고 있으며, 특히 사우나, 열마사지기, 매트 및 요대 등과 같은 원적외선을 이용한 각종 건강기구가 개발되고 있다.

이와 같은 원적외선을 상온에서 방사하는 물질로는 규사 등을 주성분으로 하는 세라믹이 있다. 인공 세라믹은 고순도의 알루미나(Al₂O₃), 실리카(SiO₂), 지르코니아(ZrO₂), 산화티탄(TiO₂)등을 주성분으로 하고 용도에 따라 천이금속인 산화제 2철(Fe₂O₃), 산화망간(MnO₂), 산화동(CuO), 산화칼슘(CaO), 산화크롬(Cr₂O₃)등을 부성분으로 첨가하고 가소성 점토를 혼합하여 성형, 소성하여 제조한다. 자연의 원적외선 방사체인 점토는 산지에 따라 그 성분 및 함량이 다르나 공통적으로는 알루미나(Al₂O₃), 실리카(SiO₂), 지르코니아(ZrO₂), 산화티탄(TiO₂), 산화제 2철(Fe₂O₃), 산화칼슘(CaO), 산화마그네슘(MgO), 산화나트륨(Na₂O), 산화칼륨(K₂O) 등을 주성분으로 하고 있다.

상기와 같은 원적외선 방사 세라믹의 작용으로서는 원적외선의 방사에 기인하는 것과 세라믹스 자체에 기인하는 작용이 있는데 이를 상세히 살펴보면 다음과 같다.

우선 원적외선에 기인하는 작용으로서는 다음의 4가지가 있다.

○ 원적외선의 방사강도에 따른 발열작용으로서, 균일하고 신속하게 나타나므로 건조 가열 분야에서 광범위하게 이용된다.

○ 원적외선의 이온화현상에 따른 물질이동 촉진 작용으로서, 의료 및 건강산업 분야에서 광범위하게 이용된다.

○ 원적외선의 물분자 결합 강화에 따른 생체 고분자 구조의 안정화 및 생체 조직의 활성화 작용으로서, 식품의 신선도 유지 및 발효 등 화학반응속도의 촉진과 같이 화학, 축산, 농업, 수산업 등에서 광범위하게 이용된다.

○ 원적외선의 전자파 특성에 기인하는 작용으로서, 상기 제기능의 기본이 된다.

다음에 세라믹스의 기능에 기인하는 것으로서는 다음의 3가지가 있다 :

○ 세라믹스의 다공성에 기인하는 것으로서, 흡착, 흡수, 포균(捕菌)작용이 있는데, 물 중의 중금속류 및 균류를 흡착할 뿐 아니라 흡습성이 높아 탈습, 탈취, 곰팡이 방지 등의 작용을 한다.

○ 화학반응속도의 촉진으로 촉매작용이 있으며, 이온교환 기능이 있어 알칼리도를 높이므로, 이료 및 건강, 농업, 식품 등의 분야에서 광범위하게 사용된다.

○ 열용량이 크므로 축열성이 있고 열전도율이 높으므로, 보온과 에너지 절약에 사용된다.

본 발명에서는 앞서 언급한 바와 같은 종래의 냄새 및 악취 제거에 있어서의 문제점을 고려하여 이를 개선하고자 하였으며, 여기에 상기와 같은 원적외선 방사 세라믹의 특성을 이용하여 각종 냄새 및 악취의 성분을 실온에서 효율적으로 제거할 수 있도록 하기 위하여, 원적외선 방사 세라믹에 금속 촉매를 포함시킨 원적외선 방사 세라믹 탈취제 및 그의 제조방법을 제공하고자 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다공성 원적외선 방사 세라믹 탈취제는 다공성 원적외선 방사 세라믹으로 된 담지체 중에, 산화망간, 산화동 및 산화철의 금속촉매가 금속으로서 원적외선 방사 세라믹 중량의 0.1 내지 3중량% 함유되고, 2가 및 3가 철의 금속촉매가 원적외선 방사 세라믹 중량의 0.1 내지 2중량% 함유되는 것을 특징으로 한다.

상기의 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다공성 원적외선 방사 세라믹 탈취제의 제조방법은, 원적외선 방사 세라믹을 폴리비닐알콜 수용액 중에 가하여 현탁시키고; 망간, 동 및 철화합물의 분말을 폴리비닐알콜 수용액 중에 가하여 현탁시키고; 상기 원적외선 방사 세라믹 현탁액과 금속 촉매 혼합물의 현탁액을 소정 비율로 혼합하고; 얻어진 슬러리를 건조 및 성형한 다음 1000℃ 이상에서 소성하여 다공성의 소결체로 하고; 다공성의 소결체를 2가 및 3가 철의 수용액에 침적시킨 다음 건조하여 제조하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 제조한 본 발명의 다공성 원적외선 방사 세라믹 탈취제는 그 촉매 작용을 보다 중진시키기 위하여, 상기 폴리비닐알콜 수용액에 물유리(Na₂O·nSiO₂)를 소량 포함시켜 혼합하고/하거나, 상기와 같이 제조된 다공성 소결체를 과망간산칼륨 수용액에 침적시키고/시키거나 아스코르빈산 수용액에 침적시킴으로서 이들 성분 중 적어도 하나를 최종적으로 다공성 원적외선 방사 세라믹 탈취제 중에 포함되도록 할 수도 있다.

이하 본 발명의 금속촉매를 함유하는 다공성의 원적외선 방사 세라믹 탈취제 및 그의 제조방법을 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 원적외선 방사 세라믹은 알루미나(Al₂O₃)와 실리카(SiO₂)를 주요 구성 성분으로 하여 그 조성식이 Al₂Si₂O₅(OH)₄로 되는 인공세라믹을 사용하거나, 또는 상기와 같은 성분을 주로 하는 점토를 원료로 하여, 본 발명자가 1989. 7. 21일자로 출원하여 공고번호 92-5094호(1992. 6. 26)로 공고된 원적외선 방사세라믹 입자 제조방법에 의하여 제조되는 천연원적외선 방사 세라믹을 사용할 수도 있고, 인공세라믹과 천연세라믹을 혼합하여 사용하여도 좋다. 상기와 같은 원적외선 방사 세라믹을 폴리비닐알콜의 수용액에 넣고 균질 혼합하여 현탁액으로 한다.

원적외선 방사 세라믹의 구조 중에 함유시키는 금속촉매로는 산화망간·산화동·산화제 2철, 2가 및 3가 철이 포함된다. 이들 중에서 산화망간과 산화동의 경우는, 산화물의 상태로 첨가되거나 또는 소성에 의해 산화물로 되는 화합물의 형태로 첨가한 후에 소성 공정을 수행함으로서, 세라믹 구조 중에 산화망간(MnO)및 산화동(CuO)의 상태로 존재하도록 한다. 또한 산화제 2철의 경우는, 황산철 등의 형태로 첨가하고 소성하면 α-Fe₂O₃및 r-Fe₂O₃의 강자성체로 되어 세라믹 구조 중에 자기장을 형성시키게 된다. 한편, 철은 세라믹의 소성이 완료된 후 2가 및 3가 철의 수용액 상태로 침적시키는데, 이는 세라믹 구조 중에 함침되어 있는 각 금속산화물 사이의 계면에 2가 철(Fe⁺⁺) 및 3가 철(Fe⁺⁺) 의 상태로 흡착시킴으로써, α및 r-Fe₂O₃에 의해 형성된 자기장내에서 서로 전자를 주고 받으면서 여러가지 산화 환원 반응을 촉진하게 되는 것이다.

이에 따라, 망간 및 동의 화합물, 그리고 황산철을 각각 소정량 씩 폴리비닐알콜 수용액에 넣고 균질 혼합하여 현탁액으로 한다. 이때, 금속촉매의 작용 촉진 및 접착제 작용을 하는 물유리(Na₂O·nSiO₂)를 소정량 폴리비닐알콜 수용액에 첨가하는 것이 바람직하다.

상기의 원적외선 방사 세라믹 현탁액과, 금속촉매 혼합물 현탁액을 서로 혼합하디, 금속촉매의 양은 금속으로서 원적이선 방사 세라믹 중량의 0.1 내지 3중량%가 되도록 혼합량을 조절한다. 여기에서 금속촉매의 양이 원적외선 방사 세라믹 중량의 0.1%보다 작으면 촉매 작용이 미미하여 본 발명의 효과를 내기 어렵고, 3%보다 클 경우에는 그 양의 증가에 따른 효과의 증진이 보이지 않아 비경제적이므로 상기의 범위에서 사용한다.

이렇게 폴리비닐알콜의 현탁액 상태에서 균질하게 혼합된 상기 혼합물을 80 내지 200℃ 정도의 온도에서 건조하여 적당한 형상으로 성형한 다음 소성하게 된다. 소성은 1000℃ 이상의 온도, 바람직하게는 약 1250℃에서 약 1내지 5시간 수행하게 되는데, 이때 세라믹 구조 중에 수화된 상태로 존재하던 물분자 뿐아니라 세라믹 및 금속촉매의 입자와 입자 사이에 존재하던 물 및 폴리비닐알콜 등이 증발되고 또한 완전히 연소되어 없어지게 되므로 다공성의 소결체로 형성된다.

상기의 다공성 소결체를 2가 철염 및 3가 철염의 수용액에 침적시킨 후 건조함으로서, 세라믹 구조 중에 2가 및 3가 철의 상태로 존재하도록 한다. 이때, 철의 양은 상기 세라믹 중량의 0.1 내지 2중량%의 범위가 되도록 조절한다.

상기와 같이 제조한 촉매를 함유하는 원적외선 방사 세라믹 탈취제의 다공성 소결체를 과망간산칼륨의 수용액에 침적시킨 후 건조함으로써 과망간산칼륨이 이 중에 함유되도록 하는 것이 바람직한데, 이는 금속촉매의 작용을 촉진하기 때문이다. 또한 상기의 탈취제 소결체를 아스코르빈산의 수용액에 침적시킴으로써 아스코르빈산이 이 중에 함유되도록 하는 것도 바람직한데, 이 경우도 과망간산칼륨에서와 마찬가지로 금속촉매의 작용을 촉진한다.

이상에서 설명한 바와 같은 과정을 거쳐 알루미나와 실리카를 주로 하는 다공성의 세라믹 구조 중에 산화망간, 산화동, 산화제2철, 2가 및 3가철이 함침되어 있으며, 바람직하게는 산화나트륨 및/또는 과망간산칼륨 및/또는 아스코르빈산이 함께 함침되어 있는 원적외선 방사 세라믹 탈취제를 제조할 수 있게 된다.

이하에서는 본 발명의 탈취제가 그 효과를 발휘하는 작용기전을 살펴본다.

앞서 언급하였듯이 원적외선 파장 영역 중에서도 특히 2. 5내지 15㎛ 범위의 파장 영역에는 유기물질 각 원자단의 흡수 스팩트럼 파장이 포함되고 있다.

제1도는 유기물질 각 원자단의 원적외선 흡수 스펙트럼의 특성파장을 나타내는 도표로서, 알킬, 올레핀, 방향족, 에테르, 알콜, 카르본산, 알데히드, 케론 뿐 아니라 아미드, 아민 등의 질소화합물, 그리고 황을 포함하거나 질소를 포함하는 유기화합물의 각 원자단은 파장이 2.5 내지 15㎛ 범위에 있는 원적외선을 흡수하는 것을 알 수 있다.

다음의 표1은 본 발명에서 사용하는 원적외선 방사 세라믹 시료로부터의 복사조도를 측정한 것인데, 1.7㎛ 이하에서의 GE필터 투과율은 0인 반면, 2 내지 15㎛에서의 투과율은 약 0.45인 것을 볼 때, 이들시료가 2 내지 15㎛ 파장 영역의 원적외선을 방사함을 알 수 있다.

[표 1]

즉, 본 발명에서 사용한 원적외선 방사 세라믹에서 방사하는 원적외선 파장 영역은 유기 화합물 분자 내에 있는 각 원자단의 고유한 흡수 파장과 일치하기 때문에 쉽게 흡수되어 유기 화합물 각 원자단의 고유 진동수와 공명하게 되고 이에 따라 이들 분자들의 신축, 변각 등 진동상태에 변화를 주어 활성화시키게 된다. 특히 유기 화합물이 분자운동이 자유로운 기체 상태일 경우나 촉매 존재하에서는, 활성화 상태를 거쳐 그 분자구조에 변화가 일어나게 되고 이에 따라 분자 구조가 다른 새로운 화합물로 변환될 수 있게 된다.

본 발명에서는 원적외선 방사 세라믹에 금속 촉매를 함유시켰기 때문에 원적외선의 물질 활성화 작용과 금속 촉매의 활성화 에너지 저하 작용이 함께 일어나는데, 특히 비교적 에너지 상태가 높은 자유로운 기체분자에 대해서는 실온에서도 그 분자구조를 변화시킬 수 있게 된다. 따라서, 냄새 또는 악취의 주성분인 유기 화합물 및 암모니아, 황화물 등을 실온에서도 냄새가 없는 화합물로 변환시켜 발산에 의해 제거할 수 있게 되므로, 단순히 유기 화합물을 흡착함으로서 악취를 제거하는 탈취제의 경우와는 달리, 그 수명은 거의 반영구적이 된다고 할 수 있다.

각각의 유기 화합물 및 금속 촉매 사이에서 예상되는 반응을 몇가지만 예로 들어 본다.

먼저 공기 중의 수분은 다공성의 원적외선 방사 세라믹에 의해 흡착되어 계면에서 수분의 막을 형성함으로써 각종 산화환원반응의 장(場)을 이루게 되는 한편, 수소와 산소로 분해되어 여러가지 반응의 촉매 역할을 하게 된다. 냄새의 성분 중 암모니아 등의 질소 화합물은 질소, 물 및 산소로 되고, 메탄 등의 유기 화합물은 물과 이산화탄소로 분해된다.

2H₂O ↔ 2H₂+O₂

4NH₃+5O₂↔ 2N₂+6H₂O+2O₂

CH₄+2H₂O ↔ CO₂+4H₂O

이러한 반응들은 고에너지를 요하는 반응들이지만 원적외선을 흡수하여 활성화딘 기체 상태의 화합물에서는 촉매의 존재하에 실온에서도 일어날 수 있다고 생각된다. 이러한 금속 촉매의 작용을 상세히 추측하여 본다.

일단은, 다공성의 세라믹 구조 중에 함침된 α-Fe₂O₃, r-Fe₂O₃등의 강자성체에 의하여 형성된 자기장내에서 2가 및 3가 철의 상호작용으로 인하여 촉매 반응에 필요한 전자가 공급된다고 생각되는데, 이 반응은 수분 및 물유리로부터 유래된 금속나트륨에 의하여 촉진된다. 즉, 물유리(Na₂O·nSiO₂)는 소결과정 중에서 금속나트륨과 과산화나트륨으로 되며, 과산화나트륨은 과산화수소를 발생시키고 과산화수소는 철염에 작용하여 전자를 이동시키게 된다.

2Na₂O ↔ Na₂O₂+2Na

Na₂O₂+2H₂O ↔ 2NaOH+H₂O₂

2Fe⁺⁺+2H⁺+H₂O₂↔ 2Fe⁺⁺⁺+2H₂O

산화동은 탄화수소 화합물의 산화분해를 촉진한다.

C₁₀H₁₄+27CuO ↔ 10CO₂+7H₂O+27Cu

2CU+O₂↔ 2CuO

공기 중의 황화수소 및 황산화물, 그리고 암모니아 및 질소 산화물 등은 동과 착염을 만들어 일산화탄소를 흡수한다.

SO₂+H₂O₂↔ H₂SO₄

CuO+H₂SO₄+4NH₃↔ Cu(NH₃)₄SO₄+H₂O

황화수소는 물에 녹아 산소를 흡수하여 황을 유리하게 된다. 산화망간은 이산화탄소 그리고 질소화합물을 분해한다.

2H₂S+2O₂↔ 2S+2H₂O+O₂

MnO+CO₂↔ MnCO₃

3MnCO₃+2NH₃↔ 3Mn+N₂+3CO₂+3H₂O

산화제 2철은 특히 암모니아의 제거 효과가 우수하며, 과망간산칼륨은 상기 반응들중 산화반응을 촉매하며, 아스코르빈산은 환원반응을 촉매하게 된다.

이상과 같은 반응 기전을 통해 공기 중의 기체상태로 존재하는 유기 화합물, 암모니아 및 질소산화물 등의 질소화합물, 황화수소 및 황산화물 등의 황화물, 그리고 일산화탄소와 같은 냄새 및 악취성분들은 이산화탄소, 물(수중기)및 질소 등과 같은 무취의 기체로 변환하여 방출되므로 냄새가 없어진다. 게다가 상기의 반응들은 실온에서 일어나며, 여러가지 상호반응을 통해 계속적으로 되풀이 하게 되므로 흡착을 통한 탈취제와는 근본적으로 다르며, 거의 반영구적으로 사용할 수 있게 된다.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명의 예시일 뿐 본 발명이 이로서 제한되는 것은 아니다.

[실시예]

원적외선 방사 세라믹을 그의 5배 중량의 5% 폴리비닐알콜 수용액 중에 가하여 균질하게 현탁시킨다. 산화망간 및 산화동, 그리고 황산제 2철을 마찬가지로 5배 중량의 5% 폴리비닐알콜 수용액 중에 가하여 균질하게 현탁시키고, 여기에 물유리(Na₂O·nSiO₂)를 소량 첨가한다. 원적외선 방사 세라믹 현탁액과 금속 촉매 혼합물의 현탁액을 서로 혼합하되, 망간과 동의 양은 원적외선 방사 세라믹 중량의 0.5%가 되도록 하고 산화제2철에서의 철의 양은 원적외선 방사 세라믹 중량의 2%가 되도록 양을 조절하여 혼합한다.

이와 같이 폴리비닐알콜의 현탁액 상태에서 균질하게 혼합된 상기 혼합물을 80 내지 120℃ 온도의 건조기에서 건조하고, 적절한 압력하에 적절한 형상으로 성형한 다음, 약 1250℃까지 온도를 높여 약 4시간에 걸쳐 소성하여 금속 촉매를 그 기공 중에 함유하는 다공성의 원적외선 방사 세라믹 소결체를 형성한다.

상기의 다공성 소결체를 황산제일철(FeSO₄)및 염화제이철(FeCl₃) 수용액에 침적시킨 후 꺼내어 80 내지 120℃의 건조기에서 건조한다. 이때, 함침되는 2가 및 3가 철의 양은 상기 세라믹 중량의 0.1 내지 2중량%의 범위가 되도록 조절한다.

상기와 같이 제조한 촉매를 함유하는 원적외선 방사 세라믹 탈취제의 다공성 소결체를 과망간산칼륨의 수용액에 침적지킨 후 건조하고 나서, 다시 아스코르빈산의 수용액에 침적시킨 후 꺼내어 건조하지 않은 상태 그대로 다음의 성능시험에 사용한다.

[성능시험]

투명 아크릴로 정육면체의 상자를 2개 만들어, 각각 그 벽에 기체 주입구 및 내부기체 샘플 채취구를 설치하고 또한 그 안쪽 벽에는 내부공기를 순환시키기 위한 팬을 장착시킴으로써, 성능시험을 위한 장치를 준비한다.

상기 장치 중 하나에는 실시예에서 제조한 본 발명의 원적외선 방사 세라믹 탈취제를 중앙에 위치키시고, 다른 하나는 비워 놓은 채로 둔다. 각 장치의 기체 주입구를 통해 암모니아, 질산 및 메탄 기체를 각각 장치 내용적의 100ppm이 되도록 주입하고, 기체 주입 후 10분 및 30분이 경과하였을 때 내부기체 샘플 채취구를 통해 내부기체를 채취하여 각각의 기체의 농도를 측정한다. 이렇게 하여 얻어진 결과를 하기의 표2에 나타내는데, 본 발명의 원적외선 방사 세라믹을 넣지 않은 장치(대조시험)에서의 기체 농도는 ( )안에 나타내었다.

[표 2]

상기의 성능시험 결과에서 보는 바와 같이 본 발명의 촉매를 함유시킨 원적외선 방사 세라믹 탈취제는 악취의 주된 성분이 되는 암모니아 등의 기체를 30분 이내에 신속하게 분해 제거하였음을 알 수 있다.

이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 탈취제는 원적외선 방사 세라믹에 금속 촉매를 함유시킴으로서, 냄새 또는 악취의 주성분인 유기 화합물 및 암모니아, 황하물 등을 실온에서 냄새가 없는 화합물로 변환시켜 발산에 의해 제거할 수 있게 되므로 그 수명은 거이 반영구적 일 수 있다. 따라서 본 발명의 탈취제는 실내 및 자동차 안의 공기 정화 등과 같은 가정용 뿐 아니라, 특히 유해 가스가 발생하는 작업장 등과 같은 산업용의 용도에도 사용할 수 있는 매우 유용한 탈취제라고 할 수 있다.

Claims (6)

1. 다공성 원적외선 방사 세라믹으로 된 담지체 중에, 산화망간, 산화동 및 산화철의 금속촉매가 금속으로서 원적외선 방사 세라믹 중량의 0.1 내지 3중량% 함유되고, 2가 및 3가 철의 금속촉매가 원적외선 방사 세라믹 중량의 0.1 내지 2중량% 함유되는 것을 특징으로 하는 다공성 원적외선 방사 세라믹 탈취제.
2. 제1항에 있어서, 상기 탈취제에 과망간산칼륨이 더욱 함유되는 것을 특징으로 하는 다공성 원적외선 방사 세라믹 탈취제.
3. 제1항에 있어서, 상기 탈취제에 아스코르빈산이 더욱 함유되는 것을 특징으로 하는 다공성 원적외선 방사 세라믹 탈취제.
4. 제1항 내지 제3항의 어느 한 항에 있어서, 상기 탈취제에 물유리(Na₂O·nSiO₂)로부터 유래된 산화나트륨이 더욱 함유되는 것을 특징으로 하는 다공성 원적외선 방사 세라믹 탈취제.
5. 원적외선 방사 세라믹을 폴리비닐알콜 수용액 중에 가하여 현탁시키고; 망간, 동 및 철 화합물의 분말을 폴리비닐알콜 수용액 중에 가하여 현탁시키고; 상기 원적외선 방사 세라믹 현탁액과 금속 촉매 혼합물의 현탁액을 소정 비율로 혼합하고; 얻어진 슬러리를 건조 및 성형한 다음 1000℃ 이상에서 소성하여 다공성의 소결체로 하고; 다공성의 소결체를 2가 및 3가 철의 수용액에 침적시킨 다음 건조하여 제조하는 것을 특징으로 하는 다공성 원적외선 방사 세라믹 탈취제의 제조방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 금속 촉매의 폴리비닐알콜 수용액에 물유리(Na₂O·nSiO₂)를 소량 포함시켜 혼합하는 것을 특징으로 하는 다공성 원적외선 방사 세라믹 탈취제의 제조방법.