KR20100005284A - A bioceramic catalytic filtering material for eliminating toxic gas and method of the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A bioceramic catalytic filtering material for filtering toxic and harmful gases and a method of preparing the same are provided to remove carbon monoxide efficiently by adding molecular materials including chlorophyll etc on a catalyst filtering material. CONSTITUTION: A method for manufacturing a bioceramic catalytic filtering material for filtering toxic and harmful gases includes the following steps of: forming a ceramic catalyst filtering material by mixing, molding, plasticizing, and refining a ceramic raw material; forming a raw molecular material in which a porphyrin ring and a composite metallic ion are combined; and adding the ceramic catalyst filtering material in the raw molecular material. A method for forming a ceramic catalyst filtering material includes a step for forming a ceramic raw material compound, and a step for forming the ceramic catalyst filtering material.

Description

독성 및 유해가스 여과용 바이오세라믹 촉매 여과물질 및 그 제조방법{A bioceramic catalytic filtering material for eliminating toxic gas and method of the same}A bioceramic catalytic filtering material for eliminating toxic gas and method of the same}

본 발명은 독성 및 유해가스 여과용 바이오세라믹 여과물질 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 벤토나이트 계열의 광물을 주재로 하는 독성 및 유해가스 여과용 촉매여과물질에 인체에 치명적 유해물질인 일산화탄소를 완벽하게 제거하기 위하여 생 분자체(Bio-Molecule)인 클로로필 등의 분자물질을 첨착하여 독성 및 유해가스 여과는 물론 일산화탄소 제거기능이 우수한 바이오세라믹 촉매 여과물질 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a bioceramic filtration material for toxic and noxious gas filtration and a method for manufacturing the same, and more particularly to carbon monoxide, which is a fatal harmful substance to human body, in a catalyst filtration material for toxic and noxious gas filtration mainly based on bentonite-based minerals. The present invention relates to a bioceramic catalyst filtration material having an excellent carbon monoxide removal function as well as toxic and harmful gas filtration by attaching a molecular material such as chlorophyll as a bio-molecule in order to completely remove the present invention.

일반적으로 독성 및 유해가스를 제거하기 위하여 일반 활성탄을 주로 사용하여 왔는데, 그 제거의 원리는 모세기공을 이용한 물리흡착이기 때문에 흡착 및 탈착의 순환으로 효과적인 흡착 기능을 이루기 어려웠다.In general, general activated carbon has been mainly used to remove toxic and harmful gases. Since the principle of removal is physical adsorption using capillary pores, it is difficult to achieve an effective adsorption function by the circulation of adsorption and desorption.

따라서, 이러한 문제점을 보완한 특허들이 많이 제시되었는데, 그 예로서 대한민국 특허공고번호 제80-000425호인 "과립형 활성탄의 제조방법", 대한민국 특허공고번호 제84-001449호인 "다공성 구상 탄소질 생성물의 제조방법", 대한민국 특 허공보 제1994-0001298호인 "활성탄 촉매의 활성화방법", 대한민국 등록특허 제1998-0138961호인 "섬유상 활성탄소의 제조방법", 대한민국 등록특허 제1999-0156053호인 "조립활성탄소 제조장치 및 그 제조방법", 대한민국 등록특허 제10-0387990호인 "옥수수대 펄프 제조시 부산물로 생성되는 리그닌을 포함하는 펄프슬러지를 이용한 활성탄 제조방법" 등이 개시되었다. 그러나, 위와 같은 종래기술들은 상용화를 위한 가공성과 흡착성능에서 한계를 나타내고 있다.Therefore, a number of patents have been proposed to solve these problems. For example, the method for preparing granular activated carbon, which is Korean Patent Publication No. 80-000425, and the "Porous spherical carbonaceous product, Korean Patent Publication No. 84-001449, is disclosed. "Method of Activating Activated Carbon Catalyst", Republic of Korea Patent Publication No. 1944-0001298, "Manufacturing Method of Fibrous Activated Carbon" of Korean Patent No. 1998-0138961, Korean Patent No. 1999-0156053, "Preparing Activated Carbon" Apparatus and its manufacturing method ", Republic of Korea Patent No. 10-0387990" Prepared activated carbon using pulp sludge containing lignin produced as a by-product when producing corn pulp "and the like. However, the above conventional technologies show limitations in processability and adsorption performance for commercialization.

이와 같은 활성탄을 더 보완하여 유,무기물을 활성탄에 첨착시킨 첨착활성탄의 특허들이 제시되었는데, 그 예로서 대한민국 등록특허 제10-0426962호인 "황화수소 제거용 디에탄올아민 첨착흡착제 및 이의 제조방법", 대한민국 등록특허 제10-0452148호인 "담배유해가스의 흡착제 및 그 제조방법", 대한민국 등록특허 제10-0374691호인 "황화수소가스 제거용 동시첨착흡착제 및 이의 제조방법", 대한민국 등록특허 제10-0297443호인 "기체염화수소로부터 수분을 제거하기 위한 흡착제 및 방법", 대한민국 등록특허 제10-0238613호인 "중금속 흡착능이 우수한 활성탄 및 그 제조방법", 대한민국 등록특허 제10-0216985호인 "황화수소 흡착제거용 KI 첨착활성탄의 제조방법", 대한민국 등록특허공보 제186932호인 "유기인 화합물 제거용 흡착/분해형 분말 조성물", 대한민국 등록특허공보 제0131709호인 "복합 흡착제 및 그 제조방법", 대한민국 특허공보 제1991-6252호인 "유독성 할로겐 기체화합물의 흡착제를 제조하는 방법" 등이 개시되었다. 그러나, 위와 같은 종래의 기술은 특정 유해가스에 관한 것으로서, 일산화탄소에 대한 제거성능은 가지고 있지 않다. 화재시 또는 흡연시 발생되는 일산화탄소는 무색, 무취의 기체로서 인체가 이를 호 흡하면 혈액 내의 헤모그로빈과 결합하여 인체의 산소 공급에 치명적인 영향을 미친다. 일산화탄소는 헤모글로빈에 대한 친화력이 산소에 비하여 210배 정도이고, 이에 의해 저산소증을 유발할 수 있으므로 이에 대한 대책 마련이 절실하다.Patents of impregnated activated carbon in which organic and inorganic substances are impregnated with activated carbon by further supplementing such activated carbon have been proposed. For example, Korean Patent No. 10-0426962, "Diethanolamine Impregnated Adsorption Agent for Hydrogen Sulfide Removal and Its Manufacturing Method", Korea Registered Patent No. 10-0452148, "Adsorbent for Tobacco Hazardous Gases and Manufacturing Method Thereof," Registered Patent No. 10-0374691, "Co-adsorption Adsorption Agent for Hydrogen Sulfide Gas Removal and Manufacturing Method Thereof," Registered Patent No. 10-0297443, " Adsorbent and method for removing water from gaseous hydrogen chloride ", Republic of Korea Patent No. 10-0238613" Activated carbon with excellent heavy metal adsorption capacity and its manufacturing method ", Republic of Korea Patent No. 10-0216985" Kn impregnated activated carbon for adsorption and removal of hydrogen sulfide Manufacturing Method ", Republic of Korea Patent Publication No. 186932" Adsorption / Decomposition Powder Composition for Organic Compound Removal ", Republic of Korea Registration The air beam claim 0,131,709 Sport "absorbent composite and a method of manufacturing the same", the Republic of Korea Patent Application No. 1991-6252 Sport "method for producing an adsorbent of the toxic halogen compound gas" such as has been disclosed. However, the prior art as described above relates to a specific harmful gas, and does not have a removal performance for carbon monoxide. Carbon monoxide produced in a fire or smoking is a colorless, odorless gas that, when the human body breathes, binds to hemoglobin in the blood and has a fatal effect on the oxygen supply of the human body. Carbon monoxide has affinity for hemoglobin is about 210 times that of oxygen, thereby causing hypoxia, and therefore, there is an urgent need for countermeasures.

일산화탄소를 제거하기 위한 촉매가 소개되었으나, 대부분은 상온에서는 사용할 수 없고 공기 중의 수분에 의하여 촉매 성능이 저하되는 단점이 있었다. Although a catalyst for removing carbon monoxide has been introduced, most of the catalysts cannot be used at room temperature and have a disadvantage in that catalyst performance is degraded by moisture in the air.

상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 벤토나이트 계열의 광물을 주재로 하는 독성 및 유해가스 여과용 촉매여과물질에 인체에 치명적 유해물질인 일산화탄소를 완벽하게 제거하기 위하여 생 분자체(Bio-Molecule)인 클로로필 등의 분자물질을 첨착하여 독성 및 유해가스 여과는 물론 일산화탄소 제거기능이 우수한 바이오세라믹 촉매여과물질 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the problems of the prior art as described above, bio-molecules (Bio-Molecule) to completely remove the carbon monoxide, which is a fatal harmful substance to the human body, in the catalyst filter material for toxic and harmful gas filtration based on bentonite-based minerals It is an object of the present invention to provide a bioceramic catalytic filter material having excellent carbon monoxide removal function as well as toxic and harmful gas filtration by impregnating molecular materials such as chlorophyll.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 독성 및 유해가스 여과용 바이오세라믹 촉매 여과물질은 벤토나이트 계열의 광물을 주재로 하는 세라믹 촉매 여과물질, 및 상기 촉매 여과물질에 첨착된 포르피린 고리와 복합된 금속이온으로 조합된 생 분자물질을 포함한다.In order to achieve the above object, the bioceramic catalyst filtration material for toxic and harmful gas filtration of the present invention is a ceramic catalyst filtration material mainly based on bentonite-based minerals, and a metal ion complexed with a porphyrin ring attached to the catalyst filtration material. Includes live molecular material in combination.

본 발명에 있어서, 상기 생 분자물질은 클로로필, 헤모글로빈, 프로토포르필린, 시트크롬 C 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.In the present invention, the living molecular material may be any one selected from chlorophyll, hemoglobin, protoporphyrin, sheet chrome C.

본 발명에 있어서, 상기 바이오세라믹 촉매 여과물질은 흡연용 여과물질로 사용할 수 있다.In the present invention, the bioceramic catalyst filtration material may be used as a smoking filtration material.

본 발명에 있어서, 상기 세라믹 촉매 여과물질은 산화알루미늄(Al2O3)과 산화규소(SiO2)를 중량비 15:85 내지 20:80으로 혼합하고, 이를 분쇄/혼합한 후 1300 내지 1450℃에서 고온 소결한 물질일 수 있으며, 음이온 발생 파우더를 더 포함할 수 있다.In the present invention, the ceramic catalyst filtration material is mixed with aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and silicon oxide (SiO 2 ) in a weight ratio of 15:85 to 20:80, and then pulverized / mixed at 1300 to 1450 ℃ It may be a high temperature sintered material, and may further include an anion generating powder.

상기 또 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 독성 및 유해가스 여과용 바이오세라믹 촉매 여과물질의 제조방법은 벤토나이트 계열의 광물을 주재로 하는 세라믹원료물질을 배합, 성형, 소성 정제하여 세라믹 촉매 여과물질을 형성하고, 생물 분자물질을 분쇄, 함침, 추출, 정제하여 포르피린 고리와 복합된 금속이온으로 조합된 생 분자물질을 형성한 후에 상기 생 분자물질을 상기 세라믹 촉매 여과물질에 첨착한다.In order to achieve the another object of the present invention, the method for preparing a bioceramic catalyst filtration material for toxic and harmful gas filtration according to the present invention is performed by mixing, molding, and calcining a ceramic raw material material based on bentonite-based minerals. After forming, the biological molecular material is pulverized, impregnated, extracted, and purified to form a raw molecular material combined with a metal ion complexed with a porphyrin ring, and then the raw molecular material is attached to the ceramic catalyst filtration material.

본 발명에 있어서, 상기 세라믹 촉매 여과물질을 형성은 상기 세라믹원료물질에 가연성 물질을 총중량의 70% 중량부 이하의 양으로 배합, 성형하여 세라믹 원료물질 혼합물을 형성하고, 상기 세라믹 원료물질 혼합물을 400 내지 1400℃로 소성, 정제하여 상기 가연성 물질은 물과 이산화탄소로 완전 분해되어 균일한 기공을 갖는 세라믹 촉매 여과물질을 형성할 수 있다.In the present invention, the ceramic catalyst filtration material is formed by mixing and molding a combustible material in an amount of 70% by weight or less of the total weight of the ceramic raw material to form a ceramic raw material mixture, and the ceramic raw material mixture 400 By burning and purifying to 1400 ° C., the combustible material may be completely decomposed into water and carbon dioxide to form a ceramic catalyst filtration material having uniform pores.

본 발명에 있어서, 상기 세라믹 촉매 여과물질은, 산화알루미늄(Al2O3)과 산화규소(SiO2)를 중량비 15:85 내지 20:80으로 혼합하고, 이를 분쇄/혼합한 후 1300 내지 1450℃에서 고온 소결한 물질일 수 있다.In the present invention, the ceramic catalyst filtration material is mixed with aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and silicon oxide (SiO 2 ) in a weight ratio of 15:85 to 20:80, pulverized / mixed and then 1300 to 1450 ℃ It may be a material sintered at high temperature.

본 발명에 있어서, 상기 생 분자물질은 클로로필, 헤모글로빈, 프로토포르필린, 시트크롬 C 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.In the present invention, the living molecular material may be any one selected from chlorophyll, hemoglobin, protoporphyrin, sheet chrome C.

본 발명의 바이오세라믹 여과물질은 벤토나이트 계열의 광물을 주재로 하는 독성 및 유해가스 여과용 촉매여과물질에 치명적 유해물질인 일산화탄소를 완벽하게 제거하기 위하여 생분자체(Bio-Molecule)인 클로로필 등의 생 분자물질을 첨가하여 독성 및 유해가스는 물론 일산화탄소 제거할 수 있다.The bioceramic filtration material of the present invention is a biomolecule such as chlorophyll which is a biomolecule (Bio-Molecule) in order to completely remove carbon monoxide, which is a fatal toxic substance, to the catalyst filter material for toxic and harmful gas filtration based on bentonite-based minerals. By adding substances, toxic and harmful gases as well as carbon monoxide can be removed.

상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다. The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 독성 및 유해가스 발생시 이를 효과적으로 분해, 흡착하여 차단함으로써 인명을 보호하는 촉매여과물질에 관한 기존의 벤토나이트 계열의 광물을 주재로 하는 독성 및 유해가스 여과용 촉매여과물질에 관한 대한민국 등록특허 제10-0685329호인 "독성 및 유해가스 여과용 촉매 여과물질, 이를 포함하는 최장의 유로를 갖는 방독면용 정화통"과, 흡연시 발암 물질의 주원인 되는 타르와 유기물질 성분을 분해, 흡착하여 흡연으로 인한 유해물질의 인체 흡수를 경감시키는 촉매여과물질에 관한 대한민국 등록특허 제10-0676149호인 "흡연 여과용 촉매 여과물질, 이를 포함하는 담배필터, 담배 및 끽연용구"인 본 출원인의 등록특허를 발전시킨 발명이다. 본 발명은 독성 및 유해가스 여과는 물론 타르와 유기물질 성분을 분해 및 흡착함과 동시에, 특히 인체에 치명적 유해물질인 일산화탄소를 완벽하게 제거하기 위하여 생 분자체(Bio-Molecule)인 클로로필 등의 분자물질을 첨착하여 독성 및 유해가스 여과는 물론 일산화탄소 제거기능이 우수한 바이오세라믹 촉매 여과물질을 제조하는 것이다.The present invention is a Korean patent registration for toxic and toxic gas filtration catalysts mainly based on the existing bentonite-based minerals for the catalyst filtration material that protects human life by effectively decomposing, adsorbing and blocking the toxic and harmful gases generated. 10-0685329, "Catalyst Filter Material for Toxic and Hazardous Gas Filtration, Gas Refining Tank with Longest Flow Path Containing It", and Harm of Smoking by Decomposing and Adsorbing Tar and Organic Ingredients It is an invention that developed the applicant's registered patent, "catalyst filter material for smoking filtration, tobacco filter, tobacco and smoking utensil including the same", which is a Korean Patent No. 10-0676149 regarding a catalyst filtration material that reduces the absorption of human body. . According to the present invention, molecules such as chlorophyll, which is a bio-molecule, are used to completely remove toxic and harmful gases, as well as to decompose and adsorb tar and organic substances, and to completely remove carbon monoxide, which is a fatal harmful substance to the human body. By impregnating the material, it is possible to produce a bioceramic catalyst filtration material having excellent toxic and harmful gas filtration as well as a carbon monoxide removal function.

화재시 또는 흡연시에 인체에 독성을 미치는 벤젠과 포름알데히드 등의 유해 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds, VOC) 및 카드늄, 구리, 납, 아연 등의 중금속 미립자 등은 벤토나이트 계열의 광물을 주재로 하는 독성 및 유해가스 여과용 촉매여과물질을 사용한 필터로서 용이하게 제거가 된다. 그러나, 일산화탄소는 완벽하게 제거하기 어려운 것이 사실이다.Hazardous volatile organic compounds (VOC) such as benzene and formaldehyde and heavy metal particles such as cadmium, copper, lead and zinc, which are toxic to the human body in case of fire or smoking, are mainly based on bentonite-based minerals. It is easily removed as a filter using a catalyst filter material for toxic and harmful gas filtration. However, it is true that carbon monoxide is difficult to remove completely.

본 발명은 벤토나이트 계열의 광물을 주재로 하는 독성 및 유해가스 여과용 촉매여과물질에 인체에 치명적 유해물질인 일산화탄소를 완벽하게 제거하기 위하여 생 분자체(Bio-Molecule)인 클로로필, 헤모글로빈 등, 그 구조가 포르피린 고리와 중간 원소가 금속으로 구성된 물질을 첨가하여 독성 및 유해가스 여과는 물론, 일산화탄소 제거 기능이 우수한 바이오세라믹 촉매 여과물질을 제조하는 것이다.The present invention is a bio-molecule (chloro-molecule) chlorophyll, hemoglobin and the like to completely remove carbon monoxide, which is a fatal harmful substance to the human body in the filtration of toxic and harmful gases based on bentonite-based minerals By adding a substance composed of a metal with a porphyrin ring and an intermediate element, a bioceramic catalyst filtration material having excellent toxic and harmful gas filtration and carbon monoxide removal function is prepared.

도 1은 포르피린고리와 포르피린의 중간원자가 금속으로 치환된 헤모글로빈 및 클로로필의 구조식이다.1 is a structural formula of hemoglobin and chlorophyll in which an intermediate atom of porphyrin ring and porphyrin is substituted with a metal.

도 2는 본 발명에 따른 바이오세라믹 촉매 여과물질의 제조방법을 나타내는 순서도이다.2 is a flow chart showing a method for producing a bioceramic catalyst filtration material according to the present invention.

도 2를 참조하면, 세라믹원료물질과 생물분자물질을 각각 준비한다. 세라믹원료물질은 원료를 배합하고 성형, 소성, 정제한다. 생물분자물질은 분쇄, 함침, 추출, 정제한다. 이어서, 상기 세라믹 촉매 여과물질에 상기 생물분자물질을 함침시켜 바이오세라믹 촉매 여과물질을 형성한다.2, a ceramic raw material and a biomolecular material are prepared, respectively. Ceramic raw materials are blended, molded, calcined and refined. Biomolecules are ground, impregnated, extracted and purified. Subsequently, the ceramic catalyst filtration material is impregnated with the biomolecule material to form a bioceramic catalyst filtration material.

이하, 구체적으로 바이오세라믹 촉매 여과물질의 제조방법을 살펴본다.Hereinafter, the manufacturing method of the bioceramic catalyst filtration material will be described in detail.

본 발명에 사용되는 세라믹 촉매 여과물질은 다음과 같다.Ceramic catalyst filtration material used in the present invention is as follows.

(1) 벤토나이트 계열의 광물을 사용한다.(1) Use bentonite-based minerals.

벤토나이트 계열의 광물은 몬모릴로나이트를 주 구성광물로 하는 점토광물로서 다공성 구조를 가짐에 따라 흡착성이 우수할 뿐만 아니라 팽윤성 및 양이온 교환능을 가지므로 뛰어난 유기물과의 복합체 형성이 용이하여 반응성이 뛰어나므로 이에 의하여 독성 및 유해가스 등의 유해 유기물질과 결합하거나 분해하는 능력을 가진다.Bentonite-based minerals are montmorillonite-based clay minerals, which have a porous structure and have excellent adsorptive properties, as well as swelling and cation exchange ability. And harmful organic substances such as harmful gases.

(2) 인공적으로 산화알루미늄(Al2O3)과 산화규소(SiO2)를 중량비 15:85 내지 20:80으로 혼합하고, 이를 고온 소결한 물질을 사용할 수 있다. 바람직하게는 적정한 구조를 가지기 위하여 상기 비율은 대략 18:82를 가지는 것이 좋다.(2) Artificially mixing aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and silicon oxide (SiO 2 ) in a weight ratio of 15:85 to 20:80, it can be used a material that is hot sintered. Preferably, the ratio is approximately 18:82 in order to have a proper structure.

상기와 같은 비율의 산화알루미늄(Al2O3)과 산화규소(SiO2)의 혼합물을 얻기 위해서는 산화알루미늄(Al2O3)과 산화규소(SiO2)를 각각 상기 비율로 혼합할 수 있으며, 또는 산화알루미늄(Al2O3)과 산화규소(SiO2)를 포함하는 다양한 광물과 이들 광물에 상기 비율 대비 부족한 산화알루미늄(Al2O3)과 산화규소(SiO2)를 추가하여 위 비율의 혼합물을 얻을 수 있다. 이에 대한 구체적인 예로서 뮬라이트를 들 수 있다. 뮬라이트(3Al2O3·2SiO2)와 산화규소(SiO2)를 대략 1:8 내지 1:12 내외의 비율로 혼합할 수 있으며, 바람직하게는 1:10 내외의 비율로 혼합하여, 상술한 산화알루미늄(Al2O3)과 산화규소(SiO2)의 비율과 동일한 조성물의 혼합을 얻은 후에 고온 소결할 수 있다. 상기 고온 소결은 바람직하게는 1300 내지 1450℃ 에서 1 내지 3 시간 동안 고온소성하는 경우에 반응성이 우수한 촉매적 기능과 다공성 구조에 따른 높은 반응면적 및 흡착면적을 제공하게 되며, 더욱 바람직하게는 5℃/분의 승온 속도로 1400℃까지 가열한 후에 상기 온도에서 2시간 동안 소결하는 것이 소결의 진행도를 고려할 때 좋다. 또한, 상기 고온소성의 경우에는 소성의 유효성을 증가시키기 위하여 볼 밀(Ball Mill)로 상기 혼합물을 분쇄 및 혼합한 후에 이를 고온소성하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 상기 볼 밀의 진행시간은 대략 8시간 정도 진행하는 것이 혼합물 및 소결물의 균일도를 위하여 좋다.Can be each mixed in the ratio of aluminum oxide (Al 2 O 3) and in order to obtain a mixture of silicon oxide (SiO 2) aluminum oxide (Al 2 O 3) and silicon oxide (SiO 2) in the same ratio as above, Or by adding various minerals including aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and silicon oxide (SiO 2 ) and insufficient aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and silicon oxide (SiO 2 ) to these minerals. A mixture can be obtained. Specific examples thereof include mullite. Mullite (3Al 2 O 3 · 2SiO 2 ) and silicon oxide (SiO 2) approximately 1: can be mixed in a ratio of around 8 to 1:12, preferably in a ratio of 1:10 and out, the above-described High temperature sintering may be obtained after obtaining a mixture of the same composition as that of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and silicon oxide (SiO 2 ). The high temperature sintering preferably provides a high catalytic reaction area and a high reaction area and adsorption area according to the porous structure when the high temperature firing at 1300 to 1450 ℃ for 1 to 3 hours, more preferably 5 ℃ Sintering at this temperature for 2 hours after heating to 1400 ° C. at a rate of temperature increase / min is good when considering the progress of sintering. In addition, in the case of the high temperature firing, in order to increase the effectiveness of firing, the mixture is pulverized and mixed with a ball mill, and then, the high temperature firing is performed, and more preferably, the running time of the ball mill is about 8 Running for about an hour is good for the uniformity of the mixture and the sinter.

(3) 상기 (1)항, (2) 항의 여과물질에 추가하여 음이온 발생 파우더를 추가로 더 포함할 수 있으며, 이는 여과물질 100 중량부에 대하여 100 내지 5 중량부로 첨가하는 것이 유해물질의 해소 및 음이온 발생의 적절성을 유지하는데 바람직하다. (3) In addition to the filtration material of the above (1), (2) may further include an anion generating powder, which is added to 100 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the filtration material to eliminate the harmful substances And to maintain adequacy of anion generation.

상기 음이온 발생 파우더에는 공지의 다양한 음이온 발생 파우더가 사용 가능하며 바람직하게는 P2O5, Ce2O3, La2O3, Nd2O3, ThO2, Pr2O3, SiO2 및 Sm2O3로 이루지는 군으로부터 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 P2O5 25 내지 35 중량%, Ce2O3 20 내지 30 중량%, La2O3 7 내지 15 중량%, Nd2O3 8 내지 12 중량%, ThO2 5 내지 10 중량%, Pr2O3 4 내지 8 중량%로 이루어지며, 이에 미량산화물로 SiO2, Sm2O3, TiO2, ZrO2, Y2O3, Gd2O3 등을 더 포함하는 형태로 구성할 수 있다.Various known anion generating powders may be used for the anion generating powder, and preferably P 2 O 5 , Ce 2 O 3 , La 2 O 3 , Nd 2 O 3 , ThO 2 , Pr 2 O 3 , SiO 2 and Sm One or more selected from the group consisting of 2 O 3 can be selected and used, more preferably P 2 O 5 25 to 35% by weight, Ce 2 O 3 20 to 30% by weight, La 2 O 3 7 to 15% by weight %, Nd 2 O 3 8 to 12% by weight, ThO 2 5 to 10% by weight, Pr 2 O 3 4 to 8% by weight, as a trace oxide SiO 2 , Sm 2 O 3 , TiO 2 , ZrO 2 , Y 2 O 3 , Gd 2 O 3 And the like can be configured in a form that further includes.

상기 (1)항, (2)항, (3)항의 여과물질에 가연성 물질을 혼합물 총중량의 70 중량% 이하의 양으로 추가적으로 혼합하여 소성하면 생 분자체(Bio-Molecule)인 클로로필 등의 분자물질을 첨가할 수 있는 넓은 면적의 다공성 여과물질을 얻을 수 있다. 가연성 물질은 250메쉬 이하의 분말 형태가 바람직하며, 소성시 물과 이산화탄소 등은 완전히 분해 가능한 물질로서, 설탕, 파라핀 등과 같이 탄소, 수소 및 산소로 이루어진 분말형 탄화수소 화합물, 카본블랙, 흑연가루 등과 같은 분말형 탄소 화합물 등이다. 이들 가연성 물질은, 상기 여과물질을 이루는 세라믹 원료와 혼합되어 400 내지 1400℃의 온도에서 소성시, 물과 이산화탄소로 완전 분해되어 균일한 충분한 기공을 갖는 다공성 여과물질을 형성한다.Molecular substances such as chlorophyll, which is a bio-molecule, are further mixed and calcined with the filter material of (1), (2) and (3) in an amount of not more than 70% by weight of the total weight of the mixture. It is possible to obtain a large area of porous filter material to which can be added. The combustible material is preferably in the form of a powder of 250 mesh or less, and water and carbon dioxide are completely decomposable when firing, and powdered hydrocarbon compounds made of carbon, hydrogen and oxygen such as sugar, paraffin, carbon black, graphite powder, etc. Powdered carbon compounds and the like. These combustible materials, when mixed with the ceramic raw material constituting the filtration material, when calcined at a temperature of 400 to 1400 ℃ completely decomposes into water and carbon dioxide to form a porous filtration material having uniform enough pores.

이상 세라믹 촉매 여과물질에 대하여 상술하였으며, 이하 클로로필, 헤모글로빈, 프로토포르피린, 시트크롬 C 등과 같이, 포르피린 고리와 복합된 금속이온 Fe2+, Cu2+, Mg2+ 등으로 조합된 형태의 생-분자물질을 분리하여 필요한 용액을 제조하는 방법에 대하여 설명한다.The ceramic catalyst filtration material described above has been described above, and bio-molecular material in the form of a combination of metal ions Fe2 +, Cu2 +, Mg2 +, which are complexed with a porphyrin ring, such as chlorophyll, hemoglobin, protoporphyrin, and sheet chromium C, is required to be separated. The method of preparing a solution is demonstrated.

다시 도 2를 참조하면, 추출대상물이 되는 식물성 또는 동물성 물질을 세척하고, 추출이 보다 용이하게 이루어지도록 하기 위해서는 분쇄나 절단이 가능한 물질의 경우에는 추출대상물을 잘게 분쇄하여 미세하게 준비한 후 분쇄된 추출대상물은 추출용매제에 혼합하여 혼합물을 제조한다. 혼합단계에서 적용되는 추출용매제로는 잔류시 인체에 전혀 무해하고, 식용으로 섭취가 가능하여야 하며, 추출물의 용해성을 고려하여 선택하는 것이 바람직한데, 예컨대 에탄올을 사용할 수 있다.Referring back to FIG. 2, in order to wash the vegetable or animal material to be extracted and to make extraction easier, in the case of a material that can be pulverized or cut, the extract is finely pulverized and finely prepared. The object is mixed with an extraction solvent to prepare a mixture. The extraction solvent applied in the mixing step is harmless to the human body when remaining, it should be possible to eat edible, it is preferable to select in consideration of the solubility of the extract, for example ethanol may be used.

클로로필, 헤모글로빈, 프로토포르피린, 시트크롬 C 등과 같이 포르피린 고리와 복합된 금속이온 Fe2+, Cu2+, Mg2+ 등으로 조합된 형태의 생-분자물질은 일산 화탄소 등의 제거에 탁월한 효과가 있다. 이러한 생-분자물질 중 본 발명의 실시예에서는 클로로필을 대상 물질로 하여 일산화탄소 제거 실험을 실시하였다.Bio-molecular substances in the form of metal ions Fe2 +, Cu2 +, Mg2 + complexed with porphyrin rings, such as chlorophyll, hemoglobin, protoporphyrin, citchrome C, etc., have an excellent effect on removal of carbon monoxide. In the embodiment of the present invention among these bio-molecular substances, a carbon monoxide removal experiment was performed using chlorophyll as a target substance.

클로로필의 추출은 대한민국 등록특허 제10-0790315호인 "초음파를 이용한 원료물질 추출장치"에 명시된 방법에 따라 상엽을 모재로 하여 클로로필을 추출하였으며, 에탄올에 용해된 클로로필 용액을 사용하였다.Chlorophyll extraction was performed by extracting chlorophyll based on the upper leaf as a method specified in Korean Patent Registration No. 10-0790315, "Ultrasound Extractor Using Ultrasonic Wave", and using a chlorophyll solution dissolved in ethanol.

상기 추출된 클로로필 용액을 상술한 세라믹 촉매 여과물질에 스프레이 코팅(spray coating)하여 상온에서 건조하였다. 필요에 따라서는 반복하여 스프레이 코팅을 실시할 수 있다.The extracted chlorophyll solution was spray coated on the aforementioned ceramic catalyst filtration material and dried at room temperature. If necessary, spray coating may be repeatedly performed.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 세라믹 촉매 여과물질과 상기 세라믹 촉매 여과물질에 클로로필이 첨착된 바이오 세라믹 촉매 여과물질을 나타내는 전자현미경 사진이다.3 is an electron micrograph showing a ceramic catalyst filtration material and a bio-ceramic catalyst filtration material impregnated with chlorophyll on the ceramic catalyst filtration material according to an embodiment of the present invention.

용도에 따라 클로로필 용액의 농도는 0.5 내지 35%가 적당하며 이와 같이 상온에서 건조된 클로로필 분자가 첨착된 바이오세라믹 촉매 여과물질의 일산화탄소 제거효율은 도 4 및 표1과 같다.The concentration of the chlorophyll solution is suitable according to the purpose of 0.5 to 35% and the carbon monoxide removal efficiency of the bioceramic catalyst filtration material impregnated with chlorophyll molecules dried at room temperature is as shown in FIG. 4 and Table 1.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이산화탄소 제거효율을 나타내는 표본들이다. 표1은 도 4의 표본1, 표본2, 표본3, 표본4의 요약표이다.Figure 4 is a sample showing the carbon dioxide removal efficiency according to an embodiment of the present invention. Table 1 is a summary table of Sample 1, Sample 2, Sample 3, and Sample 4 of FIG.

대조 [Co/Cigarette, 단위:mg]Control [Co / Cigarette, Unit: mg] 표본1Sample 1 표본2Sample 2 표본3Sample 3 표본4Sample 4 14mg/Cig.14 mg / Cig. 11.5mg/Cig.11.5 mg / Cig. 11.6mg/Cig.11.6 mg / Cig. 11.2mg/Cig.11.2 mg / Cig. 11.6mg/Cig.11.6 mg / Cig.

본 실험을 위한 실험기기는 독일 보르그오라트 테크닉(Borgwaldt Technic) 사의 스모킹 머신(Somoking Machine) 모델(Model) RM200을 사용하였고, 실험 대조군 권련은 일산화탄소의 양이 충분한 중국 "홍헤 제너럴 시카렛 팩토리, 윤난(Honghe General Cigarette Factory, Yunna)"사의 제품인 "홍헤, 하드팩(Honghe, hard pack)으로서 일산화탄소 함량 14mg, 타르 함량 13mg, 니코틴 함량 1.2mg을 매 표본당 20개피씩을 사용하여 정확한 통계수치를 확보하였다. 실험기 내부의 온도는 도 의 표본에 나타나 있듯이 섭씨 18도에서 진행하였다.The experimental instrument for this experiment was a Smoking Machine Model RM200 from Borgwaldt Technic, Germany, and the experiment control was carried out in China "Honghe General Secret Factory, Yunnan, which has sufficient carbon monoxide." "Honghe, hard pack," a product of (Honghe General Cigarette Factory, Yunna), obtained 14 mg of carbon monoxide, 13 mg of tar, and 1.2 mg of nicotine for 20 samples per sample. The temperature inside the tester was at 18 degrees Celsius, as shown in the sample.

이상의 결과에서 모든 표본에서 일산화탄소의 제거율은 약 16%에서 19% 정도로서 매우 효과적임을 알 수 있었다.From the above results, the removal rate of carbon monoxide in all samples was about 16% to 19%, which is very effective.

실시예에서는 클로로필을 예로들었는데, 헤모글로빈, 프로토포르피린, 시토크롬 C와 같이 Mg2+ 뿐만아니라 포르피린 고리와 복합된 중간 금속이온이 Fe2+, Cu2+ 등의 존재물질을 가진 단백질 분자체로 대체될 수 있다.In the embodiment, the chlorophyll is taken as an example, and intermediate metal ions complexed with porphyrin rings as well as Mg 2+, such as hemoglobin, protoporphyrin, and cytochrome C, may be replaced with protein molecular sieves having a substance such as Fe 2+ and Cu 2+.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 도면 및 상세한 설명에 의하여 한정되는 것은 아니고, 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 해당 기술분야의 당업자가 다양하게 수정 및 변경시킨 것 또한 본 발명의 범위 내에 포함됨은 물론이다.The present invention described above is not limited to the above-described drawings and detailed description, and various modifications and changes made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. Of course, it is also included within the scope of the present invention.

도 1은 포르피린고리와 포르피린의 중간원자가 금속으로 치환된 헤모글로빈 및 클로로필의 구조식이다.1 is a structural formula of hemoglobin and chlorophyll in which an intermediate atom of porphyrin ring and porphyrin is substituted with a metal.

도 2는 본 발명에 따른 바이오세라믹 촉매 여과물질의 제조방법을 나타내는 순서도이다.2 is a flow chart showing a method for producing a bioceramic catalyst filtration material according to the present invention.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 세라믹 촉매 여과물질과 상기 세라믹 촉매 여과물질에 클로로필이 첨착된 바이오 세라믹 촉매 여과물질을 나타내는 전자현미경 사진이다.3 is an electron micrograph showing a ceramic catalyst filtration material and a bio-ceramic catalyst filtration material impregnated with chlorophyll on the ceramic catalyst filtration material according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이산화탄소 제거효율을 나타내는 표본들이다.Figure 4 is a sample showing the carbon dioxide removal efficiency according to an embodiment of the present invention.

Claims (9)

벤토나이트 계열의 광물을 주재로 하는 세라믹 촉매 여과물질; 및Ceramic catalyst filtration materials based on bentonite-based minerals; And 상기 촉매 여과물질에 첨착된 포르피린 고리와 복합된 금속이온으로 조합된 생 분자물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 독성 및 유해가스 여과용 바이오세라믹 촉매 여과물질.A bioceramic catalyst filtration material for toxic and noxious gas filtration, comprising a live molecular material combined with a metal ion complexed with a porphyrin ring attached to the catalyst filtration material. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 생 분자물질은 클로로필, 헤모글로빈, 프로토포르필린, 시트크롬 C 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 독성 및 유해가스 여과용 바이오세라믹 촉매 여과물질.The raw molecular material is any one selected from chlorophyll, hemoglobin, protoporphylline, sheet chromium C, bioceramic catalyst filtration material for toxic and harmful gas filtration. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 바이오세라믹 촉매 여과물질은 흡연용 여과물질인 것을 특징으로 하는 바이오세라믹 촉매 여과물질.The bioceramic catalyst filtration material is a bioceramic catalyst filtration material, characterized in that the smoking filter material. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 세라믹 촉매 여과물질은,The ceramic catalyst filtration material, 산화알루미늄(Al2O3)과 산화규소(SiO2)를 중량비 15:85 내지 20:80으로 혼합 하고, 이를 분쇄/혼합한 후 1300 내지 1450℃에서 고온 소결한 물질인 것을 특징으로 하는 바이오세라믹 촉매 여과물질.Bioceramic characterized by mixing aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and silicon oxide (SiO 2 ) in a weight ratio of 15:85 to 20:80, pulverized and mixed, and then sintered at 1300 to 1450 ° C. Catalytic filtration material. 제1항 또는 제4항에 있어서,The method according to claim 1 or 4, 상기 세라믹 촉매 여과물질은,The ceramic catalyst filtration material, 음이온 발생 파우더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 독성 및 유해가스 여과용 바이오세라믹 촉매 여과물질.Bioceramic catalyst filtration material for toxic and harmful gas filtration characterized by further comprising anion generating powder. 벤토나이트 계열의 광물을 주재로 하는 세라믹원료물질을 배합, 성형, 소성 정제하여 세라믹 촉매 여과물질을 형성하는 단계;Forming a ceramic catalyst filtration material by blending, molding and calcining a ceramic raw material mainly based on bentonite-based minerals; 생물 분자물질을 분쇄, 함침, 추출, 정제하여 포르피린 고리와 복합된 금속이온으로 조합된 생 분자물질을 형성하는 단계; 및Grinding, impregnating, extracting, and purifying the biological molecular material to form a raw molecular material combined with a metal ion complexed with a porphyrin ring; And 상기 생 분자물질을 상기 세라믹 촉매 여과물질에 첨착하는 단계를 포함하는 독성 및 유해가스 여과용 바이오세라믹 촉매 여과물질의 제조방법.A method of producing a bioceramic catalyst filtration material for toxic and harmful gas filtration comprising the step of adhering the raw molecular material to the ceramic catalyst filtration material. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 세라믹 촉매 여과물질을 형성하는 단계는,Forming the ceramic catalyst filtration material, 상기 세라믹원료물질에 가연성 물질을 총중량의 70% 중량부 이하의 양으로 배합, 성형하여 세라믹 원료물질 혼합물을 형성하는 단계; 및Blending and molding a combustible material in an amount of 70% by weight or less of the total weight of the ceramic raw material to form a ceramic raw material mixture; And 상기 세라믹 원료물질 혼합물을 400 내지 1400℃로 소성, 정제하여 상기 가 연성 물질은 물과 이산화탄소로 완전 분해되어 균일한 기공을 갖는 세라믹 촉매 여과물질을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 독성 및 유해가스 여과용 바이오세라믹 촉매 여과물질의 제조방법.Firing and purifying the ceramic raw material mixture at 400 to 1400 ° C. such that the combustible material is completely decomposed into water and carbon dioxide to form a ceramic catalyst filtration material having uniform pores. Method for producing bioceramic catalyst filtration material for gas filtration. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 세라믹 촉매 여과물질은,The ceramic catalyst filtration material, 산화알루미늄(Al2O3)과 산화규소(SiO2)를 중량비 15:85 내지 20:80으로 혼합하고, 이를 분쇄/혼합한 후 1300 내지 1450℃에서 고온 소결한 물질인 것을 특징으로 하는 독성 및 유해가스 여과용 바이오세라믹 촉매 여과물질의 제조방법.Toxicity and characterized in that the aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and silicon oxide (SiO 2 ) is mixed in a weight ratio of 15:85 to 20:80, and pulverized / mixed and then sintered at 1300 to 1450 ℃ high temperature Method for producing bioceramic catalyst filtration material for toxic gas filtration. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 생 분자물질은 클로로필, 헤모글로빈, 프로토포르필린, 시트크롬 C 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 독성 및 유해가스 여과용 바이오세라믹 촉매 여과물질의 제조방법.The raw molecular material is any one selected from chlorophyll, hemoglobin, protoporphylline, sheet chromium C characterized in that the method for producing a bioceramic catalyst filtration material for toxic and harmful gas filtration.
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