일반기술

유해물질 제거용 무기 바인더로 고정된 광촉매

[기술개요]알코올/TTIP(티타늄 테트라이소프로폭사이드)을 특정 부피비로 반응시킨 후에 특정 부피비의 물/염산을 첨가 반응시킨 졸 상태의 무기 바인더를 사용하여 광촉매를 고정화시키는 방법; 및 고정화된 촉매를 사용하여 폐수 등에 포함된 유기물을 분해함에 있어 폐수 중에 3가 철 이온을 첨가하는 수중 유기물 분해방법에 관한 기술임. 4.5 내지 10.5 부피비의 알코올/TTIP(티타늄 테트라이소프로폭사이드)를 0.2 내지 1시간 동안 반응시킨 후에 0.5 내지 1.5 부피비의 물/염산을 첨가 반응시킨 다음 교반하여 얻어지는 졸 상태의 무기 바인더 100 중량부; 및 5 내지 20 중량부의 광촉매 분체의 혼합물을 지지체에 고정화시키는 것을 특징으로 하는 광촉매 고정화 방법에 관한 것이다. 또한 상기 고정화된 광화학 촉매를 사용하여 폐수 등에 포함된 유기물을 분해함에 있어서, 폐수 중에 3가 철이온(Fe3+)을 첨가하여 수중 유기물을 효율적으로 분해시키는 것을 특징으로 하는 수중 유기물 분해 방법에 관한 것이다.고정화된 광촉매는 유기물 분해능 및 안정성과 내화학성 모든 면에서 우수한 것으로 확인되었고, 또한 상기 광촉매와 함께 Fe3+ 철촉매를 이용하는 경우 비스페놀 A와 같은 내분비장애물질(환경호르몬)이나 염료와 같은 유기물을 함유하는 폐수 및 정수 처리 시설에 매우 유용하게 사용할 수 있다.[기술특징]광촉매의 고정화를 위해서 다양한 시도가 있어 왔다. 예를 들어 광촉매를 무기 접착제를 사용하거나 실란계 화합물과 혼합하여 지지체에 고정화시키는 시도가 있었으나, 이와 같은 경우 광분해 효율이 떨어지거나, 광촉매 안정성이 떨어지는 단점이 있었다. 그러나 본 발명에 따른 특정 성분의 무기 바인더를 사용하여 광촉매를 지지체에 고정화시키는 경우, 광분해 효율 및 광촉매의 안정성을 유지하면서도 광범위한 지지체에 광촉매를 고정화시킬 수 있다.또한 상기 고정화된 광촉매를 이용함에 있어서, 폐수 중에 Fe3+ 철 촉매를 추가로 첨가하는 경우 비스페놀 A와 같은 내분비장애물질(환경호르몬)이나 염료와 같은 유기물을 보다 효과적으로 분해할 수 있다. [시장현황]세계의 광촉매 시장을 살펴보면 일본이 전세계에서 기술의 약 70%를 차지하여 가장 활발히 연구되고 상품화되고 있다. 일본은 타일, 건자재 분야에서 활발하게 상업화가 추진되고 있으며, TOTO 사가 1995 년 항균타일을 상업화한 것을 시작으로 차음벽, 간판, 사이드미러, 스프레이코팅제등 다양한 상품을 시장에 선보이고 있다. 미국의 경우, 환경보전국(EPA)을 중심으로 수처리용 광촉매의 연구가 진행되고 있으며, 이를 위하여 연간 수백억원의 연구비를 지출하고 있고 중점연구분야는 지하수질 개선과 농약사용에 의한 소하천 오염물질제거, 공장폐수처리 등에 많은 투자를 하고 있다. 일본 소니 보고서에 따르면 이와 같은 광촉매 전 세계시장은 20조~30조의 시장이 형성될 것으로 예상하고 있다.또한 <표 1>은 국내 환경시장 중에서 수처리 설비의 시장규모와 수처리 용역에 대한 시장 규모를 나타낸 것으로, 2010년에는 수처리 설비의 경우 약 2조원에 가까운 시장이 형성될 것으로 예상되며, 수처리 용역의 경우 약 2조6천억원 정도의 시장이 형성될 것으로 예상된다.