KR20130044987A - Composition for air purification comprising photocatalysts of graphene oxide-tio2 - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이산화티타늄을 이용하여 새로운 광촉매 박막을 포함하는 공기 정화용 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to an air purification composition comprising a new photocatalyst thin film using titanium dioxide.
대표적인 환경 유해물질인 휘발성 유기화합물(VOCs; Volatile Organic Compounds, 이하 'VOCs'라 함)은 20여 년 전부터 미국을 비롯한 유럽, 일본 등의 선진국에서 환경 문제화되었다. VOCs 물질의 인체와 환경에 대한 유해성은 널리 알려졌으며, 대표적인 VOCs인 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등은 독성이 아주 심할 뿐만 아니라 아주 극소량이더라도 돌연변이와 발암을 유발함. 벤젠은 발암성 물질이며 백혈병 및 임파종을 유발하는 물질로, 톨루엔과 자일렌은 습관적으로 흡입될 경우, 신장과 간에 손상을 줄 뿐만 아니라 뇌기능 장애를 유발하는 물질로 알려져 있다(M.O. Bachmann and J.E. Myers, Soc. Sci. Med. 40, 245, 1995). 요즘의 이들 물질에 대한 친환경적 규제는 미국, 일본의 경우 "Pollutant Release and Transfer Register(PRTR)"란 제도를 실시하여 자국 내의 환경 오염물질의 배출, 이동, 등록을 법규화 함으로써, 유럽연합에서는 2004년부터 적용된 신화학물질관리제도(REACH system)을 통해 관리되고 있으며, 우리 나라도 관련 법규를 통한 VOCs 물질을 관리하고 있으나, 유해물질 방출 농도 평가나 저감 연구에 대한 대처 방안이 아직까지는 미흡한 실정이다.Volatile Organic Compounds (VOCs), which are representative environmental harmful substances, have become environmental problems in developed countries such as the US, Europe and Japan for more than 20 years. The harmful effects of VOCs to humans and the environment are well known. The representative VOCs such as benzene, toluene and xylene are not only highly toxic but also cause mutations and carcinogenesis in very small amounts. Benzene is a carcinogen and causes leukemia and lymphoma. Toluene and xylene are known to cause damage to the kidneys and liver as well as to cause brain dysfunction if inhaled habitually (MO Bachmann and JE Myers). , Soc. Sci. Med. 40, 245, 1995). Today's eco-friendly regulations for these substances are regulated in the United States and Japan by implementing the "Pollutant Release and Transfer Register (PRTR)" system to regulate the release, transport and registration of environmental pollutants in the country. It is managed through the REACH system applied in Korea, and Korea also manages VOCs substances through related laws and regulations, but there are still insufficient measures to assess the emission concentrations or reduce the harmful substances.
자동차 산업에서 플라스틱 소재를 적용하기 시작한 것은 1960년대부터이며, 오일쇼크이후, 자동차 경량화 현상이 두드러지면서 자동차용 플라스틱 소재의 관심이 높아졌다. 자동차용 플라스틱 소재는 자동차 범퍼와 내장재, 계기판 등에 많이 이용되고 있으며, 차종에 따라 차이는 있지만 50 ~ 120 g 정도의 플라스틱이 사용되고 있다. 자동차 부품에서 플라스틱의 비율이 점차 늘어나고 있는 추세이며, 2000년 중반 이후에는 자동차 구성소재의 30 %이상이 플라스틱으로 적용될 수 있을 것으로 전망되고 있다. 동시에 자동차 경량화에 따른 자동차 내장재 관련 플라스틱 제품에서 발생하는 VOCs에 대한 관심이 높아지고 있다. 실제 GM은 2002년 말까지 모든 공급업체에게 ISO 14000 또는 EMAS 등의 환경경영체제를 실시하도록 요구하였으며, Ford는 2003년 6월까지 납품업체의 모든 제조현장에 대하여 ISO 14000인증 획득을 요구하였다. 크라이슬러도 2000년 9월 모든 부품공급자들에게 ISO 14000 인증 획득을 의무화하겠다는 성명을 발표하고 부품업체들의 인증획득을 요구하였다. 뿐만 아니라 정부에서도 관련 법규를 정비하여 시대의 요구에 맞도록 법개정을 진행하고 있다. 2004년 5월부터 대중이용시설 등의 실내공기질관리법 등 환경규제에 관한 법규를 강화하고 있으며, 2007년 6월부터 당시 건설교통부는 신규제작 자동차실내공기질기준을 마련하여 자동차 실내공기에 대해서도 법으로 관리를 강화하고자 하였다. 따라서 자동차 내장재로부터 방산되는 VOCs의 제거가 절대적으로 필요하다.In the 1960s, plastic materials began to be applied in the automotive industry. After oil shocks, automobile lightweighting became more noticeable. Automotive plastic materials are widely used in automobile bumpers, interior materials, and dashboards, and plastics of about 50 to 120 g are used depending on the vehicle type. The proportion of plastics in automobile parts is increasing gradually. Since mid-2000, more than 30% of automobile components are expected to be applied to plastics. At the same time, interest in VOCs arising from plastic products related to automotive interior materials is increasing. In fact, GM required all suppliers to implement an environmental management system such as ISO 14000 or EMAS by the end of 2002, and Ford required ISO 14000 certification for all suppliers' manufacturing sites by June 2003. Chrysler also issued a statement in September 2000 that all parts suppliers would be required to obtain ISO 14000 certification and called for parts manufacturers to obtain certification. In addition, the government is revising the laws to meet the needs of the times. Since May 2004, laws and regulations on environmental regulations such as indoor air quality management law have been reinforced.In June 2007, the Ministry of Construction and Transportation established the indoor air quality standards for newly manufactured automobiles and managed the indoor air quality of automobiles. To strengthen. Therefore, it is absolutely necessary to remove VOCs emitted from automobile interior materials.
국내에서 개발된 대부분의 자동차 실내 공기 정화용 제품은 후처리제 형태를 이루고 있다. 즉 자동차 내부에 스프레이 형태로 분사하여 냄새를 제거하는 방법이며, 상용제품으로 BSONWORD 닥터포린, Bio Mist Biozone, 국제기업의 ALT-Bio 등이 있다. 미국의 General Latex and Chemical Corporation에서는 자동차 실내 공기 향상을 위해 기존의 섬유 제품이던 자동차 카펫식 매트를 TPU로 교체하였고, 일본 삼양 화성공업에서는 자체 개발한 PU 발포 방법으로 자동차 실내 공기질을 개선하고자 하였으나 실제 양산 과정에서 문제점이 발견되어 적용하지 못하였다. 일본 도요타 자동차의 경우, 자동차 내부에 가장 넓은 부위를 차지하는 시트 섬유 내부에 흡착제를 부착하는 방법을 시도하였고, 아우디에서는 자동차 핸들 내부에 흡착제 등을 투입하는 방법을 시도하였다. 이러한 시도는 자동차 실내에 발생되는 냄새를 일부 감소시키는 결과는 보여주었으나 장기적인 효과는 보지 못한 것으로 알려져 있다. 자동차 내장용 플라스틱의 VOCs 혹은 냄새원인 물질 저감을 위한 방법으로 공정 개선 혹은 첨가물질 중 원인이 되는 원료 대체 등을 적용하고 있으나 이러한 방법은 유해성분 저감에 기술적 한계가 있으며, 많은 기술 투자비와 제품단가의 상승으로 경제적인 부담도 많은 편이다. 따라서 최근에는 풍부한 천연자원인 태양광을 이용한 광촉매에 의한 자동차 실내오염원 제거 기술이 많이 제안되고 있다.Most of the indoor air purification products for automobiles developed in Korea are in the form of post-treatment agents. In other words, it is sprayed inside the car to remove odors. Commercial products include BSONWORD Dr. Porin, Bio Mist Biozone, and ALT-Bio of international companies. General Latex and Chemical Corporation in the United States replaced car carpet mats, which were conventional textile products, with TPU to improve car interior air, while Samyang Chemicals in Japan tried to improve car interior air quality with its own PU foaming method. Problems were found in the process and could not be applied. In the case of a Japanese Toyota car, an attempt was made to attach an adsorbent to a sheet fiber, which occupies the widest part of the car, and Audi tried to inject an adsorbent into an automobile handle. Such attempts have been shown to reduce some of the odors generated in the car interior, but have not been shown to have long-term effects. As a method for reducing VOCs or odor-causing substances in automobile interior plastics, we apply process improvement or substitute raw materials that cause caustic substances. However, these methods have technical limitations in reducing harmful ingredients, The economic burden is on the rise. Therefore, in recent years, a lot of technologies for removing indoor indoor pollutants by photocatalysts using sunlight, which are abundant natural resources, have been proposed.
대표적인 광촉매는 이산화 티타늄이며, 이는 일반적으로 자외선에 의해 활성이 나타나는 문제점이 있다. 현재까지 개발된 가시광 영역에서 반응하는 광촉매는 주로 도핑법을 적용한 것이고, 각종 산업분야에서 광범위하게 사용되는 이산화 티타늄의 경우, 금속 양이온을 도핑하거나, 질소, 산소 등의 음이온을 도핑시키는 연구가 주류를 이루고 있다. 종래 이산화 티타늄과 관련된 광촉매에 의한 VOCs 물질 제거 기술은 다음과 같다.Representative photocatalyst is titanium dioxide, which is generally problematic in that activity is exhibited by ultraviolet rays. The photocatalysts reacting in the visible light range developed so far are mainly applied to doping, and in the case of titanium dioxide widely used in various industrial fields, researches for doping metal cations or doping anions such as nitrogen and oxygen are mainly used. It is coming true. Techniques for removing VOCs material by photocatalysts related to conventional titanium dioxide are as follows.
- 이산화 티타늄에 다양한 전이 금속, 란타나이드계, 귀금속이온을 나노 크기로 도핑하여 초미세립자의 산화물/이산화 티타늄 혼합광촉매를 제조하는 기술 (국내특허출원 2001-22314)-Technology for producing ultrafine particles of oxide / titanium dioxide mixed photocatalyst by doping titanium dioxide with various transition metals, lanthanides, and precious metal ions in nano size (Domestic Patent Application 2001-22314)
- 티타늄 화합물을 암모니아 가스 존재하에 소성시키거나 티타늄 화합물을 암모니아 가스 존재 하에서 열처리하여 열처리된 티타늄 화합물을 소성시켜, 획득된 이산화 티타늄이 가시광선 조사로 충분히 높은 광촉매 활성을 가지도록 한 기술 (국내특허출원 2001-16457)-A technique in which a titanium compound is calcined in the presence of ammonia gas or heat treated in the presence of ammonia gas to calcinate the heat-treated titanium compound so that the obtained titanium dioxide has sufficiently high photocatalytic activity by visible light irradiation (Domestic Patent Application) 2001-16457)
- 이산화티타늄의 에너지 띠간격 사이에 산화환원 전위를 갖는 금속이온을 도핑시킨 초미세립자 몰리브데늄 산화물/이산화 티타늄 혼합 광촉매 제조방법 (국내특허출원 1999-38972)-Method for preparing ultrafine particle molybdenum oxide / titanium dioxide mixed photocatalyst doped with metal ion having redox potential between energy band gaps of titanium dioxide (Domestic Patent Application 1999-38972)
- 기판상에 이산화티타늄층, 이산화티타늄과 실리카 혼합층, 실리카 층을 순서대로 적층하여 생성된 가시광선 응답형 광촉매 기술 (국내특허출원 2001-25455)-Visible light responsive photocatalyst technology produced by sequentially stacking a titanium dioxide layer, a titanium dioxide and silica mixed layer, and a silica layer on a substrate (Korean patent application 2001-25455)
- 실리카 성분을 주체로 하는 산화물상(제1상) 및 티타니아상(제2상)을 포함하는 복합산화물상으로서, 제2상의 티타늄 이외의 다른 금속원소를 함유함으로써 가시광 활성을 갖는 실리카-기초광촉매 섬유 및 그 제조 방법 (국내특허출원 2002-70559)A composite oxide phase comprising an oxide phase (first phase) and a titania phase (second phase) mainly composed of a silica component, wherein the silica-based photocatalyst having visible light activity by containing a metal element other than titanium in the second phase Fiber and its manufacturing method (Domestic Patent Application 2002-70559)
- 금속이온을 이산화티타늄 표면에 도핑하여 자외선에서 가시광의 영역까지 광촉매 반응하는 광촉매 제조 및 반응 방법에 대한 기술 (일본 특개평 9-262482)-Photocatalyst production and reaction method for photocatalytic reaction of metal ions to titanium dioxide surface from ultraviolet to visible region (Japanese Patent Laid-Open No. 9-262482)
- 전이금속원소군에서 1종 이상의 금속을 이산화티타늄에 도핑하여 가시광 영역에서 광촉매 활성을 갖도록 한 광촉매이산화티타늄 (일본 특개평 11-290697)-Photocatalytic titanium dioxide, which has a photocatalytic activity in the visible region by doping titanium dioxide with at least one metal in a group of transition metals (Japanese Patent Laid-Open No. 11-290697)
- 이온주입장치와 같은 고가의 장비를 사용하지 아니하고 이산화티타늄 결정입자 속에 알루미나 등을 포함한 가시광 응답형 광촉매 (일본특개평 2002-346382)-Visible-responsive photocatalyst including alumina in titanium dioxide crystal grains without using expensive equipment such as ion implantation device (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-346382)
그러나 별도의 자외선 조사시설의 설치 없이 자연 태양광이나 형광등을 이용한 VOCs나 실내공기 정화용으로 사용하기 위해서는 종래의 이산화티타늄보다 가시광 영역에서 VOCs에 우수한 광분해 반응 효율을 나타내는 새로운 형태의 광촉매가 여전히 필요한 실정이다.However, there is still a need for a new type of photocatalyst that exhibits better photolysis reaction efficiency for VOCs in the visible region than conventional titanium dioxide for use in natural VOCs or indoor air purification without additional UV irradiation facilities. .
이에 본 발명자들은 종래의 이산화티타늄 보다 우수한 광촉매 박막을 개발하고자 노력하던중, 이산화티타늄에 그래핀 산화물이 결합된 새로운 광촉매를 고안하고 공기 정화용 조성물로 활용하고자 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors have been trying to develop a photocatalyst thin film superior to the conventional titanium dioxide, and completed the present invention to devise a new photocatalyst in which graphene oxide is combined with titanium dioxide and use it as an air purification composition.
따라서 본 발명의 목적은 가시광 영역에서 휘발성 유기화합물(VOCs)에 우수한 광분해 반응 효율을 나타내는 새로운 형태의 광촉매를 포함하는 공기 정화용 조성물을 제공하는 것이다.It is therefore an object of the present invention to provide a composition for air purification comprising a new type of photocatalyst exhibiting excellent photolysis reaction efficiency for volatile organic compounds (VOCs) in the visible region.
또한, 본 발명의 목적은 상기 공기 정화용 조성물을 증착한 기판을 제공하는 것이다.It is also an object of the present invention to provide a substrate on which the air purification composition is deposited.
본 발명의 또다른 목적은 상기 공기 정화용 조성물을 이용한 휘발성 유기화합물의 제거방법을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a method for removing volatile organic compounds using the composition for air purification.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 그래핀 산화물-이산화티타늄 광촉매를 포함하는 공기 정화용 조성물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a composition for air purification comprising a graphene oxide-titanium dioxide photocatalyst.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 광촉매 내 그래핀 산화물은 0.5~5 중량%로 첨가될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the graphene oxide in the photocatalyst may be added in 0.5 to 5% by weight.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 광촉매 내 그래핀 산화물은 1 중량%로 첨가될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the graphene oxide in the photocatalyst may be added in 1% by weight.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 이산화티타늄은 느슨한 거미줄 구조를 갖는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the titanium dioxide may have a loose spider web structure.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 그래핀 산화물-이산화티타늄 광촉매는 유리판에 용이하게 증착될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the graphene oxide-titanium dioxide photocatalyst may be easily deposited on a glass plate.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 그래핀 산화물-이산화티타늄 박막 광촉매는 자동차 실내공기질 정화용으로 사용될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the graphene oxide-titanium dioxide thin film photocatalyst may be used for purification of indoor air quality of automobiles.
또한, 본 발명은 그래핀 산화물-이산화티타늄 광촉매를 증착시킨 기판을 제공한다.The present invention also provides a substrate on which graphene oxide-titanium dioxide photocatalyst is deposited.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 기판은 유리판일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the substrate may be a glass plate.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 유리판은 자동차 유리로 사용될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the glass plate may be used as automotive glass.
또한, 본 발명은 그래핀 산화물-이산화티타늄 광촉매 박막을 휘발성 유기화합물의 흡착 및 제거 촉매로 사용하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물의 제거방법을 제공한다.The present invention also provides a method for removing volatile organic compounds, wherein the graphene oxide-titanium dioxide photocatalyst thin film is used as an adsorption and removal catalyst for volatile organic compounds.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 광촉매 박막 내 그래핀 산화물은 0.5~5 중량%로 첨가될 수 있다. In one embodiment of the present invention, the graphene oxide in the photocatalyst thin film may be added in 0.5 to 5% by weight.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 광촉매 박막 내 그래핀 산화물은 1 중량%로 첨가될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the graphene oxide in the photocatalyst thin film may be added in 1% by weight.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 이산화티타늄은 느슨한 거미줄 구조를 갖을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the titanium dioxide may have a loose spider web structure.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 그래핀 산화물-이산화티타늄 광촉매 박막은 유리판에 용이하게 증착될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the graphene oxide-titanium dioxide photocatalyst thin film can be easily deposited on a glass plate.
본 발명에 따른 그래핀 산화물-이산화티타늄 광촉매는 저비용 용액 공정의 기술을 사용하여 박막을 유리판 위에 용이하게 제조할 수 있으며, 높은 광투과도와 안정성을 가지고, 자외선 영역 뿐만 아니라 가시광선 영역의 빛에서도 높은 광분해 효율을 나타내고, 자기 정화용 메틸렌 블루 분해 실험에서 공기 중의 휘발성 유기화합물인 메틸렌 블루에 대하여 높은 분해 효율을 나타냄으로써, 기상 오염물 분해 광촉매로서 자동차 실내공기질 정화용을 포함하는 공기 정화용 광촉매로서 유용하게 사용될 수 있다.Graphene oxide-titanium dioxide photocatalyst according to the present invention can be easily prepared on the glass plate using a low-cost solution process technology, has a high light transmittance and stability, high in the light in the visible region as well as in the ultraviolet region It shows photolysis efficiency and high decomposition efficiency for methylene blue which is a volatile organic compound in the air in the methylene blue decomposition experiment for self-purification, which can be usefully used as a photocatalyst for air purification including car interior air quality purification as a gaseous pollutant decomposition photocatalyst. .
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 그래핀 산화물-이산화티타늄 박막 촉매를 나타내는 사진이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 그래핀 산화물-이산화티타늄 박막 촉매의 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 그래핀 산화물-이산화티타늄 박막 촉매의 투과도를 나타내는 그래프이다.
도 4는 이산화티타늄 박막의 표면 구조를 나타내는 주사전자현미경 사진이다.
도 5는 이산화티타늄 박막의 표면 구조에 따른 메틸렌 블루 농도의 분해 효율을 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 그래핀 산화물-이산화티타늄 박막 촉매의 메틸렌블루에 대한 흡착 정도를 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 그래핀 산화물-이산화티타늄 박막 촉매(1GO-ST) 표면의 메틸렌 블루 농도의 분해 효율을 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 그래핀 산화물-이산화티타늄 박막 촉매(5GO-ST) 표면의 메틸렌 블루 농도의 분해 효율을 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 그래핀 산화물-이산화티타늄 박막 촉매의 재생 후의 주사전자현미경(SEM) 사진이다.1 is a photograph showing a graphene oxide-titanium dioxide thin film catalyst according to an embodiment of the present invention.
2 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of a graphene oxide-titanium dioxide thin film catalyst according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing the permeability of the graphene oxide-titanium dioxide thin film catalyst according to an embodiment of the present invention.
4 is a scanning electron micrograph showing the surface structure of a titanium dioxide thin film.
5 is a graph showing the decomposition efficiency of methylene blue concentration according to the surface structure of the titanium dioxide thin film.
Figure 6 is a graph showing the degree of adsorption on methylene blue of the graphene oxide-titanium dioxide thin film catalyst according to an embodiment of the present invention.
7 is a graph showing the decomposition efficiency of methylene blue concentration on the surface of graphene oxide-titanium dioxide thin film catalyst (1GO-ST) according to an embodiment of the present invention.
8 is a graph showing the decomposition efficiency of methylene blue concentration on the surface of graphene oxide-titanium dioxide thin film catalyst (5GO-ST) according to an embodiment of the present invention.
9 is a scanning electron microscope (SEM) photograph after regeneration of a graphene oxide-titanium dioxide thin film catalyst according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 그래핀 산화물-이산화티타늄 광촉매를 포함하는 공기 정화용 조성물을 제공한다. 구체적으로 본 발명에 따른 조성물에 있어서, 상기 그래핀 산화물-이산화티타늄 광촉매는 이산화티타늄과 그래핀 산화물을 용액 상에서 혼합하여, 당업계에서 통상적으로 사용되는 닥터 블레이드(doctor blade) 방법, 스핀 코팅, 졸-겔 등의 방법 등을 이용하여 박막으로 형성시킬 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.The present invention provides an air purification composition comprising a graphene oxide-titanium dioxide photocatalyst. Specifically, in the composition according to the present invention, the graphene oxide-titanium dioxide photocatalyst is mixed with a solution of titanium dioxide and graphene oxide in a solution, doctor blade method (spin coating), spin coating, sol commonly used in the art It may be formed into a thin film using a method such as a gel, but is not limited thereto.
그래핀(Graphene)은 흑연의 구성 물질로서, 흑연을 뜻하는 그래파이트(graphite)와 화학에서 탄소 이중결합을 가진 분자를 뜻하는 접미사 -ene을 결합해 만든 용어다. 그래핀은 탄소 원자가 육각형 벌집구조로 한 층을 이루는, 두께 0.35 nm의 2차원 평면 형태의 얇은 막 구조이며, 세상에서 가장 얇은 소재라 할 수 있다.Graphene is a constituent of graphite, which is a combination of graphite, which means graphite, and the suffix -ene, which means a molecule having a carbon double bond in chemistry. Graphene is a thin film structure in the form of a two-dimensional planar structure with a thickness of 0.35 nm, a layer of carbon atoms with a hexagonal honeycomb structure, which is the thinnest material in the world.
상기 그래핀은 상온에서 단위면적당 구리보다 약 100배 많은 전류를, 실리콘보다 100배 이상 빠르게 전달할 수 있을 뿐만 아니라 열전도성이 최고인 다이아몬드보다 2배 이상 높고, 기계적 강도는 강철보다 200배 이상 강하다. 게다가 신축성이 좋아 늘리거나 접어도 전기전도성을 잃지 않는다.The graphene is not only able to transfer about 100 times more current than copper per unit area at room temperature, more than 100 times faster than silicon, more than twice as high as diamond having the highest thermal conductivity, and mechanical strength is more than 200 times stronger than steel. In addition, its good elasticity does not lose its electrical conductivity when stretched or folded.
탄소가 마치 그물처럼 연결돼 벌집 구조를 만드는 그래핀은 이때 생긴 공간적 여유로 신축성이 생겨 구조가 변해도 비교적 잘 견딜 수 있다. 육각형의 탄소 구조가 가지는 전자배치 특성 때문에 전도성을 잃지 않아 화학적으로 안정한 것이다. 따라서 상기 그래핀은 미래 디스플레이 산업에서 주요 소재로 사용될 것으로 예상되고 있다.Graphene, which connects carbon like a net to form a honeycomb structure, can withstand relatively well even if its structure changes due to elasticity due to the spatial clearance created at this time. It is chemically stable without losing its conductivity due to the electron-positioning properties of hexagonal carbon structure. Therefore, the graphene is expected to be used as a main material in the future display industry.
일찍이 상기 그래핀의 제조방법이 개발되었으나, 진보된 방법으로서 예를 들면 기계적 박리법(micromechanical exfoliation)(Novoselov, K. S. et al., Science 2004, 306, 666-669.), 화학적 산화/환원 방법(Park, S. et al., Nano Lett. 2009, 9, 1593-1597.), 에피텍시얼 성장법(epitaxial growth)(Sutter, P. W. et al, Nature Mater. 2008, 7, 406-411.) 및 화학기상증착법(Li, X. et al. Nano Lett. 2009, 9, 4359-4363.)이 있다.The method for preparing the graphene was developed earlier, but as an advanced method, for example, micromechanical exfoliation (Novoselov, KS et al., Science 2004, 306, 666-669.), Chemical oxidation / reduction method ( Park, S. et al., Nano Lett. 2009, 9, 1593-1597.), Epitaxial growth (Sutter, PW et al, Nature Mater. 2008, 7, 406-411.) And chemical vapor deposition (Li, X. et al. Nano Lett. 2009, 9, 4359-4363.).
본 발명에 따른 조성물에 있어서, 상기 그래핀 산화물은 시판되는 것을 구입하여 사용하거나, 당업계에서 통상적으로 사용되는 제조방법에 의해 제조하여 사용할 수 있다.In the composition according to the present invention, the graphene oxide may be purchased and used commercially, or may be prepared and used by a manufacturing method commonly used in the art.
이산화티타늄(titanium dioxide)은 티타니아(titania)라고도 불리며, 화학식은 TiO2이다. 전이금속인 티타늄 원자 하나와 산소 원자 2개가 결합된 분자로서 분자량은 79.866g/mol이며, 무미, 무취의 흰색 가루이다. 티타늄을 공기 중에 노출시키면 쉽게 산소와 반응하여 이산화 티타늄 피막을 형성한다.Titanium dioxide is also called titania, and the chemical formula is TiO2. Molecular weight 79.866 g / mol, a molecule of titanium atom and two oxygen atoms, which are transition metals, is a tasteless, odorless white powder. Exposure of titanium to air readily reacts with oxygen to form a titanium dioxide film.
상기 이산화티타늄은 산화력이 매우 크고, 매우 안정하며, 항균 작용이 크고, 대표적인 광촉매로서 사용되나, 주로 자외선에 의한 광촉매 활성을 나타내고, 가시광에서는 광촉매의 활성이 효과적으로 나타나지 않으므로, 가시광에서 광촉매의 활성이 일어나게 하기 위한 여러 연구들이 진행되고 있다.The titanium dioxide is very oxidative, very stable, has a high antibacterial action, and is used as a representative photocatalyst, but mainly shows photocatalytic activity by ultraviolet light, and the photocatalytic activity does not appear effectively in visible light, so that photocatalytic activity occurs in visible light. Several studies are underway to do this.
상기 이산화티타늄은 제조방법에 따라서 판티탄석(brookite), 예추석(anatase), 금홍석(rutile)의 동질다상 형태로 존재하고, 박막 형성시에도 이산화티타늄 박막의 표면은 도 4에 나타낸 바와 같이, 나노입자 구조(P25), 플라워 구조(STF) 및 느슨한 거미줄 구조(ST)의 다양한 구조를 나타낸다. 상기 구조의 차이에 따라 이산화티타늄의 촉매활성에 차이가 있으며, 본 발명에 따른 공기 정화용으로 사용하기 위한 효율적인 광촉매 활성을 위하여, 사용되는 이산화티타늄은 느슨한 거미줄 구조(ST)를 갖는 것이 바람직하다.The titanium dioxide is present in the homogeneous polymorphic form of brookite, anatase and rutile according to the manufacturing method, and even when the thin film is formed, the surface of the titanium dioxide thin film is shown in FIG. 4. Various structures of nanoparticle structure (P25), flower structure (STF), and loose spider web structure (ST) are shown. There is a difference in the catalytic activity of titanium dioxide according to the difference in the structure, and for efficient photocatalytic activity for use in air purification according to the present invention, it is preferable that the titanium dioxide used has a loose spider web structure (ST).
본 발명에 따른 조성물에 있어서, 상기 이산화티타늄은 시판되는 것을 구입하여 사용하거나, 당업계에서 통상적으로 사용되는 제조방법에 의해 제조하여 사용할 수 있으며, 일례로, 이산화티타늄 전구체와 염산을 혼합하여 수열 합성 방법으로 이산화티타늄을 제조할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.In the composition according to the present invention, the titanium dioxide may be purchased and used commercially, or may be prepared and used by a manufacturing method commonly used in the art. For example, a hydrothermal synthesis may be performed by mixing a titanium dioxide precursor with hydrochloric acid. Titanium dioxide may be prepared by the method, but is not limited thereto.
본 발명에 따른 조성물에 있어서, 상기 그래핀 산화물-이산화티타늄 광촉매 를 제조하기 위하여 상기 이산화티타늄과 그래핀 산화물을 혼합시, 그래핀 산화물은 바람직하게는 0.5~5 중량%, 더욱 바람직하게는 1 중량%로 첨가될 수 있다. In the composition according to the present invention, when the titanium dioxide and graphene oxide are mixed to prepare the graphene oxide-titanium dioxide photocatalyst, the graphene oxide is preferably 0.5 to 5% by weight, more preferably 1% by weight. Can be added in%.
본 발명에서 제공하는 상기 광촉매는 공기 정화용 조성물로 사용될 수 있으며, 그 활용으로서 그래핀 산화물-이산화티타늄 광촉매를 증착시킨 기판을 제공할 수 있다. 상기 기판은 이에 제한되지는 않으나 바람직하게는 유리기판 일 수 있다. 본 발명의 조성물이 증착된 유리기판은 실내 공기질 정화를 위하여, 유리창이나 자동차 유리 등으로 사용될 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 조성물은 유리판에 증착되어 자동차 실내공기질 정화용으로 유용하게 사용될 수 있다. 하지만 본 발명에 따른 상기 조성물은 반드시 기판에 증착되어 사용되는 것에 제한되지 않고, 공기질 정화를 위해 다양한 방법으로 활용될 수 있다.The photocatalyst provided in the present invention may be used as an air purification composition, and may provide a substrate on which graphene oxide-titanium dioxide photocatalyst is deposited. The substrate is not limited thereto, but may preferably be a glass substrate. The glass substrate on which the composition of the present invention is deposited may be used as a glass window or an automobile glass for indoor air quality purification. In particular, the composition according to the present invention is deposited on a glass plate can be usefully used for the indoor air quality purification of automobiles. However, the composition according to the present invention is not necessarily limited to those used by being deposited on a substrate, and may be utilized in various ways for purifying air quality.
본 발명에 따른 그래핀 산화물-이산화티타늄 광촉매 박막은 높은 광투과도를 나타내고(도 2 참조), 자기 정화용 메틸렌 블루 분해 실험에서 공기 중의 휘발성 유기화합물인 메틸렌 블루에 대하여 높은 흡착율 및 분해 효율을 나타내며(도 6 내지 도 8 참조), 여러 번 재생 사용에서도 내구성이 저하되지 않는 것으로 나타났다(도 9 참조).The graphene oxide-titanium dioxide photocatalyst thin film according to the present invention exhibits high light transmittance (see FIG. 2), and exhibits high adsorption rate and decomposition efficiency for methylene blue, which is a volatile organic compound in air, in the methylene blue decomposition experiment for self-purification (FIG. 6 to 8), it has been shown that durability is not degraded even in regeneration use several times (see FIG. 9).
따라서, 본 발명에 따른 그래핀 산화물-이산화티타늄 촉매 박막은 저비용 용액 공정의 기술을 사용하여 박막을 유리판 위에 용이하게 제조할 수 있으며, 높은 광투과도와 안정성을 가지고, 자외선 영역 뿐만 아니라 가시광선 영역의 빛에서도 높은 광분해 효율을 나타내고, 자기 정화용 메틸렌 블루 분해 실험에서 공기 중의 휘발성 유기화합물인 메틸렌 블루에 대하여 높은 분해 효율을 나타냄으로써, 기상 오염물 분해 광촉매로서 자동차 실내공기질 정화용을 포함하는 공기 정화용 광촉매로서 유용하게 사용될 수 있다.Therefore, the graphene oxide-titanium dioxide catalyst thin film according to the present invention can be easily manufactured on the glass plate using the technique of low cost solution process, has high light transmittance and stability, It exhibits high photolysis efficiency even in light and high decomposition efficiency for methylene blue which is a volatile organic compound in the air in the methylene blue decomposition experiment for self-purification, which is useful as an air purification photocatalyst including gaseous pollutant decomposition photocatalyst for automobile interior air quality purification. Can be used.
또한, 본 발명은 휘발성 유기화합물을 제거하기 위한 방법에 있어서, 상기 그래핀 산화물-이산화티타늄 광촉매 박막을 휘발성 유기화합물의 흡착 및 제거 촉매로 사용하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물의 제거방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for removing volatile organic compounds, wherein the graphene oxide-titanium dioxide photocatalyst thin film is used as an adsorption and removal catalyst for volatile organic compounds. .
이때, 사용되는 그래핀 산화물-이산화티타늄 박막의 제조 및 특성은 상술한 바와 같다.
At this time, the production and characteristics of the graphene oxide-titanium dioxide thin film used are as described above.
이하, 실시예를 들어 본 발명에 대해서 더욱 상세하게 설명할 것이나, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the following Examples are only preferred examples of the present invention, and the present invention is not limited by the following Examples.
<< 실시예Example 1~3> 1 ~ 3>
그래핀Grapina 산화물-이산화티타늄 Oxide-Titanium Dioxide 광촉매Photocatalyst 박막의 제조 Manufacture of thin film
이산화티타늄 전구체와 염산을 비이커에 넣고 수열 합성 방법으로 이산화티타늄을 제조한 후, 세척하여 불순물을 없앴다. 원심 분리로 합성된 이산화티타늄을 분리한 후, 그래핀 산화물과 액상에서 잘 혼합하였다. 이때, 그래핀 산화물을 0.5 중량%(실시예 1), 1 중량%(실시예 2), 또는 5 중량%(실시예 3)를 첨가하여, 초음파를 사용하여 두 물질을 잘 혼합한 후, 유리기판에 상기 혼합물을 분사 코팅시켜 그래핀 산화물-이산화티타늄을 제조하였다. Titanium dioxide precursor and hydrochloric acid were placed in a beaker to prepare titanium dioxide by hydrothermal synthesis, and then washed to remove impurities. The titanium dioxide synthesized by centrifugation was separated and then mixed well with the graphene oxide in the liquid phase. At this time, 0.5 wt% (Example 1), 1 wt% (Example 2), or 5 wt% (Example 3) of graphene oxide was added, and the two materials were mixed well using ultrasonic waves, and then glass Graphene oxide-titanium dioxide was prepared by spray coating the mixture on a substrate.
이산화티타늄 콜로이드는 수열방법으로 합성하고 염산의 농도를 조절하여 이산화티타늄 형상을 조절하였다. 그래핀 산화물 전구체 12.5 mg/ml와 일정량의 이산화티타늄을 혼합하여 3시간동안 격렬하게 교반한 후, 1시간 동안 초음파를 사용하여 섞어주었다. 혼합 콜로이드 용액 3 ml를 실험실에서 제조한 질소 퍼지 airbrush spraying 시스템을 활용하여 유리 기판으로 순식간에 분사하였다. 유리 기판은 히터 위에 부착되어 있어 혼합 콜로이드 용액이 분사되기 전에 미리 예열되었다.
Titanium dioxide colloid was synthesized by hydrothermal method and the shape of titanium dioxide was controlled by adjusting the concentration of hydrochloric acid. Graphene oxide precursor 12.5 mg / ml and a predetermined amount of titanium dioxide was mixed and vigorously stirred for 3 hours, and then mixed by using ultrasonic waves for 1 hour. 3 ml of the mixed colloidal solution was instantaneously sprayed onto a glass substrate using a laboratory-produced nitrogen purge airbrush spraying system. The glass substrate was attached onto the heater and preheated before the mixed colloidal solution was sprayed.
<< 비교예Comparative example > 이산화티타늄 > Titanium Dioxide 광촉매Photocatalyst 박막의 제조 Manufacture of thin film
그래핀 산화물을 넣지 않고 순수한 이산화티타늄을 유리기판에 분사 코팅시켜 이산화티타늄 박막을 형성하였다.
Pure titanium dioxide was spray-coated onto the glass substrate without adding graphene oxide to form a titanium dioxide thin film.
<< 실험예Experimental Example 1> 표면 1> surface 모폴리지Morphology 분석 analysis
실시예 1 내지 3에서 제조된 그래핀 산화물-이산화티타늄(GO-ST) 박막 및 비교예로서 이산화티타늄(ST) 박막을 도 1에 나타내었으며, 표면 모폴리지를 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 측정하고 그 결과를 도 2에 나타내었다.Graphene oxide-titanium dioxide (GO-ST) thin films prepared in Examples 1 to 3 and titanium dioxide (ST) thin films as Comparative Examples are shown in FIG. 1, and the surface morphology was measured using a scanning electron microscope (SEM). It measured and the result is shown in FIG.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 그래핀 산화물-이산화티타늄(GO-ST) 박막은 투명한 박막의 형상을 나타내고 있으며, 도 2에 나타낸 바와 같이, 이산화티타늄 박막에 그래핀 산화물이 첨가되면 전체적으로는 순수 이산화티타늄 박막과 유사하나, 그래핀 산화물의 첨가 비율이 증가할수록 표면의 거칠기는 약해시고 매끄러워지는 것으로 나타났다.
As shown in FIG. 1, the graphene oxide-titanium dioxide (GO-ST) thin film according to the present invention exhibits the shape of a transparent thin film. As shown in FIG. 2, when graphene oxide is added to the titanium dioxide thin film as a whole, Is similar to pure titanium dioxide thin film, but the surface roughness becomes weaker and smoother as graphene oxide is added.
<< 실험예Experimental Example 2> 2> 광투과도Light transmittance 및 박막 두께 측정 And thin film thickness measurement
실시예 1 내지 3에서 제조된 그래핀 산화물-이산화티타늄(GO-ST) 박막 및 비교예로서 이산화티타늄(ST) 박막의 두께를 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 측정하고, 광투과도를 UV-Vis 분광기를 이용하여 측정하여 도 3 및 표 1에 나타내었다.The thickness of the graphene oxide-titanium dioxide (GO-ST) thin film prepared in Examples 1 to 3 and the titanium dioxide (ST) thin film as a comparative example was measured by using a scanning electron microscope (SEM), and the light transmittance was measured by UV-. Measured using a Vis spectrometer is shown in Figure 3 and Table 1.
도 3 및 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 그래핀 산화물-이산화티타늄(GO-ST) 박막은 203~996 nm 정도로 나타났으며, 그래핀 산화물의 첨가량이 증가할수록 박막의 두께도 두꺼워지는 것으로 나타났다. 그러나, 상기 박막의 두께는 투과도에는 영향을 미치지 않는 것으로 나타났으며, 그래핀 산화물이 첨가됨에 따라 오히려 박막의 광투과도가 증가하는 것으로 나타났다.As shown in Figure 3 and Table 1, the graphene oxide-titanium dioxide (GO-ST) thin film according to the present invention appeared to be about 203 ~ 996 nm, the thickness of the thin film becomes thicker as the amount of graphene oxide is increased Appeared. However, the thickness of the thin film did not affect the transmittance, and as the graphene oxide was added, the light transmittance of the thin film was found to increase.
그러나, 그래핀 산화물이 5 중량% 담지되면 박막 두께가 두꺼워져서 광투과도가 낮아짐을 알 수 있다. 따라서, 높은 광투과도를 나타내기 위하여, 본 발명에 따른 그래핀 산화물-이산화티타늄 박막에 있어서, 상기 그래핀 산화물의 첨가량은 1 중량%인 것이 바람직하다.
However, it can be seen that when the graphene oxide is supported by 5% by weight, the thickness of the thin film is thickened to lower the light transmittance. Therefore, in order to exhibit high light transmittance, in the graphene oxide-titanium dioxide thin film according to the present invention, the amount of the graphene oxide added is preferably 1% by weight.
<< 실험예Experimental Example 3> 자기정화 실험 3> Self Purification Experiment
본 발명에 따른 그래핀 산화물-이산화티타늄 박막의 광촉매 특성을 파악하고자 자기정화 실험을 수행하였다. 구체적으로 액상의 메틸렌 블루를 흡착한 뒤, 기상으로 노출한 뒤, 태양광을 조사하면서 흡착된 메틸렌 블루의 표면에서의 분해 속도를 측정하였다.
Self-purification experiments were performed to understand the photocatalytic properties of the graphene oxide-titanium dioxide thin film according to the present invention. Specifically, after adsorbing the liquid methylene blue, exposed to the gas phase, the decomposition rate at the surface of the adsorbed methylene blue was measured while irradiating sunlight.
<3-1> 이산화티타늄의 형태에 따른 메틸렌 <3-1> Methylene according to the form of titanium dioxide 블루blue 분해 속도 측정 Decomposition rate measurement
비교예에 있어서, 이산화티타늄 전구체와 염산의 농도를 조절하면서 광촉매 박막을 제조한 경우, 이산화티타늄 박막의 표면은 도 4에 나타낸 바와 같이, 나노입자 구조(P25), 플라워 구조(STF) 및 느슨한 거미줄 구조(ST)의 다양한 구조를 나타내었다. 이들 구조를 가지고 광촉매 특성을 살펴본 결과, 도 5에 나타낸 바와 같이, P25와 STF의 메틸렌 블루 자기 정화 반응은 비교적 천천히 진행되는 반면에, ST의 경우, 초기에 굉장히 빠른 속도로 메틸렌 블루를 분해함으로써, 다른 구조에 비해 메틸렌 블루 자기정화 분해 속도가 높은 것으로 나타났다.In the comparative example, when the photocatalyst thin film was prepared while controlling the concentration of the titanium dioxide precursor and hydrochloric acid, the surface of the titanium dioxide thin film was nanoparticle structure (P25), flower structure (STF) and loose spider web as shown in FIG. Various structures of the structure ST are shown. As a result of examining the photocatalytic properties with these structures, as shown in FIG. 5, the methylene blue self-purification reaction of P25 and STF proceeds relatively slowly, while in the case of ST, methylene blue is initially decomposed at a very high rate. The methylene blue self-cleaning decomposition rate was higher than that of other structures.
따라서, 본 발명의 그래핀 산화물-이산화티타늄 박막 제조시 사용되는 이산화티타늄은 ST 구조를 갖는 것이 바람직함을 알 수 있다.
Therefore, it can be seen that the graphene oxide-titanium dioxide thin film used in the preparation of the present invention preferably has an ST structure.
<3-2> 박막의 메틸렌 <3-2> Methylene Thin Film 블루blue 흡착 정도 측정 Adsorption degree measurement
액상의 메틸렌 블루를 기상으로 노출시키면서 실시예 1 내지 3에서 제조된 그래핀 산화물-이산화티타늄(GO-ST) 박막 및 비교예로서 이산화티타늄(ST) 박막에 상기 메틸렌 블루가 흡착되는 정도를 측정하여 도 6에 나타내었다.While the liquid methylene blue is exposed to the gas phase, the degree of adsorption of the methylene blue on the graphene oxide-titanium dioxide (GO-ST) thin film prepared in Examples 1 to 3 and the titanium dioxide (ST) thin film as a comparative example was measured. 6 is shown.
도 6에 나타낸 바와 같이, 순수한 이산화티타늄 박막에 비하여 이산화티타늄에 그래핀 산화물의 담지량이 증가할수록 메틸렌 블루의 흡수량이 증가하는 것으로 나타났다. 이는 그래핀 산화물이 메틸렌 블루 흡착시키는 사이트가 많기 때문인 것으로 사료된다.As shown in FIG. 6, as the amount of graphene oxide supported on titanium dioxide increases, the amount of methylene blue absorbed increases as compared with the pure titanium dioxide thin film. This may be because graphene oxide has many methylene blue adsorption sites.
따라서, 본 발명에 따른 그래핀 산화물-이산화티타늄 박막은 순수 이산화티타늄보다 휘발성 유기화합물에 대한 흡착 효율이 높으므로 공기 정화에 유용하게 사용될 수 있다.
Therefore, the graphene oxide-titanium dioxide thin film according to the present invention has higher adsorption efficiency for volatile organic compounds than pure titanium dioxide, and thus may be usefully used for air purification.
<3-3> 박막의 메틸렌 <3-3> methylene thin film 블루blue 분해 속도 측정 Decomposition rate measurement
실시예 2 및 3에서 제조된 본 발명에 따른 그래핀 산화물-이산화티타늄 박막 광촉매의 메틸렌 블루 표면 농도 감소를 UV로 측정하여 도 7 및 도 8에 나타내었다.Decreased methylene blue surface concentration of the graphene oxide-titanium dioxide thin film photocatalyst according to the present invention prepared in Examples 2 and 3 was measured in UV and shown in FIGS. 7 and 8.
도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 그래핀 산화물-이산화티타늄 박막에 흡착된 메틸렌 블루의 흡착량은 태양광 조사 15분 후에 급격하게 감소하는 것을 확인할 수 있으며, 이는 메틸렌 블루가 빠른 속도로 분해되기 때문이라고 해석할 수 있다.As shown in FIG. 7 and FIG. 8, it can be seen that the adsorption amount of methylene blue adsorbed on the graphene oxide-titanium dioxide thin film according to the present invention decreases rapidly after 15 minutes of solar irradiation, which is fast. It can be interpreted as decomposing at a speed.
따라서, 본 발명에 따른 그래핀 산화물-이산화티타늄 박막은 순수 이산화티타늄보다 휘발성 유기화합물에 대한 흡착 효율이 높으며, 흡착된 휘발성 유기화합물을 빠른 시간 내에 분해시키므로 공기 정화에 유용하게 사용될 수 있다.
Therefore, the graphene oxide-titanium dioxide thin film according to the present invention has a higher adsorption efficiency for volatile organic compounds than pure titanium dioxide, and decomposes the adsorbed volatile organic compounds in a short time, and thus may be useful for air purification.
<< 실험예Experimental Example 4> 재생 실험 4> regeneration experiment
본 발명에 따른 그래핀 산화물-이산화티타늄 박막의 재생 및 내구성을 알아보기 위하여 하기와 같은 실험을 수행하였다.In order to determine the regeneration and durability of the graphene oxide-titanium dioxide thin film according to the present invention, the following experiment was performed.
일반적으로, 박막 촉매에 있어서, 세 번 이상의 재생과정을 거치면 광촉매 미세균열 등이 생성되게 되며, 이는 내구성이 약함을 나타낸다.In general, in the thin film catalyst, after three or more regeneration processes, photocatalyst microcracks are generated, which indicates weak durability.
실시예 1 내지 3에서 제조된 그래핀 산화물-이산화티타늄(GO-ST) 박막 및 비교예로서 이산화티타늄(ST) 박막에 대하여 실험예 3의 (2) 및 (3)의 과정을 세 번 반복한 후, 상기 박막의 표면을 주사전자현미경으로 관찰하여 도 9에 나타내었다.In the graphene oxide-titanium dioxide (GO-ST) thin film prepared in Examples 1 to 3 and the titanium dioxide (ST) thin film as a comparative example, the processes of (2) and (3) of Experimental Example 3 were repeated three times. Thereafter, the surface of the thin film was observed with a scanning electron microscope and shown in FIG. 9.
도 9에 나타낸 바와 같이, 순수 이산화티타늄 박막은 여러 번의 재생에 의해 그 표면에 미세 균열이 많이 생성되었으나, 본 발명에 따른 그래핀 산화물-이산화티타늄 박막은 그래핀 산화물의 함량이 증가할수록 여러 번의 재생 후에도 미세 균열이 생성이 적게 생성되는 것을 알 수 있다.As shown in Figure 9, the pure titanium dioxide thin film was produced a lot of fine cracks on the surface by a plurality of regeneration, the graphene oxide-titanium dioxide thin film according to the present invention a number of regeneration as the graphene oxide content increases It can be seen that even after the minute cracks are produced less.
따라서, 본 발명에 따른 그래핀 산화물-이산화티타늄 박막 촉매는 재생 후에도 내구성이 유지되므로, 장기간 사용이 가능하다.
Therefore, the graphene oxide-titanium dioxide thin film catalyst according to the present invention can be used for a long time since the durability is maintained even after regeneration.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
So far I looked at the center of the preferred embodiment for the present invention. Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential features of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope will be construed as being included in the present invention.
Claims (7)
상기 광촉매 내 그래핀 산화물은 0.5~5 중량%로 첨가되는 것을 특징으로 하는 공기 정화용 조성물.The method of claim 1,
Graphene oxide in the photocatalyst is an air purification composition, characterized in that added in 0.5 to 5% by weight.
상기 그래핀 산화물-이산화티타늄 광촉매는 유리판에 증착되는 것을 특징으로 하는 공기 정화용 조성물.The method of claim 1,
The graphene oxide-titanium dioxide photocatalyst is deposited on a glass plate for the air purification composition.
상기 그래핀 산화물-이산화티타늄 광촉매는 자동차 실내공기질 정화용으로 사용되는 것을 특징으로 하는 공기 정화용 조성물.The method of claim 1,
The graphene oxide-titanium dioxide photocatalyst is an air purification composition, characterized in that it is used for the indoor air quality purification of automobiles.
그래핀 산화물-이산화티타늄 광촉매 박막을 휘발성 유기화합물의 흡착 및 제거 촉매로 사용하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물의 제거방법.In the method for removing volatile organic compounds,
A graphene oxide-titanium dioxide photocatalyst thin film is used as a catalyst for adsorption and removal of volatile organic compounds.
상기 광촉매 박막 내 그래핀 산화물은 0.5~5 중량%로 첨가되는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물의 제거방법.The method of claim 5,
Graphene oxide in the photocatalyst thin film is a method for removing volatile organic compounds, characterized in that added in 0.5 to 5% by weight.
상기 그래핀 산화물-이산화티타늄 광촉매 박막은 유리판에 증착하여 이용하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물의 제거방법.The method of claim 5,
The graphene oxide-titanium dioxide photocatalyst thin film is removed by using a glass plate to remove the volatile organic compound.
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