Zeolite-TiO₂함유된 습식 ACF Sheet 제조 방법

Abstract

산업의 발달로 대기 오염물질의 배출이 증가되어 인간의 생활환경과 자연환경(Ecosytem)은 점차로 기능을 상실, 내지는 파괴되어가고 있다. 이러한 결과는 자연환경을 지키고 쾌적한 삶을 추구하기 위한 노력은 지속적으로 연구 개발 되어 왔다. 본 연구에서는 대기오염 물질 중에서 인간의 생활환경에서 근본적으로 문제를 발생시키는 휘발성 유기화합물(VOCs)을 흡착제거할 수 있는 신소재를 개발하는 것이었다. 연구에 사용된 활성탄소섬유(Activated Carbon Fiber)는 BET가 높아(1,000㎡/g) 흡착할 수 있는 비표면적이 높고, 포아경(pore diameter)이 좁고 균일한 직경10~20Å을 갖고 있어서 강한 흡착(Adsorption)과 탈착(Desorption)이 용이하다. Zeolite는 양이온(Cation) 교환능력과 분자체(Molecular sieve)구조를 하고 있어서 다공성, 흡습성, 제습성 등이 뛰어나며 상온에서도 용해 분산 특성이 매우 양호한 장점을 지니고 있다. 그 밖에 광촉매(Photocatalyst)로서 사용한 이산화티탄(TiO₂)는 자외선(U.V300~400nm)을 받으면 전자(e-)와 전공(h+)으로 이온화 되어 강력한 산화 작용과 살균작용을 갖고 있는 특징을 활용하였다. 본 연구는 기존의 건식공법(Dry process)과 차별화하여, 습식공법(Wet process)으로 ACF Sheet를 제조하는 특징을 갖고 있다. 용수의 경도는 150ppm이내이며, slurry의 점도는 30cps에서 무기물의 분산밀도가 양호하였다. 무기물 응집반응에 있어서는 Zeta potential을 -10mV로 유지할 때 ACF와 Zeolite, TiO₂의 결합상태가 최적상태 이었으며 무기물질의 첨가량에 따라 Hercobond-3,000의 투입량이 10~30%까지 비례하여 투입된 사실을 검증할 수가 있었다. 제조된 ACF Sheet의 BET는 318㎡/gr으로 비표면적이 매우 우수했으며 Pore diameter는 10~20Å 범위로 양호한 흡착질의 포아경을 나타냈다. 본 논문의 연구방법에 따르면 Ceramic fiber, Activated carbon, Modenate등 여러 무기물을 주원료로 사용해서 습식 Sheet를 제조할 수가 있으며 본 연구물은 투기도가 매우 높아서 흡착 , 탈착기능 및 광촉매 기능이 있어서 Air filter로서 매우 만족할 기능이 기대된다.; As a result of industry development, more exhausted Air pollutant increases, more the Human life environment and Ecosystem are gradually losing or even destroying their functions. For this reason, many research are developing constantly to protect the Ecosystem pursuing a pleasant life. The purpose of this study has been to develop new absorption removal material of volatile organic compounds(VOCs), an Air pollutant which produces essential problems in the Human life environment. Activated Carbon Fiber used for this study has a high BET surface area(1,000㎡/g) to absorb and a tiny uniformed pore diameter of 10-20Å so that strong absorption/desorption could be easily attained. Zeolite with its Cation-exchange capacity and structure of Molecular sieves has a high quality of porosity, hygroscopicity, dehumidification also an excellent advantage of dissolution/dispertion quality in a normal temperature. Besides, Titanium dioxide(TiO2) having powerful oxidation and sterilization in the process of ionizing e- to h+ under U.V 300-400nm is used as a photocatalyst. Differentiate to current Dry process produces, this study is distinguished to produce ACF sheet in Wet process. Water hardness stays within 150ppm, disperse density of inorganic compounds remained significant in 30cps of slurry viscosity. In concentrated reaction of inorganic compounds, ACF and Zeolite, TiO2 combination remains in an optimum condition while maintaining Zeta potential to -10mV. According to inorganic compounds additional quantity, injection quantity of Hercobond-3,000 is in proportion to 10-30% that could make evidence of injection fact. BET of ACF sheet produced has a very excellent surface area of 318㎡/gr and the Pore diameter is within 10-20Åindicating a good hygroscopicity. According to this study method, it can be produced Wet Sheet with using several inorganic compounds such as Ceramic fiber, Activated carbon, Modenate etc., as a main raw materials. This study with high speculation level and absorption/desorption and catalase function is expected to bring a very satisfied capacity as an Air filter.