KR20230019374A - Metal-supported composite using ultra-high temperature plasma and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 초고온 플라즈마를 활용한 금속담지복합체 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제1 다공성 담체와 제1 금속 촉매를 복합화하여 제1 복합입자를 제조하는 단계, 제2 다공성 담체와 제2 금속 촉매를 복합화하여 제2 복합입자를 제조하는 단계 및 상기 제1 복합입자 및 제2 복합입자를 혼합하여 항균 및 탈취용 금속담지복합체를 얻는 단계를 포함하고, 상기 제1 또는 제2 복합입자는, 상기 제1 또는 제2 다공성 담체 및 상기 제1 또는 제2 금속 촉매를 플라즈마 장비에 공급하고 상기 플라즈마 장비의 온도를 승온시켜 제조하는 것을 특징으로 하는 항균 및 탈취용 금속담지복합체의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a metal-supported composite using ultra-high-temperature plasma and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a step of preparing a first composite particle by combining a first porous carrier and a first metal catalyst, a second porous carrier and a preparing a second composite particle by combining two metal catalysts, and mixing the first composite particle and the second composite particle to obtain a metal-supporting composite for antibacterial and deodorizing use, wherein the first or second composite particle In the method for producing a metal-supported composite for antibacterial and deodorization, characterized in that the first or second porous carrier and the first or second metal catalyst are supplied to a plasma device and the temperature of the plasma device is raised to produce it's about
최근 유해/독성 가스의 항균 및 탈취에 대한 수요가 증가함에 따라, 다양한 방법으로 유해 가스를 제거하는 방법이 개발되고 있다. 일반적으로 많이 사용하는 기술은 기상의 가스성분이 다공성 고체표면에 물리적으로 결합되는 흡착반응을 이용하는 것으로서, 기공을 통해 유해 기체의 흡착이 일어나는 것을 의미한다. 그러나 기공의 물리적 흡착은 가스분자와 흡착제 표면의 활성점 사이에 Van derWalls힘에 의한 결합으로, 화학적 반응보다 그 힘이 약하다. 한편, 이러한 유해가스는 환경에 유해인자를 제공할 뿐만 아니라 기체가 가진 성분으로 인해 악취를 유발하기도 한다. 이러한'악취제거'를 위한 항균제의 수요가 증가하고 있는 실정인데, 가장 많이 사용되는 시장 중 하나는 반려동물이다. 특히, 최근 인구가 대도시로 집중되는 도시화가 가속화되면서 상대적으로 좁아진 생활공간과 더욱 바빠지고 있는 현대인들의 라이프스타일에 맞춰 반려동물로 고양이에 대한 선호도가 높아지고 있다. 1인 가구가 증가함에 따라 반려동물에 대한 관심과 애정이 높아지고 있으며, 이들은 반려동물을 동물이라는 개념을 넘어 가족의 역할로 받아들이고 있다. 특히 고양이의 경우에는 개와 달리 산책을 시켜줄 필요가 없고 배변 또한 스스로 실내에서 처리하는 습관을 가지고 있어 상대적으로 경제적 비용 및 시간적 비용이 덜 요구돼 많은 사람들에게 반려동물로 큰 인기를 끌고 있다. 이에 따라, 실내에서 용변을 보기 위해 필요한 전용 캣리터(cat litter, 고양이 모래)는 반려동물 시장에서 사용되는 대표적인 흡착물질이다. 고양이들에게 캣리터 제품은 필수품이고 평생 필요한 제품인 만큼 그에 대한 소비도 증가하고 있지만, 면역력이 낮은 고양이의 경우 자신의 배변 또는 다른 고양이의 배변에서 발생하는 균들로 인하여 다양한 질병에 감염될 확률이 높기 때문에 캣리터에 사용되는 흡착 재료가 중요해지고 있는 실정이다. 국내에서 킷리터 제품으로 가장 많이 사용하는 제품은 두부 모래이다. 가볍고 친환경적이기 때문에 식용시 건강에 유해하지 않으며 변기나 일반쓰레기에 버릴 수 있다는 장점이 있다. 그러나 두부모래는 보관관리 능력에 따라 벌레가 다량 발생할 수 있고, 고양이가 얼마나 많은 소변을 봤는지 양과 횟수를 파악하는데 용이하지 않다는 단점이 있다. 이에 따라 탈취력이 보다 뛰어나고 고양이들이 배변을 보기에 촉감이 용이한 벤토나이트 배변 모래에 대한 수요가 증가하고 있다. 벤토나이트를 사용하게 되면 탈취효과가 극대화된다는 장점이 있지만, 고양이들이 배변으로 인한 질병감염 확률을 낮추지 못한다는 한계가 있다. 또한 후각이 예민한 고양이의 경우, 배변모래의 악취가 발생할 경우 스트레스를 유발하게 되어 설치된 화장실이 아닌 다른곳에서 용변을 보거나 방광염에 걸리는 경우가 있기 때문에, 벤토나이트보다 우수한 탈취 및 살균기능을 가진 배변모래가 필요한 실정이다.Recently, as the demand for antibacterial and deodorization of harmful/toxic gases increases, methods for removing harmful gases in various ways have been developed. A commonly used technique is to use an adsorption reaction in which a gaseous component is physically bonded to a porous solid surface, which means that harmful gas is adsorbed through pores. However, pore physical adsorption is a bond between gas molecules and active sites on the adsorbent surface due to Van der Walls force, and its force is weaker than chemical reaction. On the other hand, these harmful gases not only provide harmful factors to the environment, but also cause odors due to the components of the gases. Demand for antibacterial agents for 'elimination of odor' is increasing, and one of the most used markets is companion animals. In particular, with the acceleration of urbanization, where the population is concentrated in large cities, the preference for cats as companion animals is increasing in line with the relatively narrow living space and the busier lifestyle of modern people. As the number of single-person households increases, interest and affection for companion animals is increasing, and they are accepting companion animals as a family member beyond the concept of animals. In particular, unlike dogs, cats do not need to be taken for walks, and they have a habit of defecation indoors on their own, requiring relatively less economic and time costs, making them popular as companion animals for many people. Accordingly, a dedicated cat litter (cat litter) required for defecation indoors is a representative adsorption material used in the companion animal market. For cats, cat litter products are a necessity and a lifelong necessity, so their consumption is increasing. However, in the case of cats with low immunity, there is a high probability of being infected with various diseases due to bacteria generated in their own feces or the feces of other cats. Adsorption materials used in cat litter are becoming more important. Tofu sand is the most widely used product in Korea. Since it is light and eco-friendly, it is not harmful to health when eaten, and has the advantage of being discarded in the toilet or general garbage. However, tofu has the disadvantage that a large amount of bugs can occur depending on the storage management ability, and it is not easy to determine the amount and number of times the cat has urinated. Accordingly, the demand for bentonite defecation sand, which has excellent deodorizing power and is easy to feel for cats to defecate, is increasing. Although the use of bentonite has the advantage of maximizing the deodorizing effect, there is a limitation that cats cannot lower the probability of disease infection due to feces. In addition, in the case of cats with a sensitive sense of smell, when the odor of defecation sand occurs, it causes stress, and they may defecate in a place other than the installed toilet or suffer from cystitis. It is necessary.
이에 본 발명자들은, 상기 문제점을 착안하여 다공성 담체의 다양한 크기의 기공을 통한 흡착과 금속촉매의 이온과 유해 물질 사이의 산화환원 반응으로 인한 화학적인 분해가 동시에 발생하여 기능이 극대화된 금속담지복합체를 개발하여 본 발명에 이르게 되었다.Accordingly, the inventors of the present invention, focusing on the above problems, developed a metal-supported composite in which adsorption through pores of various sizes of a porous carrier and chemical decomposition due to oxidation-reduction reaction between ions of a metal catalyst and harmful substances occur simultaneously, thereby maximizing the function. developed and led to the present invention.
본 발명은 전술한 문제를 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 초고온 플라즈마를 활용한 금속담지복합체를 제조하는 방법으로서, 제1 다공성 담체와 제1 금속 촉매를 복합화하여 제1 복합입자를 제조하는 단계, 제2 다공성 담체와 제2 금속 촉매를 복합화하여 제2 복합입자를 제조하는 단계 및 상기 제1 복합입자 및 제2 복합입자를 혼합하여 항균 및 탈취용 금속담지복합체를 얻는 단계를 포함하고, 상기 제1 또는 제2 복합입자는, 상기 제1 또는 제2 다공성 담체 및 상기 제1 또는 제2 금속 촉매를 플라즈마 장비에 공급하고 상기 플라즈마 장비의 온도를 승온시켜 제조하는 것을 특징으로 하는 항균 및 탈취용 금속담지복합체의 제조방법을 제공한다.The present invention has been made to solve the above problems, and the technical problem to be achieved by the present invention is a method for manufacturing a metal-supported composite using ultra-high temperature plasma, wherein a first porous carrier and a first metal catalyst are combined to form a first composite. Preparing particles, preparing a second composite particle by combining the second porous carrier and the second metal catalyst, and mixing the first composite particle and the second composite particle to obtain a metal-supported composite for antibacterial and deodorization Including, wherein the first or second composite particles are prepared by supplying the first or second porous carrier and the first or second metal catalyst to a plasma equipment and raising the temperature of the plasma equipment It provides a method for producing a metal supported composite for antibacterial and deodorizing use.
또한 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 금속담지복합체의 제조방법에 따라 제조된 금속담지복합체를 제공한다.In addition, another technical problem to be achieved by the present invention is to provide a metal-supported composite manufactured according to the manufacturing method of the metal-supported composite.
또한 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 금속담지복합체를 포함하는 고양이 모래를 제공한다.In addition, another technical problem to be achieved by the present invention is to provide cat litter containing the metal-supporting composite.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the above-mentioned technical problem, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. There will be.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면은,In order to achieve the above technical problem, one aspect of the present invention,
제1 다공성 담체와 제1 금속 촉매를 복합화하여 제1 복합입자를 제조하는 단계, 제2 다공성 담체와 제2 금속 촉매를 복합화하여 제2 복합입자를 제조하는 단계 및 상기 제1 복합입자 및 제2 복합입자를 혼합하여 항균 및 탈취용 금속담지복합체를 얻는 단계를 포함하고, 상기 제1 또는 제2 복합입자는, 상기 제1 또는 제2 다공성 담체 및 상기 제1 또는 제2 금속 촉매를 플라즈마 장비에 공급하고 상기 플라즈마 장비의 온도를 승온시켜 제조하는 것을 특징으로 하는 항균 및 탈취용 금속담지복합체의 제조방법을 제공한다.Preparing a first composite particle by combining a first porous carrier and a first metal catalyst; preparing a second composite particle by combining a second porous carrier and a second metal catalyst; mixing the composite particles to obtain a metal-supporting composite for antibacterial and deodorant use, wherein the first or second composite particles include the first or second porous carrier and the first or second metal catalyst in a plasma device; It provides a method for producing an antibacterial and deodorizing metal-supported composite, characterized in that it is produced by supplying and increasing the temperature of the plasma equipment.
상기 제1 또는 제2 복합입자는, 상기 고온 플라즈마 장비 내에서 상기 제1 또는 제2 금속 촉매가 기화하여 상기 제1 또는 제2 다공성 담체와 결합하는 것을 특징으로 할 수 있다.The first or second composite particle may be characterized in that the first or second metal catalyst is vaporized in the high-temperature plasma equipment and bonded to the first or second porous carrier.
상기 제1 복합입자 및 제2 복합입자의 혼합 중량비는 1:4 내지 4:1인 것을 특징으로 할 수 있다.The mixing weight ratio of the first composite particle and the second composite particle may be 1:4 to 4:1.
상기 플라즈마 장비는 RF(Radio Frequency) 플라즈마를 이용하는 장비이고, 상기 제1 또는 제2 복합입자를 제조하는 단계;는 10,000K 이상의 온도에서 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.The plasma equipment is equipment using RF (Radio Frequency) plasma, and the step of producing the first or second composite particles; may be characterized in that it is made at a temperature of 10,000K or more.
상기 제1 또는 제2 다공성 담체는, 각각 독립적으로 활성탄, 제올라이트, 벤토나이트, 그라파이트, 그래핀, 지르코니아, 알루미나 및 셀라이트으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 포함할 수 있다.The first or second porous carrier may each independently include at least one selected from the group consisting of activated carbon, zeolite, bentonite, graphite, graphene, zirconia, alumina, and celite.
상기 제1 금속 촉매는 철(Fe)이고, 상기 제2 금속 촉매는 구리(Cu)인 것을 특징으로 할 수 있다.The first metal catalyst may be iron (Fe), and the second metal catalyst may be copper (Cu).
상기 제1 다공성 담체 및 제1 금속 촉매 전체 중량 100 중량부에 대하여 상기 제1 금속 촉매는 2 내지 7 중량부로 투입되는 것을 특징으로 할 수 있다.The first metal catalyst may be added in an amount of 2 to 7 parts by weight based on 100 parts by weight of the total weight of the first porous carrier and the first metal catalyst.
상기 제2 다공성 담체 및 제2 금속 촉매 전체 중량 100 중량부에 대하여 상기 제2 금속 촉매는 0.1 내지 1 중량부로 투입되는 것을 특징으로 할 수 있다.The second metal catalyst may be added in an amount of 0.1 to 1 part by weight based on 100 parts by weight of the total weight of the second porous carrier and the second metal catalyst.
상기 제1 복합입자는 탈취용 금속담지복합체이고, 상기 제1 복합입자는 트리메틸아민, 암모니아, 황화수소 및 메틸머캅탄으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 기체에 대해 탈취 성능을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.The first composite particle is a metal-supporting composite for deodorization, and the first composite particle has deodorization performance for at least one gas selected from the group consisting of trimethylamine, ammonia, hydrogen sulfide, and methyl mercaptan. there is.
상기 제2 복합입자는 항균용 금속담지복합체이고, 상기 제2 복합입자는 리스테리아 모노사이토제네스(Listeria monocytogenes), 대장균(Escherichia coli), 바실러스 세레우스(Bacillus cereus), 살모넬라 타이피뮤리움(Salmonella typhimurium), 황색포도상구균(Staphylococcus aureus)및 폐렴간균(Klebsiella pneumoniae)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상에 대해 항균 성능을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.The second composite particle is an antibacterial metal-supporting composite, and the second composite particle is Listeria monocytogenes, Escherichia coli, Bacillus cereus, Salmonella typhimurium , Staphylococcus aureus (Staphylococcus aureus) and bacillus (Klebsiella pneumoniae) can be characterized by having antibacterial performance against at least one selected from the group consisting of.
상기 제1 또는 제2 금속 촉매의 입자 크기는 2 내지 300nm인 것을 특징으로 할 수 있다.The particle size of the first or second metal catalyst may be 2 to 300 nm.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 일 측면은, 상기 금속담지복합체의 제조방법에 따라 제조된 항균 및 탈취용 금속담지복합체를 제공할 수 있다.In order to achieve the above technical problem, another aspect of the present invention may provide a metal-supporting composite for antibacterial and deodorizing use prepared according to the manufacturing method of the metal-supporting composite.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 일 측면은, 상기 금속담지복합체를 포함하는 고양이 모래를 제공할 수 있다.In order to achieve the above technical problem, another aspect of the present invention may provide cat litter including the metal-supporting composite.
본 발명의 실시예에 따르면, 출발원료가 10,000K이상의 초고온에서 분해되기 때문에 고체, 액체, 기체의 상태와 관계없이 합성할 수 있고, 반응시간이 10 ms 정도로 매우 빠르게 복합화 시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, since the starting material is decomposed at a very high temperature of 10,000K or more, it can be synthesized regardless of the state of solid, liquid, or gas, and can be complexed very quickly with a reaction time of about 10 ms.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 금속담지복합체의 다양한 크기의 기공을 통한 흡착과 금속 촉매와 유해 기체 및 세균 사이의 산화환원반응으로 인해 화학적인 분해가 발생하기 때문에, 물리적 흡착능 뿐만 아니라 금속 촉매와 유해 물질 사이의 화학적 분해로 인한 항균 및 탈취능을 동시에 보유할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, since chemical decomposition occurs due to adsorption through pores of various sizes of the metal-supported composite and oxidation-reduction reaction between the metal catalyst and harmful gases and bacteria, not only the physical adsorption ability but also the metal catalyst and It can simultaneously possess antibacterial and deodorizing abilities due to chemical decomposition between harmful substances.
본 발명의 실시예에 따르면, 탈취 성능이 강한 금속담지복합체와 항균 성능이 강한 금속담지복합체를 혼합하여 사용하기 때문에, 우수한 항균 및 탈취능을 동시에 보유할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, since a metal-supporting composite having strong deodorizing performance and a metal-supporting composite having strong antibacterial performance are mixed and used, excellent antibacterial and deodorizing performance can be simultaneously maintained.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the above effects, and should be understood to include all effects that can be inferred from the description of the present invention or the configuration of the invention described in the claims.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 금속담지복합체의 제조 공정도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 금속담지복합체 제조공정에 따라 제조된 모습을 이미지로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 복합화하지 않은 AC 담체의 SEM이미지를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 복합화하지 않은 AC 담체의 XRD(X-선 회절)의 분석결과를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 구현예에 따른 복합화하지 않은 AC담체의 BET 분석결과를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 구현예에 따른 복합입자(AC + Fe 1%)의 SEM이미지를 나타낸 것이다.
도 7는 본 발명의 일 구현예에 따른 복합입자(AC + Fe 1%)의 XRD(X-선 회절)의 분석결과를 나타낸 것이다.
도 8는 본 발명의 일 구현예에 따른 복합입자(AC + Fe 1%)의 BET 분석결과를 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 일 구현예에 따른 복합입자(AC + Fe 4%)의 SEM이미지를 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 일 구현예에 따른 복합입자(AC + Fe 4%)의 XRD(X-선 회절)의 분석결과를 나타낸 것이다.
도 11은 본 발명의 일 구현예에 따른 복합입자(AC + Fe 4%)의 BET 분석결과를 나타낸 것이다.
도 12는 본 발명의 일 구현예에 따른 복합입자(AC + Fe 7%)의 SEM이미지를 나타낸 것이다.
도 13는 본 발명의 일 구현예에 따른 복합입자(AC + Fe 7%)의 분석결과를 나타낸 것이다.
도 14는 본 발명의 일 구현예에 따른 복합입자(AC + Fe 7%)의 BET 분석결과를 나타낸 것이다.
도 15는 본 발명의 일 구현예에 따른 복합화하지 않은 WGNP 담체의 SEM이미지를 나타낸 것이다.
도 16은 본 발명의 일 구현예에 따른 복합화하지 않은 WGNP 담체의 XRD(X-선 회절)의 분석결과를 나타낸 것이다.
도 17은 본 발명의 일 구현예에 따른 복합화하지 않은 WGNP 담체의 BET 분석결과를 나타낸 것이다.
도 18은 본 발명의 일 구현예에 따른 복합입자(WGNP + Fe 10%)의 SEM이미지를 나타낸 것이다.
도 19는 본 발명의 일 구현예에 따른 복합입자(WGNP + Fe 10%)의 XRD(X-선 회절)의 분석결과를 나타낸 것이다.
도 20은 본 발명의 일 구현예에 따른 복합입자(WGNP + Fe 10%)의 BET 분석결과를 나타낸 것이다.
도 21은 본 발명에 따른 제1 복합입자(Fe 7%) 및 제2 복합입자(Cu 1%)의 혼합 중량비에 따른 금속담지복합체의 항균평가 결과를 나타낸 것이다.
도 22은 본 발명의 일 구현예에 따른 복합입자 및 경쟁사 고양이 모래의 탈취성능을 시험 및 측정하는 이미지이다.1 is a manufacturing process diagram of a metal support composite according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows an image of the state manufactured according to the metal-support composite manufacturing process according to one embodiment of the present invention.
Figure 3 shows a SEM image of an AC carrier that is not complexed according to one embodiment of the present invention.
Figure 4 shows the results of XRD (X-ray diffraction) analysis of the non-composite AC carrier according to one embodiment of the present invention.
Figure 5 shows the results of BET analysis of the non-complexed AC carrier according to one embodiment of the present invention.
6 shows a SEM image of composite particles (AC +
7 shows XRD (X-ray diffraction) analysis results of composite particles (AC +
8 shows the results of BET analysis of composite particles (AC +
9 shows a SEM image of composite particles (AC +
10 shows XRD (X-ray diffraction) analysis results of composite particles (AC +
11 shows the results of BET analysis of composite particles (AC +
12 shows a SEM image of composite particles (AC + Fe 7%) according to an embodiment of the present invention.
13 shows the analysis results of composite particles (AC + Fe 7%) according to an embodiment of the present invention.
14 shows the results of BET analysis of composite particles (AC + Fe 7%) according to an embodiment of the present invention.
15 shows a SEM image of a non-complexed WGNP carrier according to an embodiment of the present invention.
16 shows the results of XRD (X-ray diffraction) analysis of the non-complexed WGNP carrier according to one embodiment of the present invention.
17 shows the results of BET analysis of non-complexed WGNP carriers according to an embodiment of the present invention.
18 shows a SEM image of composite particles (WGNP +
19 shows XRD (X-ray diffraction) analysis results of composite particles (WGNP +
20 shows the results of BET analysis of composite particles (WGNP +
21 shows the results of antibacterial evaluation of the metal-supported composite according to the mixed weight ratio of the first composite particle (Fe 7%) and the second composite particle (
22 is an image of testing and measuring the deodorizing performance of the multiparticles and competitor's cat litter according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be embodied in many different forms and, therefore, is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected (connected, contacted, combined)" with another part, this is not only "directly connected", but also "indirectly connected" with another member in between. "Including cases where In addition, when a part "includes" a certain component, it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.
또한 명세서 전체에서 "항균용" 및 "탈취용"이라는 용어는 금속담지복합체가 항균 또는 탈취 기능을 가진다는 것을 의미하는 것이며, 이는 다공성 담체 소재 또는 금속 촉매가 가지는 특성을 의미하는 것으로, 해당 기능 또는 효과 외의 기능 또는 효과를 배제하는 것은 아니다. 예컨대, 제 1 또는 제 2 금속 촉매가 "항균용" 촉매로 사용되는 경우, 제 1 또는 제 2 금속 촉매가 항균 성능을 강조하여 사용된다는 것을 의미할 뿐이지, 탈취 성능을 배제한다는 것을 의미하는 것은 아닐 것이다. 이는 용어 "탈취용"에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.In addition, the terms "for antibacterial" and "for deodorizing" throughout the specification mean that the metal-supported composite has an antibacterial or deodorizing function, which means a property of a porous carrier material or a metal catalyst, and the corresponding function or Functions or effects other than the effect are not excluded. For example, when a first or second metal catalyst is used as an "antibacterial" catalyst, it only means that the first or second metal catalyst is used with emphasis on antibacterial performance, but does not mean that deodorizing performance is excluded. will be. The same can be applied to the term "for deodorization".
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in this specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "include" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본원의 제1 측면은,In order to achieve the above technical problem, the first aspect of the present application,
제1 다공성 담체와 제1 금속 촉매를 복합화하여 제1 복합입자를 제조하는 단계, 제2 다공성 담체와 제2 금속 촉매를 복합화하여 제2 복합입자를 제조하는 단계 및 상기 제1 복합입자 및 제2 복합입자를 혼합하여 항균 및 탈취용 금속담지복합체를 얻는 단계를 포함하고, 상기 제1 또는 제2 복합입자는, 상기 제1 또는 제2 다공성 담체 및 상기 제1 또는 제2 금속 촉매를 플라즈마 장비에 공급하고 상기 플라즈마 장비의 온도를 승온시켜 제조하는 것을 특징으로 하는 항균 및 탈취용 금속담지복합체의 제조방법을 제공한다.Preparing a first composite particle by combining a first porous carrier and a first metal catalyst; preparing a second composite particle by combining a second porous carrier and a second metal catalyst; mixing the composite particles to obtain a metal-supporting composite for antibacterial and deodorant use, wherein the first or second composite particles include the first or second porous carrier and the first or second metal catalyst in a plasma device; It provides a method for producing an antibacterial and deodorizing metal-supported composite, characterized in that it is produced by supplying and increasing the temperature of the plasma equipment.
이하, 본원의 제1 측면에 따른 금속담지복합체의 제조방법을 도 1을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a method for manufacturing a metal-supported composite according to the first aspect of the present application will be described in detail with reference to FIG. 1 .
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 금속담지복합체의 제조방법은 상기 플라즈마 장비의 온도를 승온시켜(S100), 상기 제1 및 2 금속 촉매를 플라즈마 장비에 공급하여 상기 제1 및 2 금속 촉매를 기화하는 공정을 수행할 수 있다(S110).In one embodiment of the present application, the method for producing the metal supported composite is to vaporize the first and second metal catalysts by increasing the temperature of the plasma equipment (S100) and supplying the first and second metal catalysts to the plasma equipment. It is possible to perform the process of (S110).
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 플라즈마 장비는 RF(Radio Frequency) 플라즈마를 이용하는 장비이고, 상기 제1 또는 제2 복합입자를 제조하는 단계는 10,000K 이상의 온도에서 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment of the present application, the plasma equipment may be equipment using RF (Radio Frequency) plasma, and the step of preparing the first or second composite particles may be performed at a temperature of 10,000K or more.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 고온 플라즈마 장비는 RF(Radio Frequency) 플라즈마를 이용하는 것을 특징으로 할 수 있다. RF (Ratio Frequency, 고주파) 열플라즈마 발생기는 일반적인 직류 열플라즈마 발생기와 비교해 볼 때, 챔부 내부에 전극이 존재하지 않아 전극 침식에 의한 수명 문제나 불순물의 오염 없이 고온의 열플라즈마를 안정적으로 발생시킬 수 있기 때문에 고순도의 나노입자 합성공정에 좋은 조건을 가지고 있다. 또한 RF플라즈마를 사용시, 플라즈마를 발생시키는 기체를 자유롭게 변화시킬 수 있어 금속 촉매를 기화시켜 다공성 담체와 복합화 하기에 적합하다.In one embodiment of the present application, the high-temperature plasma equipment may be characterized by using RF (Radio Frequency) plasma. Compared to general direct current thermal plasma generators, RF (Ratio Frequency) thermal plasma generators do not have electrodes inside the chamber, so they can stably generate high-temperature thermal plasma without life problems due to electrode erosion or contamination of impurities. Therefore, it has good conditions for the synthesis process of high-purity nanoparticles. In addition, when using RF plasma, the gas generating plasma can be freely changed, so it is suitable for vaporizing the metal catalyst and combining it with the porous carrier.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 플라즈마 장비를 이용한 복합화는 출발원료가 공급되면서 고온의 플라즈마 영역에서 매우 빠르게 기화되고, 기화된 원료 물질은 핵생성 및 입자성장이 일어나다가 플라즈마 외부영역에서 급냉되어 제조된다. RF 플라즈마 합성법은 출발원료가 10,000K이상의 초고온에서 분해되기 때문에 고체, 액체, 기체의 상태와 관계없이 합성할 수 있고, 반응시간이 10 ms 정도로 매우 빠르게 복합화 시킬 수 있다. 또한 저온에서 복합화를 시키는 경우 상대적으로 낮은 결정질의 입자가 생성되어 결정성을 높이기 위한 추가적인 소결 공정이 요구될 수 있으나, 초고온에서 출발원료를 기화시켜 복합화 한다는 점에서 추가적인 소결공정을 거치지 않고 완벽히 복합화된 물질을 제조할 수 있게 된다.In one embodiment of the present application, in the complexation using the plasma equipment, the starting material is vaporized very quickly in a high-temperature plasma region while being supplied, and the vaporized raw material is rapidly cooled in the plasma external region after nucleation and particle growth occur do. The RF plasma synthesis method can be synthesized regardless of the state of solid, liquid, or gas because the starting material is decomposed at an ultra-high temperature of 10,000K or more, and the reaction time can be complexed very quickly, about 10 ms. In addition, when compounding at low temperature, relatively low crystalline particles are generated, which may require an additional sintering process to increase crystallinity. material can be manufactured.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 플라즈마 장비는 RF(Radio Frequency) 플라즈마를 이용하는 장비이고, 상기 제1 또는 제2 복합입자를 제조하는 단계는 8,000K 내지 30,000K, 바람직하게는 9,000K 내지 20,000K, 더 바람직하게는 10,000K 내지 18,000K의 온도에서 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다. 이러한 온도는 제1 또는 제2 금속 촉매가 충분히 기화될 수 있도록 만족시키는 온도 범위를 의미하는 것으로, 상기 범위를 만족하지 못할 경우, 금속 촉매가 기화되지 못하여 복합화가 불충분하게 일어나거나, 불필요하게 많은 에너지를 투입해야 할 수 있다.In one embodiment of the present application, the plasma equipment is equipment using RF (Radio Frequency) plasma, and the step of preparing the first or second composite particles is 8,000K to 30,000K, preferably 9,000K to 20,000K , More preferably, it may be characterized in that it is made at a temperature of 10,000K to 18,000K. This temperature means a temperature range that satisfies the first or second metal catalyst to be sufficiently vaporized, and if the above range is not satisfied, the metal catalyst is not vaporized, resulting in insufficient complexation or unnecessarily large amount of energy. may need to be put in.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 플라즈마 장비의 온도를 승온시켜 상기 다공성 담체와 금속 촉매를 복합화하는 단계는 건식 공정에서 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment of the present application, the complexing of the porous carrier and the metal catalyst by raising the temperature of the plasma equipment may be performed in a dry process.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 복합화하는 단계에서 건식 공정을 수행할 경우, 다공성 담체와 금속 촉매를 복합화 하는 과정에서 외부에 노출 시 수분과의 급격한 반응으로 인해 폭발할 가능성을 방지할 수 있다.In one embodiment of the present application, when a dry process is performed in the complexing step, the possibility of explosion due to rapid reaction with moisture when exposed to the outside in the process of combining the porous carrier and the metal catalyst can be prevented.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제1 금속 촉매는 철(Fe)이고, 상기 제2 금속 촉매는 구리(Cu)인 것을 특징으로 할 수 있다. 구체적으로, 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 금속 촉매는 유해 물질과의 산화환원 반응을 통해 금속담지복합체가 항균 및 탈취 효과를 낼 수 있도록 하는 금속 화합물이다. 항균의 경우, 공기중 존재하는 유해 세균을 제거하는 것을 의미하는데, 금속 이온이 세균의 표면에 다라 붙으면서 세균의 세포벽을 제거하고, 이어 세포막 및 효소 등 세포를 둘러싼 단백질과 결합한 금속 촉매의 이온은 세균의 에너지 대사를 저해하고 내부구조를 변화시켜 세균의 성장을 억제하는 역할을 수행하게 된다. 또한 탈취의 경우, 유해 기체를 무해 또는 무취 기체로 전환하는 것을 의미하는데, 금속 촉매의 이온이 공기중의 유해 기체와 산화환원 반응을 거쳐 무해 또는 무취 기체로 전환시킬 수 있게 된다. 상기 금속 촉매는 항균 내지 탈취효과를 낼 수 있는 금속 화합물로서 일반적으로 사용되는 것으로 알려진 것이라면 제한하지 않고 사용이 가능하며, 바람직하게는 구리, 철 및 아연으로 이루어지는 군으로부터 적어도 1종이상 선택되는 것을 포함하는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 구리 및 철로 이루어지는 군으로부터 적어도 1종이상 선택되는 것이 바람직하며, 특히 바람직하게는 본 발명의 일 실시예에서는 상기 제1 금속 촉매는 철(Fe)이고, 상기 제2 금속 촉매는 구리(Cu)인 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment of the present application, the first metal catalyst may be iron (Fe), and the second metal catalyst may be copper (Cu). Specifically, in one embodiment of the present application, the metal catalyst is a metal compound that allows the metal supported composite to produce antibacterial and deodorizing effects through a redox reaction with harmful substances. In the case of antibacterial, it means to remove harmful bacteria present in the air. As metal ions attach to the surface of bacteria, they remove the cell walls of bacteria, and then the ions of metal catalysts combined with proteins surrounding cells such as cell membranes and enzymes It inhibits the energy metabolism of bacteria and changes the internal structure to suppress the growth of bacteria. In addition, in the case of deodorization, it means converting harmful gases into harmless or odorless gases. The ions of the metal catalyst can be converted into harmless or odorless gases through an oxidation-reduction reaction with harmful gases in the air. The metal catalyst can be used without limitation as long as it is known to be generally used as a metal compound capable of producing an antibacterial or deodorizing effect, and preferably includes at least one selected from the group consisting of copper, iron and zinc. Preferably, at least one or more selected from the group consisting of copper and iron is preferred, and particularly preferably, in one embodiment of the present invention, the first metal catalyst is iron (Fe), and the first metal catalyst is iron (Fe). The two-metal catalyst may be characterized in that copper (Cu).
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제1 다공성 담체 및 제1 금속 촉매 전체 중량 100 중량부에 대하여 상기 제1 금속 촉매는 2 내지 7 중량부로 투입되는 것을 특징으로 할 수 있으며, 바람직하게는 상기 제1 다공성 담체 및 제1 금속 촉매 전체 중량 100 중량부에 대하여 상기 제1 금속 촉매는 3 내지 7중량부인 것, 더 바람직하게는 상기 제1 다공성 담체 및 제1 금속 촉매 전체 중량 100 중량부에 대하여 상기 제1 금속 촉매는 4 내지 7 중량부로 투입되는 것을 특징으로 할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 상기 제1 금속 촉매는 철(Fe)이고, 상기 제1 다공성 담체 및 제1 금속 촉매 전체 중량 100 중량부에 대하여, 2 내지 7 중량부로 투입되는 것을 사용할 수 있다. 상기 제1 금속 촉매의 함량에 따라 다공성 담체와의 공유결합 정도가 달라질 수 있는데, 상기 제1 금속 촉매의 함량이 2 중량부 미만이 되면 금속 촉매의 함량이 매우 부족하여 금속 촉매의 이온을 통한 유해 기체의 화학적 분리가 일어나지 않아 충분한 항균 및 탈취효과를 가질 수 없기 때문에 2 중량부 이상에서 적절히 조절할 수 있다. 그러나, 상기 제1 금속 촉매의 함량이 7 중량부 초과가 되면, 금속 촉매간 뭉침 현상이 육안으로 확인 가능할 정도로 발생하여 다공성 담체와 결합 자체가 불가능하게 되고, 이로 인해 탈취 효과 또는 항균 효과 측정자체가 불가능 할 수 있다.In one embodiment of the present application, the first metal catalyst may be added in an amount of 2 to 7 parts by weight based on 100 parts by weight of the total weight of the first porous carrier and the first metal catalyst. 1 The amount of the first metal catalyst is 3 to 7 parts by weight based on 100 parts by weight of the total weight of the porous carrier and the first metal catalyst, more preferably, the amount of the first metal catalyst based on 100 parts by weight of the total weight of the first porous carrier and the first metal catalyst The first metal catalyst may be added in an amount of 4 to 7 parts by weight. In one embodiment of the present invention, the first metal catalyst is iron (Fe), and 2 to 7 parts by weight based on 100 parts by weight of the total weight of the first porous carrier and the first metal catalyst may be used. The degree of covalent bonding with the porous carrier may vary depending on the content of the first metal catalyst. When the content of the first metal catalyst is less than 2 parts by weight, the content of the metal catalyst is very insufficient, resulting in harmful effects through ions of the metal catalyst. Since chemical separation of the gas does not occur and sufficient antibacterial and deodorizing effects cannot be obtained, it can be appropriately adjusted at 2 parts by weight or more. However, when the content of the first metal catalyst exceeds 7 parts by weight, agglomeration between the metal catalysts occurs to an extent that can be confirmed with the naked eye, making it impossible to bond with the porous carrier itself, thereby making it impossible to measure the deodorizing effect or antibacterial effect can be impossible
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제2 다공성 담체 및 제2 금속 촉매 전체 중량 100 중량부에 대하여 상기 제2 금속 촉매는 0.1 내지 1 중량부로 투입되는 것을 특징으로 할 수 있으며, 바람직하게는 상기 제2 다공성 담체 및 제2 금속 촉매 전체 중량 100 중량부에 대하여 상기 제2 금속 촉매는 0.2 내지 1 중량부인 것, 보다 바람직하게는 상기 제2 다공성 담체 및 제2 금속 촉매 전체 중량 100 중량부에 대하여 상기 제2 금속 촉매는 0.5 내지 1 중량부로 투입되는 것을 특징으로 할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 상기 제2 금속 촉매는 구리(Cu)이고, 상기 제2 다공성 담체 및 제2 금속 촉매 전체 중량 100 중량부에 대하여 0.1 내지 1 중량부로 투입되는 것을 사용할 수 있다. 상기 제2 금속 촉매의 함량에 따라 다공성 담체와의 공유결합 정도가 달라질 수 있는데, 상기 제2 금속 촉매의 함량이 0.1 중량부 미만이 되면 금속 촉매의 함량이 매우 부족하여 금속 촉매의 이온을 통한 유해 기체의 화학적 분리가 일어나지 않아 충분한 항균 및 탈취효과를 가질 수 없기 때문에 0.1 중량부 이상에서 적절히 조절할 수 있다. 또한 1.0 중량부 초과인 것은 효과 대비 비경제적일 수 있다.In one embodiment of the present application, the second metal catalyst may be added in an amount of 0.1 to 1 part by weight based on 100 parts by weight of the total weight of the second porous carrier and the second metal catalyst. 2 Based on 100 parts by weight of the total weight of the porous carrier and the second metal catalyst, 0.2 to 1 part by weight of the second metal catalyst, more preferably, based on 100 parts by weight of the total weight of the second porous carrier and the second metal catalyst. The second metal catalyst may be added in an amount of 0.5 to 1 part by weight. In one embodiment of the present invention, the second metal catalyst is copper (Cu), and 0.1 to 1 part by weight based on 100 parts by weight of the total weight of the second porous carrier and the second metal catalyst may be used. The degree of covalent bonding with the porous carrier may vary depending on the content of the second metal catalyst. When the content of the second metal catalyst is less than 0.1 parts by weight, the content of the metal catalyst is very insufficient, resulting in harmful effects through ions of the metal catalyst. Since chemical separation of the gas does not occur and sufficient antibacterial and deodorizing effects cannot be obtained, it can be appropriately adjusted at 0.1 parts by weight or more. In addition, more than 1.0 parts by weight may be uneconomical compared to the effect.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제1 금속 촉매 또는 제2 금속 촉매의 함량은 사용되는 다공성 담체의 종류에 따라 차이가 있을 수 있다. 예컨대, 다공성 담체를 활성탄을 사용하는 경우 제조된 복합입자 100 중량부에 대하여 철(Fe)의 함량을 7 중량부, 구리(Cu)의 함량을 1 중량부까지 사용할 수 있으나, 본원의 다른 실시예에서는, 제1 및 제2 다공성 담체로WGNP을 사용할 경우, 제조된 복합입자 100 중량부에 대하여 철(Fe)의 함량을 10 중량부까지도 복합화가 가능한 범위로 사용할 수 있다.In one embodiment of the present application, the content of the first metal catalyst or the second metal catalyst may vary depending on the type of porous carrier used. For example, when activated carbon is used as the porous carrier, up to 7 parts by weight of iron (Fe) and 1 part by weight of copper (Cu) can be used based on 100 parts by weight of the composite particles produced. In the case of using WGNP as the first and second porous carriers, up to 10 parts by weight of iron (Fe) based on 100 parts by weight of the prepared composite particles can be used in a range capable of complexation.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제1 또는 제2 금속 촉매의 입자 크기는 2 내지 300nm인 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment of the present application, the particle size of the first or second metal catalyst may be characterized in that 2 to 300nm.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 금속 촉매는 초고온 플라즈마 장비에서 기화되는 과정을 수반하기 때문에 2nm이하의 촉매를 사용하는 경우 공정상의 경제성 및 효율성 면에서 떨어질 수 있으며, 300nm이상의 금속 촉매를 사용할 경우 기화과정이 원활이 수행되지 않아 공정을 효율적으로 운영하기 어려울 수 있다.In one embodiment of the present application, since the metal catalyst is vaporized in a high-temperature plasma equipment, when a catalyst of 2 nm or less is used, economic feasibility and efficiency of the process may be reduced, and when a metal catalyst of 300 nm or more is used, vaporization Since the process is not performed smoothly, it may be difficult to operate the process efficiently.
다음으로, 상기 제1 및 2 다공성 담체를 상기 플라즈마 장비에 공급시켜 복합화하여, 제1 및 2 복합입자를 제조하는 공정을 수행할 수 있다(S120).Next, a process of manufacturing first and second composite particles by supplying the first and second porous carriers to the plasma equipment and combining them may be performed (S120).
본원의 일 구현예에 있어서, 다공성 담체란 상온에서 고체상태로 존재하고 마이크로 또는 나노단위의 기공을 가지며, 기체 또는 가스에 대한 효과적인 흡착능을 가진 것을 의미한다.In one embodiment of the present application, the porous carrier means that it exists in a solid state at room temperature, has micro or nano-sized pores, and has an effective adsorption capacity for gas or gas.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 고온 플라즈마 장비 내에서 상기 제1 또는 제2 금속 촉매가 기화하여 상기 제1 또는 제2 다공성 담체와 결합하는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment of the present application, the first or second metal catalyst may be vaporized in the high-temperature plasma equipment and bonded to the first or second porous carrier.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 금속 촉매는 상기 다공성 담체와 공유결합을 형성하게 되는데, 이를 통해 다공성 담체의 흡착능 뿐만 아니라 금속 촉매의 높은 항균 및 탈취 기능을 갖게 된다. In one embodiment of the present application, the metal catalyst forms a covalent bond with the porous carrier, through which the porous carrier has high antibacterial and deodorizing functions as well as the adsorption capacity of the porous carrier.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제1 또는 제2 다공성 담체는, 각각 독립적으로 활성탄, 제올라이트, 벤토나이트, 그라파이트, 그래핀, 지르코니아, 알루미나 및 셀라이트으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 포함할 수 있다.In one embodiment of the present application, the first or second porous carriers may each independently contain one or more selected from the group consisting of activated carbon, zeolite, bentonite, graphite, graphene, zirconia, alumina, and celite. can
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 활성탄은 활성탄은 중화작용을 하여 미생물에 의한 산화반응에 유래하는 악취물질인 암모니아, 아민, 메르캅탄, 황화수소 등과 반응하여 악취물질의 분자구조에 변화를 일으켜 탈취효과에 기인하여 상기와 같은 악취물질을 분해, 제거하고 이온교환반응에 의한 효과적인 탈취효과를 얻으며, 야자껍질, 갈탄, 목탄, 섬유 등의 원료에 탄화공정을 거친 후 수증기나 이산화탄소 등으로 활성화시켜 내부에 미세기공을 형성시켜 만드는 것으로 그 기공을 통해 VOCs(Volatile Organic Compounds) 또는 가스상 오염물질, 악취 등을 흡착 제거할 수 있는 기능을 가지고 있다. 상기 활성탄은 해당 기술 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 알려진 것이라면 제한하지 않고 사용이 가능하며, 상세하게는 입상 활성탄, 분말 활성탄, 조립 활성탄 등 다양한 형상으로 사용할 수 있다.In one embodiment of the present application, the activated carbon reacts with ammonia, amine, mercaptan, hydrogen sulfide, etc., which are odorous substances derived from oxidation by microorganisms, by neutralizing the activated carbon to cause a change in the molecular structure of odorous substances, resulting in a deodorizing effect. Due to this, it is possible to decompose and remove odor substances as described above, obtain an effective deodorization effect by ion exchange reaction, and activate raw materials such as coconut shell, lignite, charcoal, fiber, etc. after a carbonization process, and then activate them with water vapor or carbon dioxide. It is made by forming micropores and has the function of adsorbing and removing VOCs (Volatile Organic Compounds) or gaseous contaminants, odors, etc. through the pores. The activated carbon can be used without limitation as long as it is known to be generally used in the art, and in detail, it can be used in various shapes such as granular activated carbon, powdered activated carbon, and granulated activated carbon.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제올라이트는 해당 기술 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 알려진 것이라면 제한하지 않고 사용이 가능하며, 상세하게는 제올라이트 A, 제올라이트 X, 제올라이트 Y, 제올라이트-L, 제올라이트-β, 제올라이트-Ω등이 있다. 일례로, 3A 또는 13X가 사용될 수 있는데, 앞에 숫자는 내부의 기공 크기(옴스트롱 단위)를 의미하고, 뒤에 알파벳은 Si/Al의 몰비에 따라 A 타입은 Si/Al의 비율 1을 의미하고, X타입은 Si/Al의 비율이 1.5임을 의미한다. 상기 제올라이트는 활성탄의 대체재로서 재생 온도가 300℃이하로 비교적 저온에서 재생이 가능하며, 외부에 노출 시에도 안전하다는 특징을 가진다. 때문에 다공성 구조로 이루어진 제올라이트 흡착제는 수분뿐만 아니라 미세기공을 통해 내부에 존재하는 불순물 제거 또한 용이할 수 있다. In one embodiment of the present application, the zeolite can be used without limitation as long as it is known to be commonly used in the art, and in detail, zeolite A, zeolite X, zeolite Y, zeolite-L, zeolite-β, Zeolite-Ω and the like. As an example, 3A or 13X can be used, where the number in front means the internal pore size (in Angstrom units), and the letter A type means the ratio of Si / Al to 1 according to the molar ratio of Si / Al, Type X means that the ratio of Si/Al is 1.5. As a substitute for activated carbon, the zeolite can be regenerated at a relatively low temperature of 300° C. or less, and is safe even when exposed to the outside. Therefore, the zeolite adsorbent having a porous structure can easily remove not only moisture but also impurities present therein through micropores.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 활성탄과 상기 제올라이트는 흡착성능을 향상시키기 위해 복합적으로 사용할 수 있다. 제올라이트를 활성탄에 고정화시키면 제올라이트 자체의 물리화학적 성질 및 미세 결정구조가 달라질 뿐 아니라 오염물 분자가 흡착될 수 있는 흡착점(adsorption site)들이 많아지기 때문에 흡착성능과 분해속도, 분자 선택성, 이온교환 능력을 향상시킬 수 있다. 활성탄/제올라이트 복합재의 제조에는 첨착(impregnation), 수열처리(hydrothermal treatment), 화학증기 증착(chemical vapor deposition), 탄화(carbonization) 등과 같은 방법들이 사용될 수 있다.In one embodiment of the present application, the activated carbon and the zeolite may be used in combination to improve adsorption performance. When zeolite is immobilized on activated carbon, not only the physicochemical properties and microcrystalline structure of the zeolite itself change, but also the adsorption sites where contaminant molecules can be adsorbed increase. can improve Methods such as impregnation, hydrothermal treatment, chemical vapor deposition, carbonization, and the like can be used to prepare activated carbon/zeolite composites.
다음으로, 상기 제1 및 2 복합입자를 혼합하여 향균 및 탈취용 금속담지복합체를 얻는 공정을 수행할 수 있다(S130).Next, a process of obtaining a metal-supported composite for antibacterial and deodorizing purposes by mixing the first and second composite particles can be performed (S130).
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제1 및 2 금속 촉매 및 제1 및 2 다공성 담체에 의해 제조된 제1 및 2 복합입자의 혼합 중량비는 1:4 내지 4:1인 것을 특징으로 할 수 있다. 제1 및 2 복합입자의 혼합 중량비는 혼합되는 물질에 따라 차이가 있을 수 있으나, 바람직하게는 상기 제1 및 2 복합입자의 혼합 중량비는 1:3 내지 3:1, 특히 바람직하게는 1:2 인 것이 바람직하다. 상기 혼합 중량비는 탈취 또는 항균 대상에 따라 차이가 있을 수 있으나, 상기 제1 금속 촉매는 철(Fe)이고, 상기 제2 금속 촉매는 구리(Cu)인 것을 특징으로 하였을 때 1:2인 것이 바람직할 것이다. 동물의 배변의 경우, 장내 음식물 및 잔류물이 배출된 것이기 때문에 다량의 세균을 포함하고 있어 항균에 보다 적합한 구리 촉매가 높은 함량으로 첨가된 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment of the present application, the mixing weight ratio of the first and second composite particles prepared by the first and second metal catalysts and the first and second porous carriers may be 1:4 to 4:1. . The mixing weight ratio of the first and second composite particles may vary depending on the materials to be mixed, but preferably, the mixing weight ratio of the first and second composite particles is 1:3 to 3:1, particularly preferably 1:2. It is desirable to be The mixing weight ratio may vary depending on the deodorizing or antibacterial target, but when the first metal catalyst is iron (Fe) and the second metal catalyst is copper (Cu), it is preferably 1: 2 something to do. In the case of animal feces, since food and residues in the intestine are excreted, it may be characterized by the addition of a high content of a copper catalyst more suitable for antibacterial activity because it contains a large amount of bacteria.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본원의 제2 측면은,In order to achieve the above technical problem, the second aspect of the present application,
상기 금속담지복합체의 제조방법에 따라 제조된 금속담지복합체를 제공한다. Provided is a metal-supported composite prepared according to the method for manufacturing the metal-supported composite.
본원의 제1 측면과 중복되는 부분들에 대해서는 상세한 설명을 생략하였으나, 본원의 제1 측면에 대해 설명한 내용은 제2 측면에서 그 설명이 생략되었더라도 동일하게 적용될 수 있다.Detailed descriptions of portions overlapping with those of the first aspect of the present application have been omitted, but the contents described for the first aspect of the present application can be equally applied even if the description is omitted from the second aspect.
이하, 본원의 제2 측면에 따른 금속담지복합체를 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the metal supported composite according to the second aspect of the present application will be described in detail with reference to FIG. 2 .
본원의 제2 측면에 따른 금속담지복합체는 RF플라즈마에 의해 외부의 불순물이 없이 우수한 고순도를 나타낼 수 있다. 또한 10,000K 이상의 초고온에서 기화 후, 복합화된다는 점에서 표면에 금속 촉매가 균일하게 분포되어 완벽히 복합화 된 것을 관찰할 수 있다.The metal supported composite according to the second aspect of the present application can exhibit excellent high purity without external impurities by RF plasma. In addition, it can be observed that the metal catalyst is uniformly distributed on the surface and completely composited in that it is composited after vaporization at a very high temperature of 10,000K or more.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 금속담지복합체는 종래의 함침법 또는 200℃ 이하에서 제조되는 탈취 및 항균제에 비해 비표면적의 크기가 감소할 수 있으나, 금속 촉매가 다공성 담체의 표면 및 내부에 균일하고 안정적으로 분포하여 유해 물질의 흡착성능 및 항균량이 현저히 향상되는 것을 알 수 있다.In one embodiment of the present application, the metal-supported composite may have a reduced specific surface area compared to a conventional impregnation method or a deodorant and antibacterial agent prepared at 200 ° C. or less, but the metal catalyst is uniform on the surface and inside of the porous carrier and stably distributed, it can be seen that the adsorption performance of harmful substances and the antibacterial amount are remarkably improved.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제1 복합입자는 탈취용 금속담지복합체이고, 상기 제1 복합입자는 트리메틸아민, 암모니아, 황화수소 및 메틸머캅탄으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 기체에 대해 탈취 성능을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment of the present application, the first composite particle is a metal-supporting composite for deodorization, and the first composite particle deodorizes at least one gas selected from the group consisting of trimethylamine, ammonia, hydrogen sulfide and methyl mercaptan It can be characterized as having performance.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제2 복합입자는 항균용 금속담지복합체이고, 상기 제2 복합입자는 리스테리아 모노사이토제네스(Listeria monocytogenes), 대장균(Escherichia coli), 바실러스 세레우스(Bacillus cereus), 살모넬라 타이피뮤리움(Salmonella typhimurium), 황색포도상구균(Staphylococcus aureus)및 폐렴간균(Klebsiella pneumoniae)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상에 대해 항균 성능을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment of the present application, the second composite particle is an antibacterial metal-supporting composite, and the second composite particle is Listeria monocytogenes, Escherichia coli, Bacillus cereus, It may be characterized as having antibacterial performance against at least one selected from the group consisting of Salmonella typhimurium, Staphylococcus aureus, and Klebsiella pneumoniae.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 탈취용 금속담지복합체는 탈취성능이 주성능일 뿐이지 항균 성능등 나머지 성능에 대해 배제하는 것이 아니며, 마찬가지로 항균용 금속담지복합체는 항균성능이 주성능인 것에 불과할 뿐, 탈취능과 같은 나머지 성능에 대해 배제하는 것이 아니다.In one embodiment of the present application, in the metal-supporting composite for deodorization, the deodorizing performance is only the main performance, but it is not excluded from the rest of the performance such as antibacterial performance. , it is not excluded for the rest of the performance, such as deodorization.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 금속담지복합체는 흡착성능은 물리적 흡착 및 화학적 분해를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment of the present application, the adsorption performance of the metal-supported composite may include physical adsorption and chemical decomposition.
본원의 일 구현예에 있어서, 물리적 흡착은 가스분자와 흡착제 표면의 활성점 사이에 Van derWalls힘에 의한 결합을 의미하며, 용액내 분자들 사이의 결합력과 유사한 힘을 갖는다. 또한 가스 중의 분자간 상호 인력보다도 고체와의 인력이 크게 되는 때에 일어나며, 온도의 상승이나 압력의 감소에 의하여 쉽게 탈착되는 가역적 결합이기 때문에 재생에도 용이하다.In one embodiment of the present application, physical adsorption means bonding between gas molecules and active points on the surface of the adsorbent by Van der Walls force, and has a force similar to the bonding force between molecules in a solution. In addition, it occurs when the attraction with solids is greater than the mutual attraction between molecules in gas, and since it is a reversible bond that is easily desorbed by a rise in temperature or a decrease in pressure, it is easy to regenerate.
본원의 일 구현예에 있어서, 화학적 분해는 금속 촉매와 유해 물질 사이의 화학적 작용에 의해서 일어나는 것을 의미하며, 화학적 분해는 화학적 결합의 파괴(분해) 및 재형성과정을 포함할 수 있고, 물리적 반응보다 훨씬 결합이 강한 것을 특징으로 할 수 있다. 유해 물질에는 세균 및 유해기체를 포함할 수 있고, 유해 기체는 상기 금속 촉매의 이온과 반응하게 되어 탈취가 일어나고, 이로 인해 무취한 기체가 될 수 있다.In one embodiment of the present application, chemical decomposition means that a chemical reaction occurs between a metal catalyst and a harmful substance, and chemical decomposition may include destruction (decomposition) and reformation of a chemical bond, rather than a physical reaction. It can be characterized as having a much stronger bond. Harmful substances may include bacteria and harmful gases, and harmful gases react with ions of the metal catalyst to deodorize, thereby becoming odorless gases.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 금속담지복합체는 다공성 담체의 다양한 기공을 통한 흡착과 금속 촉매와 유해 물질 사이의 산화환원 반응으로 인한 화학적 분해가 일어나게 되면서 물리적 흡착과 더불어, 화학적 분해를 통해 높은 항균 및 탈취 기능을 가질 수 있다.In one embodiment of the present application, the metal-supported composite is adsorbed through various pores of a porous carrier and chemical decomposition due to a redox reaction between a metal catalyst and a harmful substance occurs, resulting in high antibacterial activity through chemical decomposition along with physical adsorption. and a deodorizing function.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 금속담지복합체의 입자 특성은 X선 회절법(X-ray Diffraction, XRD)에 의해 측정될 수 있다. 피크의 위치, 면적, 강도, 반치폭(full width at half maximum, FWHM)등의 데이터를 통해, 본원의 금속담지복합체의 조성, 결정화도, 결정립의 분포 등을 분석할 수 있다. 상기 금속담지복합체의 입자는 상기 다공성 담체 및 금속 촉매를 포함하는 것이며, 아래에서 설명하는 바와 같이, 본원의 일 구현예에 따른 금속담지복합체 입자의 형상을 파악하고 상기 다공성 담체 및 금속 촉매가 독립적인 상을 가지고 있는 것을 확인할 수 있을 것이다. In one embodiment of the present application, the particle characteristics of the metal-supported composite may be measured by X-ray diffraction (XRD). Through data such as peak position, area, intensity, full width at half maximum (FWHM), etc., the composition, crystallinity, distribution of crystal grains, etc. of the metal-supported composite of the present application can be analyzed. The particles of the metal-support composite include the porous carrier and the metal catalyst, and as described below, the shape of the metal-support composite particle according to an embodiment of the present application is determined and the porous carrier and the metal catalyst are independent. You will be able to confirm that you have an award.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 금속담지복합체의 입자 특성은 가스흡착법(BET)에 의해 측정될 수 있다. 시료에 가스를 흡착시켜 시료 표면의 비표면적, 기공의 크기 및 분포를 측정하는 방법으로 닫혀있는 미세 기공까지 분석 가능한 분석이다. BET equation을 통해 압력 변화에 따른 흡착가스의 부피 변화를 이용해 시료 표면의 표면적을 계산할 수 있게 된다. 또한 측정상의 상대압력 Vs 흡착가스의 부피그래프인 BET plot의 Y절편인 C값과 직선상의 일치 정도를 나타내는 Correlation coefficient를 통해 분석 결과의 신뢰도를 평가할 수 있다.In one embodiment of the present application, the particle characteristics of the metal-supported composite may be measured by gas adsorption method (BET). It is an analysis that can analyze even closed micropores by adsorbing gas to a sample to measure the specific surface area, pore size and distribution of the sample surface. Through the BET equation, the surface area of the sample surface can be calculated using the volume change of the adsorbed gas according to the pressure change. In addition, the reliability of the analysis result can be evaluated through the correlation coefficient, which indicates the degree of agreement on a straight line with the C value, which is the Y-intercept of the BET plot, which is a graph of the measured relative pressure Vs the volume of adsorbed gas.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본원의 제3 측면은,In order to achieve the above technical problem, the third aspect of the present application,
상기 금속담지복합체를 포함하는 고양이 모래를 제공한다. Provided is a cat litter comprising the metal supported composite.
이하, 본원의 제3 측면에 따른 금속담지복합체를 포함하는 고양이 모래를 상세히 설명한다.Hereinafter, cat litter including the metal-supporting composite according to the third aspect of the present application will be described in detail.
본원의 제1 측면 내지 2 측면과 중복되는 부분들에 대해서는 상세한 설명을 생략하였으나, 본원의 제1 측면 내지 2 측면에 대해 설명한 내용은 제3 측면에서 그 설명이 생략되었더라도 동일하게 적용될 수 있다.Detailed descriptions of portions overlapping with the first and second aspects of the present application have been omitted, but the contents described for the first and second aspects of the present application can be equally applied even if the description is omitted in the third aspect.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 금속담지복합체는 그 자체를 활용하여 고양이 배변을 위한 고양이 모래로 사용할 수도 있고, 또는 상기 금속담지복합체는 고양이의 배변 모래에 첨가하여 사용할 수도 있다. 일반적으로 고양이 모래를 단독으로 사용했을 경우 탈취 및 향균에 대한 효과가 부족하여 일정 시간이 지났을 경우 배변에 세균이 증식할 수 있다. 때문에 고양이 모래에 상기 금속담지복합체를 첨가하여 사용함으로써 배변으로 발생하는 악취 및 세균을 효과적으로 제거할 수 있게 된다. 상기 금속담지복합체를 단독으로 고양이 모래로 사용하거나, 일부 첨가하여 사용할 것인지는 항균 및 탈취 효율을 고려하여 사용자가 선택할 수 있을 것이다. 본원의 다른 일 구현예에 있어서, 상기 금속담지복합체를 고양이의 배변 모래에 첨가하여 사용하는 경우 전체 중량 대비 40% 이상, 50% 이상, 60% 이상, 또는 70% 이상 첨가하여 사용할 수 있으며, 99% 이하, 95% 이하, 90% 이하, 85% 이하 첨가하여 사용할 수 있다.In one embodiment of the present application, the metal-supporting composite may be used by itself as cat litter for cat defecation, or the metal-supporting composite may be used by being added to cat litter. In general, when cat litter is used alone, it lacks deodorization and antibacterial effects, and bacteria may proliferate in the feces after a certain period of time. Therefore, by adding and using the metal-supporting composite in cat litter, it is possible to effectively remove odors and bacteria generated from feces. The user can select whether to use the metal-supporting composite alone as cat litter or to use it with a partial addition in consideration of antibacterial and deodorizing efficiency. In another embodiment of the present application, when the metal-supported composite is added to fecal sand of a cat and used, it can be used by adding 40% or more, 50% or more, 60% or more, or 70% or more of the total weight, % or less, 95% or less, 90% or less, or 85% or less may be added.
본원의 제3 측면에 따른 고양이 모래는 고양이가 배변시, 배변은 인접한 다수의 금속담지복합체의 입자들에 의해 흡착되는데, 이에 발생하는 수분들이 상기 금속담지복합체의 기공을 통해 내부로 흡수되고 인접한 입자들끼리 뭉쳐지게 된다. 때문에 상기 금속담지복합체의 흡수력은 그대로 유지할 수 있다. 또한 고양이의 배변이 모래에 지속적으로 존재할 경우, 여러 분비물과 가스발생으로 인해 악취가 발생할 수 있는데, 금속 촉매의 이온이 분비물에 존재하는 세균의 표면에 달라붙으면서, 분비물속 세균의 세포벽을 제거하고, 이어 세포막 및 효소 등 세포를 둘러싼 단백질과 결합한 금속 이온은 세균의 에너지 대사를 저해하고 내부구조를 변화시켜 분비물속 세균의 성장을 억제하는 역할을 수행하게 된다. 뿐만 아니라, 분비물로 인한 악취는, 금속 촉매의 이온과 산화환원 반응을 통해 악취를 발생하는 유해 가스를 무해 또는 무취의 가스로 전환시키게 된다.In the cat litter according to the third aspect of the present application, when a cat defecates, the feces are adsorbed by the particles of a plurality of adjacent metal-supporting composites, and the moisture generated by this is absorbed into the inside through the pores of the metal-supporting composites, and the adjacent particles they come together Therefore, the absorption capacity of the metal-supporting composite can be maintained as it is. In addition, if the feces of the cat are continuously present in the sand, odors may occur due to various secretions and gas generation. Then, metal ions combined with proteins surrounding cells, such as cell membranes and enzymes, inhibit the energy metabolism of bacteria and change their internal structure, thereby suppressing the growth of bacteria in the secretion. In addition, odors caused by secretions convert harmful gases that generate odors into harmless or odorless gases through oxidation-reduction reactions with ions of metal catalysts.
상기 입자가 상기 가스를 흡수하고, 금속 촉매로 인해 항균효과가 발생하여 이를 방지할 수 있게 된다. The particle absorbs the gas, and an antibacterial effect occurs due to the metal catalyst, which can be prevented.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.
실시예 1: 금속담지복합체의 제조Example 1: Preparation of metal support composite
RF 전원 증폭기를 사용하여 진공 반응관 내에서 유도결합 플라즈마 토치를 이용하여 10000K이상의 플라즈마를 발생시켰다. 금속 촉매 Fe를 2 내지 7%를 공급하여 기화시킨 후 AC(활성탄) 또는 WGNP(그래핀)담체를 투입하여, 본 발명의 제1 복합입자를 제조하였다. 마찬가지로, 금속 촉매 Cu를 0.1 내지 1%를 공급하여 기화시킨 후 AC(활성탄) 또는 WGNP(그래핀)담체를 투입하여, 본 발명의 제2 복합입자를 제조하였다. Plasma of 10000K or more was generated using an inductively coupled plasma torch in a vacuum reaction tube using an RF power amplifier. After supplying and vaporizing 2 to 7% of Fe as a metal catalyst, an AC (activated carbon) or WGNP (graphene) carrier was added to prepare the first composite particle of the present invention. Similarly, 0.1 to 1% of Cu as a metal catalyst was supplied and vaporized, and then AC (activated carbon) or WGNP (graphene) carrier was added to prepare the second composite particle of the present invention.
상기 제1 및 제2 복합입자를 고양이 모래에 포함하여 사용할 경우, 제1 및 제2 복합입자를 혼합 중량비 1:2로 혼합하여 사용하는 것이, 탈취 및 항균 성능과 경제성 측면에서 최적일 것으로 확인하였다. 이 경우, 본 발명에 따라 제조된 금속담지복합체를 고양이 배변 모래에 첨가하여 본 발명에 따른 고양이 모래를 제조하였다. 첨가량은 항균 및 탈취 효율을 고려하여 시판하는 고양이 배변 모래의 특성에 따라 적절히 조절할 수 있다.When the first and second composite particles are included in cat litter and used, it was confirmed that mixing the first and second composite particles at a mixing weight ratio of 1:2 is optimal in terms of deodorization and antibacterial performance and economic efficiency. . In this case, cat litter according to the present invention was prepared by adding the metal-supporting composite prepared according to the present invention to cat feces sand. The addition amount can be appropriately adjusted according to the characteristics of commercially available cat excrement sand in consideration of antibacterial and deodorizing efficiency.
비교예 1: 다공성 담지체의 입자 특성 평가 (AC)Comparative Example 1: Evaluation of particle characteristics of porous support (AC)
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 복합화하지 않은 AC 담체의 SEM이미지를 나타낸 것이다. SEM은 상기 복합체의 입경, 분포 및 형태를 조사하기 위해 사용되었다. 도 3을 참조하면 무기물 이외에 독립적인 상을 가지고 존재하는 물질이 관찰되지 않았다. 또한 SEM이미지와 동시에 사용할 수 있는 EDS장비를 통해 샘플의 성분 분석을 수행하였으며, 상기 AC 담체의 조성을 하기 표로 나타내었다.Figure 3 shows a SEM image of an AC carrier that is not complexed according to one embodiment of the present invention. SEM was used to investigate the particle size, distribution and morphology of the composites. Referring to FIG. 3 , materials that exist with independent phases other than inorganic materials were not observed. In addition, component analysis of the sample was performed through EDS equipment that can be used simultaneously with the SEM image, and the composition of the AC carrier is shown in the table below.
[표 1][Table 1]
상기 진술한 바와 같이 금속성분은 관찰되지 않았으며, 탄소를 주성분으로 유무기물들이 AC 담체의 조성을 이루고 있다는 것을 확인할 수 있었다.As stated above, no metal component was observed, and it was confirmed that organic/inorganic materials with carbon as the main component constituted the composition of the AC carrier.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 복합화하지 않은 AC 담체의 XRD(X-선 회절)의 분석결과를 나타낸 것이다. 도 4를 참조하면, 상기 AC 담체는 대략 21.3°(이하, 제1피크) 및 27.1°(이하, 제2피크)에서 주피크(main peak)가 관찰되었으며, 그 밖에도 대략 36.3°, 39.7°, 50.9°, 60.1° 및 67.8°에서 피크를 관찰할 수 있었다.Figure 4 shows the results of XRD (X-ray diffraction) analysis of the non-composite AC carrier according to one embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the main peaks of the AC carrier were observed at approximately 21.3 ° (hereinafter referred to as the first peak) and 27.1 ° (hereinafter referred to as the second peak), and other peaks were observed at approximately 36.3 °, 39.7 °, Peaks were observed at 50.9°, 60.1° and 67.8°.
도 5는 복합화하지 않은 AC담체의 BET 분석결과를 나타낸 것이다. BET 분석을 통해 흡탈착 그래프의 곡선모양에 따라 시료에 존재하는 기공의 형태를 짐작할 수 있다. 도 5를 참조하면, 첫 번째 그래프의 흡탈착 곡선의 형태를 보아 기공의 형태가 microprous하다는 것을 알 수 있다. 금속 촉매와 복합화 하지 않았지만, AC 고유의 특성상 미세기공을 다량 함유하고 있다는 것을 확인할 수 있었다. 또한 마지막 그래프는 BJH Pore distribution 그래프로서, Pore의 크기에 따른 기공분포를 알 수 있다. 상기 BET 분석을 통해 도출된 결과값을 하기 표로 나타내었다.Figure 5 shows the results of BET analysis of the uncomplexed AC carrier. Through the BET analysis, it is possible to guess the shape of the pores present in the sample according to the curve shape of the adsorption/desorption graph. Referring to FIG. 5, it can be seen from the shape of the adsorption/desorption curve of the first graph that the shape of the pores is microprous. Although it was not complexed with a metal catalyst, it was confirmed that it contained a large amount of micropores due to the inherent characteristics of AC. Also, the last graph is the BJH pore distribution graph, and the pore distribution according to the pore size can be known. The result values derived through the BET analysis are shown in the table below.
[표 2][Table 2]
상기 Internal surface area 및 External surface area는 입자의 내 외부 표면적을 나타난 값으로 두 값을 더했을 때 전체 비표면적을 구할 수 있으며, 이는 as,BET-으로 나타낼 수 있다. 흡탈착그래프를 통해 예상했던 바와 같이 다량의 micropore를 포함하고 있어, 높은 비표면적을 가지고 있으며 이로 인해 우수한 흡착능력을 보유하고 있음을 알 수 있다.The internal surface area and external surface area are values representing the inner and outer surface areas of the particles, and the total specific surface area can be obtained by adding the two values, which can be expressed as a s , BET- . As expected from the adsorption/desorption graph, it contains a large amount of micropores, so it has a high specific surface area and, as a result, it can be seen that it has excellent adsorption capacity.
실험예 1: 복합입자의 입자 특성 평가 (AC + Fe 1%)Experimental Example 1: Evaluation of particle characteristics of composite particles (AC +
도 6은 본 발명의 일 구현예에 따른 복합입자(AC + Fe 1%)의 SEM이미지를 나타낸 것이다. SEM은 상기 복합체의 입경, 분포 및 형태를 조사하기 위해 사용되었다. 도 6을 참조하면 플라즈마 열 반응을 통해 입자 표면에 나노 크기의 Fe(1%) 촉매가 덩어리 청크로 변형되어 다공성 담체의 일부 표면에 존재하는 것을 관찰할 수 있었다. 또한 SEM이미지와 동시에 사용할 수 있는 EDS장비를 통해 샘플의 성분 분석을 수행하였으며, 상기 제조된 복합입자의 조성을 하기 표로 나타내었다.6 shows a SEM image of composite particles (AC +
[표 3][Table 3]
기존 활성탄 성분과 비교해봤을 때, Fe의 질량 백분율이 1.82% 존재하고 있으나, Si, Al, S 및 Na과 같은 불순물들이 함께 관찰되었기 때문에 상기 SEM 이미지에서 나타난 복합입자의 표면에 여러 불순물들과 Fe가 함께 존재하는 것을 확인할 수 있었다.Compared to the existing activated carbon component, the mass percentage of Fe is 1.82%, but since impurities such as Si, Al, S, and Na were observed together, various impurities and Fe were present on the surface of the composite particle shown in the SEM image. It was confirmed that they exist together.
도 7는 본 발명의 일 구현예에 따른 복합입자(AC + Fe 1%)의 XRD(X-선 회절)의 분석결과를 나타낸 것이다. 도 7를 참조하면, 상기 AC와 Fe(1%)를 출발원료로 하여 제조된 복합입자의 주요 상이 AC인 것을 보여주는 XRD 분석의 예시적인 결과를 보여준다. 상기 제조된 복합입자는 대략 21.3°(이하, 제1피크) 및 27.1°(이하, 제2피크)에서 주피크(main peak)가 관찰되었으며, 그 밖에도 대략 36.3°, 39.7°, 50.9°, 60.1° 및 67.8°에서 피크를 관찰할 수 있었다. 관찰된 XRD의 Intensity 차이는 있었으나 피크값의 2Θ 값이 일정한 것으로 비추어 보았을 때, AC를 기재로 Fe가 복합화 되었다는 것을 확인할 수 있었다.7 shows XRD (X-ray diffraction) analysis results of composite particles (AC +
도 8는 본 발명의 일 구현예에 따른 복합입자(AC + Fe 1%)의 BET 분석결과를 나타낸 것이다. BET 분석을 통해 흡탈착 그래프의 곡선모양에 따라 시료에 존재하는 기공의 형태를 짐작할 수 있다. 도 8을 참조하면, 첫 번째 그래프의 흡탈착 곡선의 형태를 보아 기공의 형태가 microprous하다는 것을 알 수 있다. AC(활성탄)의 세공구조에 있어서 세공특성은 미세공(Micro-pore), 중간세공(Transitional-pore), 대세공(Macro-pore)으로 구분된다. 활성탄은 비교적 작은 세공직경 20Å 이하의 Micro-pore가 많은 것이 특징으로, BET 분석시 이와 같은 결과값을 도출할 수 있었다. 또한 마지막 그래프는 BJH Pore distribution 그래프로서, Pore의 크기에 따른 기공분포를 알 수 있다. 상기 BET 분석을 통해 도출된 결과값을 하기 표로 나타내었다.8 shows the results of BET analysis of composite particles (AC +
[표 4][Table 4]
상기 Internal surface area 및 External surface area는 입자의 내 외부 표면적을 나타난 값으로 두 값을 더했을 때 전체 비표면적을 구할 수 있으며, 이는 as,BET-으로 나타낼 수 있다. 흡탈착그래프를 통해 예상했던 바와 같이 다량의 micropore를 포함하고 있어, 높은 비표면적을 가지고 있으며 이로 인해 우수한 흡착능력을 보유하고 있음을 알 수 있다.The internal surface area and external surface area are values representing the inner and outer surface areas of the particles, and the total specific surface area can be obtained by adding the two values, which can be expressed as a s , BET- . As expected from the adsorption/desorption graph, it contains a large amount of micropores, so it has a high specific surface area and, as a result, it can be seen that it has excellent adsorption capacity.
실험예 2: 복합입자의 입자 특성 평가 (AC + Fe 4%)Experimental Example 2: Evaluation of particle characteristics of composite particles (AC +
도 9는 본 발명의 일 구현예에 따른 복합입자(AC + Fe 4%)의 SEM이미지를 나타낸 것이다. SEM은 상기 복합체의 입경, 분포 및 형태를 조사하기 위해 사용되었다. 도 9를 참조하면 Fe(1%)가 포함된 복합입자에서는 쉽게 관찰되지 않았던 Fe 입자들이, 플라즈마 열 반응을 통해 입자 표면에 나노 크기의 Fe(4%) 촉매가 덩어리 청크로 변형되어 다공성 담체의 표면에 존재하는 것을 관찰할 수 있었다. 또한 SEM이미지와 동시에 사용할 수 있는 EDS장비를 통해 샘플의 성분 분석을 수행하였으며, 상기 제조된 복합입자의 조성을 하기 표로 나타내었다.9 shows a SEM image of composite particles (AC +
[표 5][Table 5]
타기존 활성탄 성분과 비교해봤을 때, 기존 활성탄의 질량 백분율이 감소하고 Fe의 질량 백분율이 26.89% 존재한다는 것을 관찰할 수 있었으며, 상기 SEM 이미지에서 나타난 복합입자의 표면에 존재하는 물질이 Fe라는 것을 확인할 수 있었다.Compared to other existing activated carbon components, it was observed that the mass percentage of the existing activated carbon decreased and the mass percentage of Fe was 26.89%, and it was confirmed that the material present on the surface of the composite particles shown in the SEM image was Fe. could
도 10은 본 발명의 일 구현예에 따른 복합입자(AC + Fe 4%)의 XRD(X-선 회절)의 분석결과를 나타낸 것이다. 도 10을 참조하면, 상기 AC와 Fe(4%)를 출발원료로 하여 제조된 복합입자의 주요 상이 AC인 것을 보여주는 XRD 분석의 예시적인 결과를 보여준다. 상기 제조된 복합입자는 대략 21.3°(이하, 제1피크) 및 27.1°(이하, 제2피크)에서 주피크(main peak)가 관찰되었으며, 그 밖에도 대략 36.3°, 39.7°, 50.9°, 60.1° 및 67.8°에서 피크를 관찰할 수 있었다. 관찰된 XRD의 Intensity 차이는 있었으나 피크값의 2Θ 값이 일정한 것으로 비추어 보았을 때, AC를 기재로 Fe가 복합화 되었다는 것을 확인할 수 있었다.10 shows XRD (X-ray diffraction) analysis results of composite particles (AC +
도 11은 본 발명에서 제조된 복합입자의 BET 분석결과를 나타낸 것이다. BET 분석을 통해 흡탈착 그래프의 곡선모양에 따라 시료에 존재하는 기공의 형태를 짐작할 수 있다. 도 11을 참조하면, 첫 번째 그래프의 흡탈착 곡선의 형태를 보아 기공의 형태가 microprous하다는 것을 알 수 있다. AC(활성탄)의 세공구조에 있어서 세공특성은 미세공(Micro-pore), 중간세공(Transitional-pore), 대세공(Macro-pore)으로 구분된다. 활성탄은 비교적 작은 세공직경 20Å 이하의 Micro-pore가 많은 것이 특징으로, BET 분석시 이와 같은 결과값을 도출할 수 있었다. 또한 마지막 그래프는 BJH Pore distribution 그래프로서, Pore의 크기에 따른 기공분포를 알 수 있다. 상기 BET 분석을 통해 도출된 결과값을 하기 표로 나타내었다.11 shows the results of BET analysis of the multiparticles prepared in the present invention. Through the BET analysis, it is possible to guess the shape of the pores present in the sample according to the curve shape of the adsorption/desorption graph. Referring to FIG. 11, it can be seen from the shape of the adsorption/desorption curve of the first graph that the shape of the pores is microprous. In the pore structure of AC (activated carbon), the pore characteristics are classified into micro-pores, transitional-pores, and macro-pores. Activated carbon is characterized by a large number of micro-pores with a relatively small pore diameter of 20 Å or less, and such results were obtained during BET analysis. Also, the last graph is the BJH pore distribution graph, and the pore distribution according to the pore size can be known. The result values derived through the BET analysis are shown in the table below.
[표 6][Table 6]
상기 Internal surface area 및 External surface area는 입자의 내 외부 표면적을 나타난 값으로 두 값을 더했을 때 전체 비표면적을 구할 수 있으며, 이는 as,BET-으로 나타낼 수 있다. 흡탈착그래프를 통해 예상했던 바와 같이 다량의 micropore를 포함하고 있어, 높은 비표면적을 가지고 있으며 이로 인해 우수한 흡착능력을 보유하고 있음을 알 수 있다.The internal surface area and external surface area are values representing the inner and outer surface areas of the particles, and the total specific surface area can be obtained by adding the two values, which can be expressed as a s , BET- . As expected from the adsorption/desorption graph, it contains a large amount of micropores, so it has a high specific surface area and, as a result, it can be seen that it has excellent adsorption capacity.
실험예 3: 복합입자의 입자 특성 평가 (AC + Fe 7%)Experimental Example 3: Evaluation of particle characteristics of composite particles (AC + Fe 7%)
철 금속 촉매의 복합화 함량의 가능한 범위를 알아보기 위해, 우선 AC + Fe 10% 복합입자를 동일한 방법으로 제조하였다. 철 촉매가 질량 함량이 높아 지나친 응집이 일어났고, 복합화가 제대로 이루어지지 않은 것을 확인하였다. 다공성 담지체인 활성탄과의 복합화가 제대로 이루어지지 않았기 때문에, 탈취 또는 항균 성능 특성도 알아볼 수 없었다. 철 함량을 감소시켜 복합화가 잘 이루어진 금속담지복합체를 제조하였다.In order to examine the possible range of the composite content of the iron metal catalyst, first, AC +
도 12는 본 발명의 일 구현예에 따른 복합입자(AC + Fe 7%)의 SEM이미지를 나타낸 것이다. SEM은 상기 복합체의 입경, 분포 및 형태를 조사하기 위해 사용되었다. 도 12를 참조하면 플라즈마 열 반응을 통해 입자 표면에 나노 크기의 Fe(7%) 촉매가 덩어리 청크로 변형되어 다공성 담체의 표면에 존재하는 것을 관찰할 수 있었다. 또한 SEM이미지와 동시에 사용할 수 있는 EDS장비를 통해 샘플의 성분 분석을 수행하였으며, 상기 제조된 복합입자의 조성을 하기 표로 나타내었다.12 shows a SEM image of composite particles (AC + Fe 7%) according to an embodiment of the present invention. SEM was used to investigate the particle size, distribution and morphology of the composites. Referring to FIG. 12, it was observed that the nano-sized Fe (7%) catalyst on the surface of the particle was transformed into lumpy chunks through the plasma thermal reaction and was present on the surface of the porous carrier. In addition, component analysis of the sample was performed through EDS equipment that can be used simultaneously with the SEM image, and the composition of the prepared multiparticles is shown in the table below.
[표 7][Table 7]
기존 활성탄 성분과 비교해봤을 때, Fe의 질량 백분율이 38.3% 존재하고 있으며, 상기 SEM 이미지에서 나타난 복합입자의 표면에 존재하는 물질이 Fe라는 것을 확인할 수 있었다.Compared to the existing activated carbon component, the mass percentage of Fe was present at 38.3%, and it was confirmed that the material present on the surface of the composite particles shown in the SEM image was Fe.
도 13는 본 발명의 일 구현예에 따른 복합입자(AC + Fe 7%)의 분석결과를 나타낸 것이다. 도 13을 참조하면, 상기 AC와 Fe(7%)를 출발원료로 하여 제조된 복합입자의 주요 상이 AC인 것을 보여주는 XRD 분석의 예시적인 결과를 보여준다. 상기 제조된 복합입자는 대략 21.3°(이하, 제1피크) 및 27.1°(이하, 제2피크)에서 주피크(main peak)가 관찰되었으며, 그 밖에도 대략 36.3°, 39.7°, 50.9°, 60.1° 및 67.8°에서 피크를 관찰할 수 있었다. 관찰된 XRD의 Intensity 차이는 있었으나 피크값의 2Θ 값이 일정한 것으로 비추어 보았을 때, AC를 기재로 Fe가 복합화 되었다는 것을 확인할 수 있었다.13 shows the analysis results of composite particles (AC + Fe 7%) according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 13, exemplary results of XRD analysis showing that the main phase of the composite particles prepared using AC and Fe (7%) as starting materials are AC are shown. In the composite particles prepared above, main peaks were observed at approximately 21.3° (hereinafter referred to as first peak) and 27.1° (hereinafter referred to as second peak), and other peaks were observed at approximately 36.3°, 39.7°, 50.9°, and 60.1°. Peaks could be observed at ° and 67.8 °. Although there was a difference in the intensity of the observed XRD, when the 2Θ value of the peak value was constant, it was confirmed that Fe was complexed with AC as a base.
도 14는 본 발명의 일 구현예에 따른 복합입자(AC + Fe 7%)의 BET 분석결과를 나타낸 것이다. BET 분석을 통해 흡탈착 그래프의 곡선모양에 따라 시료에 존재하는 기공의 형태를 짐작할 수 있다. 도 5를 참조하면, 첫 번째 그래프의 흡탈착 곡선의 형태를 보아 기공의 형태가 microprous하다는 것을 알 수 있다. AC(활성탄)의 세공구조에 있어서 세공특성은 미세공(Micro-pore), 중간세공(Transitional-pore), 대세공(Macro-pore)으로 구분된다. 활성탄은 비교적 작은 세공직경 20Å 이하의 Micro-pore가 많은 것이 특징으로, BET 분석시 이와 같은 결과값을 도출할 수 있었다. 또한 마지막 그래프는 BJH Pore distribution 그래프로서, Pore의 크기에 따른 기공분포를 알 수 있다. 상기 BET 분석을 통해 도출된 결과값을 하기 표로 나타내었다.14 shows the results of BET analysis of composite particles (AC + Fe 7%) according to an embodiment of the present invention. Through the BET analysis, it is possible to guess the shape of the pores present in the sample according to the curve shape of the adsorption/desorption graph. Referring to FIG. 5, it can be seen from the shape of the adsorption/desorption curve of the first graph that the shape of the pores is microprous. In the pore structure of AC (activated carbon), the pore characteristics are classified into micro-pores, transitional-pores, and macro-pores. Activated carbon is characterized by a large number of micro-pores with a relatively small pore diameter of 20 Å or less, and such results were obtained during BET analysis. Also, the last graph is the BJH pore distribution graph, and the pore distribution according to the pore size can be known. The result values derived through the BET analysis are shown in the table below.
[표 8][Table 8]
상기 Internal surface area 및 External surface area는 입자의 내 외부 표면적을 나타난 값으로 두 값을 더했을 때 전체 비표면적을 구할 수 있으며, 이는 as,BET-으로 나타낼 수 있다. Fe(4%)를 금속 촉매로 사용했을 때보다는 비표면적이 감소했으나, 흡탈착그래프를 통해 예상했던 바와 같이 다량의 micropore를 포함하고 있어, 높은 비표면적을 가지고 있으며 이로인해 우수한 흡착능력을 보유하고 있음을 알 수 있다.The internal surface area and external surface area are values representing the inner and outer surface areas of the particles, and the total specific surface area can be obtained by adding the two values, which can be expressed as a s , BET- . Although the specific surface area decreased compared to when Fe (4%) was used as a metal catalyst, as expected through the adsorption and desorption graph, it contains a large amount of micropores, so it has a high specific surface area and has excellent adsorption capacity. it can be seen that there is
비교예 2: 다공성 담지체의 입자 특성 평가 (WGNP)Comparative Example 2: Evaluation of particle characteristics of porous support (WGNP)
도 15는 본 발명의 일 구현예에 따른 복합화하지 않은 WGNP 담체의 SEM이미지를 나타낸 것이다. SEM은 상기 복합체의 입경, 분포 및 형태를 조사하기 위해 사용되었다. 도 15를 참조하면, 무기물 이외에 독립적인 상을 가지고 존재하는 물질이 관찰되지 않았다. 또한 SEM이미지와 동시에 사용할 수 있는 EDS장비를 통해 샘플의 성분 분석을 수행하였으며, 상기 WGNP 담체의 조성을 하기 표로 나타내었다.15 shows a SEM image of a non-complexed WGNP carrier according to an embodiment of the present invention. SEM was used to investigate the particle size, distribution and morphology of the composites. Referring to FIG. 15 , materials that exist with independent phases other than inorganic materials were not observed. In addition, component analysis of the sample was performed through EDS equipment that can be used simultaneously with the SEM image, and the composition of the WGNP carrier is shown in the table below.
[표 9][Table 9]
상기 진술한 바와 같이 표 1 내지 표 2와 달리 금속성분은 관찰되지 않았으며, 탄소가 주성분으로서 WGNP 담체의 조성을 이루고 있다는 것을 확인할 수 있었다.As described above, unlike Tables 1 and 2, no metal component was observed, and it was confirmed that carbon constituted the composition of the WGNP carrier as a main component.
도 16은 본 발명의 일 구현예에 따른 복합화하지 않은 WGNP 담체의 XRD(X-선 회절)의 분석결과를 나타낸 것이다. 도 16을 참조하면, 상기 WGNP 담체는 대략 26.2°(이하, 제1피크)에서 주피크(main peak)가 관찰되었으며, 그 밖에도 대략 54.1° 및 77.6°에서 피크를 관찰할 수 있었다. 16 shows the results of XRD (X-ray diffraction) analysis of the non-complexed WGNP carrier according to one embodiment of the present invention. Referring to FIG. 16, the main peak of the WGNP carrier was observed at approximately 26.2° (hereinafter referred to as the first peak), and other peaks were observed at approximately 54.1° and 77.6°.
도 17은 본 발명의 일 구현예에 따른 복합화하지 않은 WGNP 담체의 BET 분석결과를 나타낸 것이다. BET 분석을 통해 흡탈착 그래프의 곡선모양에 따라 시료에 존재하는 기공의 형태를 짐작할 수 있다. 도 17을 참조하면, 첫 번째 그래프의 흡탈착 곡선의 형태를 보아 non-porous하다는 것을 알 수 있다. 금속 촉매와 복합화 하지 않았을 때 WGNP 담체는 non-prous한 물질이라는 것을 알 수 있었으며, 이로 인해 물리적 흡착능력이 약하다는 것을 알 수 있었다. 상기 BET 분석을 통해 도출된 결과값을 하기 표로 나타내었다.17 shows the results of BET analysis of non-complexed WGNP carriers according to an embodiment of the present invention. Through the BET analysis, it is possible to guess the shape of the pores present in the sample according to the curve shape of the adsorption/desorption graph. Referring to FIG. 17, it can be seen that the adsorption/desorption curve of the first graph is non-porous. It was found that the WGNP carrier was a non-proused material when it was not complexed with a metal catalyst, and due to this, it was found that the physical adsorption capacity was weak. The result values derived through the BET analysis are shown in the table below.
[표 10][Table 10]
전체 비표면적 값은 as,BET-로 나타내었으며 14.527로 비교적 낮은 비표면적을 가진다는 것을 알 수 있으며, 이는 non-porous한 성질에서 기인한다는 것을 알 수 있다.The total specific surface area value is expressed as a s , BET- , and it can be seen that it has a relatively low specific surface area of 14.527, which is due to its non-porous nature.
실험예 4: 복합입자의 입자 특성 평가 (WGNP + Fe 10%)Experimental Example 4: Evaluation of particle characteristics of composite particles (WGNP +
도 18은 본 발명의 일 구현예에 따른 복합입자(WGNP + Fe 10%)의 SEM이미지를 나타낸 것이다. SEM은 상기 복합체의 입경, 분포 및 형태를 조사하기 위해 사용되었다. 도 18을 참조하면 플라즈마 열 반응을 통해 입자 표면에 나노 크기의 Fe(10%) 촉매가 덩어리 청크로 변형되어 다공성 담체의 표면에 존재하는 것을 관찰할 수 있었다. 또한 SEM이미지와 동시에 사용할 수 있는 EDS장비를 통해 샘플의 성분 분석을 수행하였으며, 상기 제조된 복합입자의 조성을 하기 표로 나타내었다.18 shows a SEM image of composite particles (WGNP +
[표 11][Table 11]
기존 활성탄 성분과 비교해봤을 때, Fe의 질량 백분율이 15.09% 존재하고 있으며, 상기 SEM 이미지에서 나타난 복합입자의 표면에 존재하는 물질이 Fe라는 것을 확인할 수 있었다.Compared to the conventional activated carbon component, the mass percentage of Fe was present at 15.09%, and it was confirmed that the material present on the surface of the composite particles shown in the SEM image was Fe.
도 19는 본 발명의 일 구현예에 따른 복합입자(WGNP + Fe 10%)의 XRD(X-선 회절)의 분석결과를 나타낸 것이다. 도 &를 참조하면, 상기 WGNP와 Fe(10%)를 출발원료로 하여 제조된 복합입자의 주요 상이 WGNP인 것을 보여주는 XRD 분석의 예시적인 결과를 보여준다. 상기 제조된 복합입자는 대략 26.2°(이하, 제1피크)에서 주피크(main peak)가 관찰되었으며, 그 밖에도 대략 54.1° 및 77.6°에서 피크를 관찰할 수 있었다. 또한 복합화 공정을 거치지 않은 순수 WGNP의 XRD 피크와 비교하였을 때, 20.9° 및 44.2에서 피크가 발견되었으며, WGNP를 기재로 Fe가 복합화 되었다는 것을 확인할 수 있었다.19 shows XRD (X-ray diffraction) analysis results of composite particles (WGNP +
도 20은 본 발명의 일 구현예에 따른 복합입자(WGNP + Fe 10%)의 BET 분석결과를 나타낸 것이다. BET 분석을 통해 흡탈착 그래프의 곡선모양에 따라 시료에 존재하는 기공의 형태를 짐작할 수 있다. 도 20을 참조하면, WGNP를 단독으로 사용했을 때의 흡탈착 그래프와는 달리, 기공의 형태가 microprous하다는 것을 알 수 있다. 상기 BET 분석을 통해 도출된 결과값을 하기 표로 나타내었다.20 shows the results of BET analysis of composite particles (WGNP +
[표 12][Table 12]
WGNP를 단독으로 사용했을 때와 비교했을 때 1500% 이상의 비표면적 증가율을 나타내었다. 금속 촉매와의 복합화를 통해 비표면적이 크게 증가하였으며 흡착능력이 증가했음을 예상할 수 있었다.When compared to when WGNP was used alone, the specific surface area increased by more than 1500%. Through the complexation with the metal catalyst, it was expected that the specific surface area increased significantly and the adsorption capacity increased.
실험예 5: 항균 실험Experimental Example 5: Antibacterial test
상기 실시예에서 제조된 복합입자의 항균특성을 평가하기 위해 ASTM E2149-13a 방법에 따라 동적 접촉 조건에서 항균제의 항균 활성을 측정하였다. In order to evaluate the antibacterial properties of the multiparticulates prepared in the above example, the antibacterial activity of the antimicrobial agent was measured under dynamic contact conditions according to ASTM E2149-13a method.
시험균이 접종된 현탁액을 흔들었을 때, 비침출된 물질 내 항균물질의 활성을 평가한다. 현탁액에서 생존 가능한 유기체의 수를 결정하고 적절한 대조군을 비교하여 시험균 감소율을 계산하였으며, 실험 조건과 결과값은 아래와 같다.When the suspension inoculated with the test organism is shaken, the activity of the antimicrobial substance in the unleached material is evaluated. The number of viable organisms in the suspension was determined and the reduction rate of the test organism was calculated by comparing the appropriate control group. The experimental conditions and results are as follows.
시험 온도: 35 ℃Test temperature: 35 ℃
시험 시간: 24 시간Test time: 24 hours
접종균 세균 농도(CFU/mL): Inoculum Bacterial Concentration (CFU/mL):
ATCC 25922 대장균: 1.1x105 ATCC 25922 Escherichia coli: 1.1x10 5
ATCC 6538 황색 포도상구균: 1.1x105 ATCC 6538 Staphylococcus aureus: 1.1x10 5
CFU: 콜로니 형성 단위CFU: colony forming unit
[표 13][Table 13]
황색포도상구균에 대해 세균 감소율을 시험한 결과, 구리와 철을 각각 금속 촉매로 사용한 복합입자 모두 24시간 후 황색포도상구균에 대해 모두 균수가 감소하여 99.9%의 세균 감소율을 보였다. 그러나, 대장균에 대해 세균 감소율을 시험한 결과, 구리는 24시간 후 균수가 감소하여 99.9%의 세균 감소율을 보인 반면, 철의 경우 24시간 후의 세균 감소율이 74.9%에 그쳤다. 구리는 반응성이 큰 전이금속으로서, 세균에 물리적으로 접촉하면 바이러스 표면에 흠집을 낼 수 있는 반응성 이온을 방출할 수 있기 때문에, 기존 활성탄 담체 및 철을 금속 촉매로 사용한 복합입자에 비해 항균 특성이 뛰어남을 알 수 있었다. 위 결과로 볼 때, 구리 금속 촉매의 경우 항균용 촉매로서 주로 기능할 수 있다는 점을 확인할 수 있었다.As a result of testing the bacterial reduction rate for Staphylococcus aureus, both composite particles using copper and iron as metal catalysts showed a bacterial reduction rate of 99.9% as the number of bacteria decreased after 24 hours. However, as a result of testing the bacterial reduction rate for E. coli, copper reduced the number of bacteria after 24 hours and showed a bacterial reduction rate of 99.9%, whereas in the case of iron, the bacterial reduction rate after 24 hours was only 74.9%. Copper is a highly reactive transition metal, and when it physically contacts bacteria, it can release reactive ions that can damage the surface of viruses, so it has excellent antibacterial properties compared to existing activated carbon carriers and composite particles using iron as a metal catalyst. And it was found. From the above results, it was confirmed that the copper metal catalyst can mainly function as an antibacterial catalyst.
활성탄 담체만 가지고 대장균 및 황색포도상구균에 대한 세균 감소율을 시험한 결과, 24시간 후 대장균은 66.9%, 황색포도상구균은 77.5%의 세균 감소율에 그쳤다.As a result of testing the bacterial reduction rate for Escherichia coli and Staphylococcus aureus with only the activated carbon carrier, the bacterial reduction rate for Escherichia coli and Staphylococcus aureus was only 66.9% and 77.5% after 24 hours.
이는 금속 촉매를 다공성 담체와 복합화 하였을 때, 비표면적의 증가로 인한 물리적 흡착능력과 동시에, 금속이온과 세균사이의 반응이 유도되어 화학적 분해현상이 일어나 보다 높은 항균효과를 나타냄을 알 수 있었다.It was found that when the metal catalyst was compounded with the porous carrier, the physical adsorption capacity due to the increase in the specific surface area and the reaction between the metal ion and bacteria were induced to cause chemical decomposition, resulting in a higher antibacterial effect.
실험예 5: 탈취 실험Experimental Example 5: Deodorization Experiment
상기 실시예에서 제조된 복합입자의 탈취특성을 평가하기 위해 아래 환경에 따라 탈취시험을 수행하였다.In order to evaluate the deodorization characteristics of the composite particles prepared in the above example, a deodorization test was performed according to the following environment.
먼저, 황화수소, 암모니아, 트리메틸아민 및 메틸머캅탄에 대한 탈취성능을 각각 측정하여 아래와 같은 결과값을 얻을 수 있었다.First, the deodorization performance for hydrogen sulfide, ammonia, trimethylamine and methyl mercaptan was measured, respectively, and the following results were obtained.
실험예 5-1: 황화수소 탈취 실험Experimental Example 5-1: Hydrogen sulfide deodorization experiment
우선적으로 황화수소에 대한 탈취성능을 측정하기 위해 아래와 같은 조건에 따라 탈취 평가를 수행하였으며, 실험 조건 및 결과는 아래 표로 나타냈다.First of all, in order to measure the deodorization performance for hydrogen sulfide, the deodorization evaluation was performed according to the following conditions, and the experimental conditions and results are shown in the table below.
실험 시간: 2시간Experiment time: 2 hours
결과계산: (공시험의 2시간 후 측정치 - 시료의 2시간 후 측정치)/ 공시험의 2시간 후 측정치 Х 100Result calculation: (measured value after 2 hours of blank test - measured value after 2 hours of sample) / measured value after 2 hours of
[표 14][Table 14]
황화수소 탈취시험 결과, 제공된 시료 모두 황화수소에 대해 높은 탈취 효과를 나타냈다. 그중에서도 활성탄 담체 및 활성탄 담체에 금속 촉매를 복합화한 복합입자 모두 경쟁사 대비 높은 감소율을 보였다.As a result of the hydrogen sulfide deodorization test, all of the provided samples showed a high deodorization effect against hydrogen sulfide. Among them, both activated carbon carriers and composite particles in which metal catalysts were combined with activated carbon carriers showed higher reduction rates than competitors.
실험예 5-2: 암모니아 탈취 실험Experimental Example 5-2: Ammonia deodorization experiment
추가적으로 암모니아에 대한 탈취성능을 측정하기 위해 아래와 같은 조건에 따라 탈취 평가를 수행하였으며, 실험 조건 및 결과는 아래 표로 나타냈다.In addition, in order to measure the deodorization performance for ammonia, deodorization evaluation was performed according to the following conditions, and the experimental conditions and results are shown in the table below.
허용 기준치: NH3 - 70%이상Acceptable standard: NH 3 - 70% or more
시험 시간: 2시간Exam Duration: 2 hours
결과계산: (공시험의 2시간 후 측정치 - 시료의 2시간 후 측정치)/ 공시험의 2시간 후 측정치 Х 100Result calculation: (measured value after 2 hours of blank test - measured value after 2 hours of sample) / measured value after 2 hours of
[표 15][Table 15]
암모니아 탈취 시험 결과, 제공된 시료 모두 높은 탈취 성능을 나타냈다. 기존 AC(활성탄)담체만 사용한 시료에 비해 1 %이하의 적은 금속 촉매를 복합화했을 뿐임에도 기존 AC 담체대비 5%이상의 감소율을 보였다. 특히 철의 경우, 0.5%를 첨가한 것 만으로도 향상된 감소율을 보였기 때문에 구리 대비, 철 촉매로 복합화한 담지체의 함량을 늘린다면 보다 향상된 농도감소율을 예상할 수 있다.As a result of the ammonia deodorization test, all of the provided samples showed high deodorization performance. Compared to the sample using only the existing AC (activated carbon) carrier, it showed a reduction rate of more than 5% compared to the existing AC carrier, even though the metal catalyst was compounded with less than 1%. In particular, in the case of iron, since an improved reduction rate was shown by adding only 0.5%, a more improved concentration reduction rate can be expected if the content of the support compounded with the iron catalyst is increased compared to copper.
이에, AC 담체에 Fe 금속 촉매의 함량을 복합화가 잘 이루어지는 범위인 7%로 조절하여 실험을 수행하였다. 실험 조건 및 결과는 아래 표로 나타냈다.Accordingly, an experiment was performed by adjusting the content of the Fe metal catalyst in the AC carrier to 7%, which is a range in which complexation is well achieved. Experimental conditions and results are shown in the table below.
시험 환경: 온도 23±5℃, 습도 40±5% R.H.Test environment:
시험 용기: 10L 테들라 백Test Vessel: 10L Tedlar Bag
시료 주입량: 시료 50gSample Injection Amount: Sample 50g
시험 기기: 검지관식 가스측정기(GV-100S, 가스텍, 일본)Test device: Detector tube type gas meter (GV-100S, Gastech, Japan)
[표 16][Table 16]
표 16을 참조하면, 예상했던 바와 같이 기존 담체에 Fe 금속함량을 증가시켜 실험을 진행한 결과 99%이상의 탈취효과를 나타냈다.Referring to Table 16, as expected, the result of the experiment by increasing the Fe metal content in the existing carrier showed a deodorizing effect of 99% or more.
이에 기존 AC에 금속 촉매를 복합화한 시료를 대상으로 추가적으로 실험을 수행하였다.Accordingly, an additional experiment was conducted on a sample in which a metal catalyst was composited with the existing AC.
실험예 5-3: 트리메틸아민 및 메틸머캅탄 탈취시험Experimental Example 5-3: Trimethylamine and methyl mercaptan deodorization test
추가적으로 트리메틸아민 및 메틸머캅탄에 대한 탈취성능을 측정하기 위해 아래와 같은 조건에 따라 탈취 평가를 수행하였으며, 실험 조건 및 결과는 아래 표로 나타냈다.In addition, in order to measure the deodorization performance for trimethylamine and methylmercaptan, deodorization evaluation was performed according to the following conditions, and the experimental conditions and results are shown in the table below.
시험 환경: 온도 23±5℃, 습도 40±5% R.H.Test environment:
시험 용기: 10L 테들라 백Test Vessel: 10L Tedlar Bag
시료 주입량: 시료 50gSample Injection Amount: Sample 50g
시험 기기: 검지관식 가스측정기(GV-100S, 가스텍, 일본)Test device: Detector tube type gas meter (GV-100S, Gastech, Japan)
[표 17][Table 17]
표 17을 참조하면, AC 담체에 Cu 또는 Fe 금속촉매를 복합화한 복합체 모두 트리메틸아민 및 메틸머캅탄에 대해 95%이상의 높은 탈취효과를 나타내는 것을 확인할 수 있었다.Referring to Table 17, it was confirmed that all composites in which Cu or Fe metal catalysts were combined with AC carriers exhibited a high deodorization effect of 95% or more for trimethylamine and methylmercaptan.
실험예 6: 금속담지복합체 중량비별 탈취 관능평가 시험Experimental Example 6: Sensory evaluation test for deodorization by weight ratio of metal supported composite
제1 복합입자 및 제2 복합입자의 혼합 중량비에 따른 금속담지복합체의 탈취성능을 측정하고자 실험을 수행하였다. 표 18은 본 발명에 따른 제1 복합입자(Fe 7%) 및 제2 복합입자(Cu 1%)의 혼합 중량비에 따른 금속담지복합체의 탈취 관능평가 결과를 나타낸 것이며, 조건은 하기와 같다.An experiment was conducted to measure the deodorizing performance of the metal-supported composite according to the mixing weight ratio of the first composite particle and the second composite particle. Table 18 shows the deodorizing sensory evaluation results of the metal-supported composite according to the mixed weight ratio of the first composite particle (Fe 7%) and the second composite particle (
조건condition
시료무게: 10 gSample weight: 10 g
탈취대상: 식초 + 물(식초:물 = 1:2), 2gDeodorization target: vinegar + water (vinegar:water = 1:2), 2g
[표 18][Table 18]
REF는 활성탄 기재만을 사용한 종래의 탈취제이며, 나머지 실시예들은 금속담지복합체와 탈취제를 적절한 비율로 혼합하여 나타낸 것이다. 표 18을 참조하면, Fe 7% 첨가된 복합입자 : Cu 1% 첨가된 복합입자를 1:4 내지 4:1 범위에서 수행한 결과, 제조된 금속담지복합체의 탈취 성능은 종래의 탈취제보다 보다 빠른 시간에 나타나는 것을 확인할 수 있었다. Fe 첨가된 복합입자 및 Cu 첨가된 복합입자의 혼합비율 측면에서 살펴면, 혼합 중량비가4:3(4:3:3), 2:1(4:2:4) 및 4:1(4:1:5)과 같이 Fe 7% 첨가된 복합입자의 중량이, Cu 1% 첨가된 복합입자의 중량보다 많을 때 보다 우수한 탈취결과를 나타냈다. 또한 Cu 1% 첨가된 복합입자의 중량을 Fe 7% 첨가된 복합입자의 중량보다 많이 첨가했을 경우에도 종래의 활성탄 탈취제 대비 빠르게 탈취성능이 나타나는 것을 볼 수 있었다. 상술한 실험예들을 통해, 탈취성능이 보다 뛰어난 Fe을 첨가한 복합입자 함량이 많아질수록 성능이 탈취성능이 더 빠르게 나타날 것임은 예측한 바와 같다.REF is a conventional deodorant using only an activated carbon base, and the remaining examples show a mixture of a metal-supported composite and a deodorant in an appropriate ratio. Referring to Table 18, as a result of performing composite particles with 7% Fe: composite particles with 1% Cu added in the range of 1:4 to 4:1, the deodorization performance of the prepared metal-supported composite was faster than that of conventional deodorizers. I was able to confirm that it appeared on time. Looking at the mixing ratio of the Fe-added composite particles and the Cu-added composite particles, the mixing weight ratios are 4:3 (4:3:3), 2:1 (4:2:4), and 4:1 (4: 1:5), when the weight of the composite particles to which 7% of Fe was added was greater than the weight of the composite particles to which 1% of Cu was added, better deodorization results were shown. In addition, even when the weight of the composite particles containing 1% of Cu was added more than the weight of the composite particles containing 7% of Fe, it was found that the deodorization performance appeared faster than that of the conventional activated carbon deodorizer. Through the above-described experimental examples, it is predicted that the deodorizing performance will appear faster as the content of the composite particles to which Fe is added, which is superior in deodorizing performance.
또한 Fe 7% 첨가된 복합입자, Cu 1% 첨가된 복합입자 및 종래의 활성탄 탈취제의 혼합 중량비가 4.5:4.5:1인 경우, 매우 우수한 탈취성능을 나타내고 있는데, 고양이 모래에 함유된 금속담지복합체의 함량을 늘릴수록 탈취성능이 우수해지는 것을 시사하는 것이며, 상술한 바와 같이, 다른 탈취제와 혼합하지 않고 금속담지복합체를 단독으로 사용하여도 우수한 탈취능력을 가질 수 있음을 예상할 수 있었다.In addition, when the mixed weight ratio of the composite particles with 7% of Fe, the composite particles with 1% of Cu, and the conventional activated carbon deodorizer is 4.5:4.5:1, it shows very excellent deodorizing performance. As the content is increased, this suggests that the deodorizing performance is excellent, and as described above, it can be expected that excellent deodorizing ability can be obtained even when the metal-supported composite is used alone without mixing with other deodorizing agents.
실험예 7: 금속담지복합체 간이 항균평가 시험Experimental Example 7: Simple antibacterial evaluation test of metal supported composite
제1 복합입자 및 제2 복합입자의 혼합 중량비에 따른 금속담지복합체의 항균능력을 측정하고자 실험을 수행하였다. 도 21은 본 발명에 따른 제1 복합입자(Fe 7%) 및 제2 복합입자(Cu 1%)의 혼합 중량비에 따른 금속담지복합체의 항균평가 결과를 나타낸 것이며, 조건은 하기와 같다.An experiment was conducted to measure the antibacterial ability of the metal-supported composite according to the mixing weight ratio of the first composite particle and the second composite particle. 21 shows the results of antibacterial evaluation of the metal-supported composite according to the mixing weight ratio of the first composite particle (Fe 7%) and the second composite particle (
조건condition
초기 균: 40-100 CFUInitial bacteria: 40-100 CFU
3일간 배양(33도씨 유지)Incubation for 3 days (maintained at 33 degrees Celsius)
REF는 활성탄 기재만을 사용한 종래의 탈취제이며, 나머지 실시예들은 금속담지복합체와 탈취제를 적절한 비율로 혼합하여 나타낸 것이다. 도 21을 참조하면, Fe 7% 첨가된 복합입자 : Cu 1% 첨가된 복합입자를 1:4 내지 4:1 범위에서 수행한 결과 제조된 금속담지복합체의 탈취 성능은 종래의 탈취제보다 뛰어남을 확인할 수 있었다. Fe 7% 첨가된 복합입자의 중량을 Cu 1% 첨가된 복합입자의 중량보다 많이 첨가했을 경우, 종래의 탈취제에 비해 높은 항균능력을 가지고 있지만, 1:1.5(2:3:5)에서 1:2(2:4:4)의 중량비로 Cu 1% 첨가된 복합입자의 중량을 증가시켰을 때, 남아있는 균수가 27 CFU에서 14 CFU로 현저히 감소하는 것을 관찰할 수 있었다. 이에 Cu 1% 첨가된 복합입자의 중량을 보다 증가시켜 1:4(1:4:5)의 중량비로 혼합하였으나, 남아있는 균 수는 1:2(2:4:4)의 중량비로 혼합했을 때와 동일하였다. 따라서, Fe 7% 첨가된 복합입자 : Cu 1% 첨가된 복합입자를 1:2의 중량비로 혼합하였을 때 공정 및 경제적 측면에서 가장 합리적임을 예상할 수 있었다.REF is a conventional deodorant using only an activated carbon base, and the remaining examples show a mixture of a metal-supported composite and a deodorant in an appropriate ratio. Referring to FIG. 21, it can be confirmed that the deodorization performance of the prepared metal-supported composite is superior to that of conventional deodorizers as a result of carrying out the composite particles to which 7% of Fe is added and the composite particles to which 1% of Cu is added in the range of 1:4 to 4:1. could When the weight of the composite particles to which 7% of Fe was added was added more than the weight of the composite particles to which 1% of Cu was added, it had a higher antibacterial ability than conventional deodorants, but at a ratio of 1:1.5 (2:3:5) to 1: When the weight of the composite particles to which 1% Cu was added was increased at a weight ratio of 2 (2:4:4), it was observed that the number of remaining bacteria significantly decreased from 27 CFU to 14 CFU. Accordingly, the weight of the composite particles to which 1% Cu was added was increased and mixed at a weight ratio of 1:4 (1:4:5), but the remaining number of bacteria was mixed at a weight ratio of 1:2 (2:4:4). same time as Therefore, it can be expected that the composite particles containing 7% of Fe and the composite particles containing 1% of Cu are mixed at a weight ratio of 1:2, which is most reasonable in terms of process and economy.
실험예 8: 고양이 모래 탈취 시험Experimental Example 8: Cat sand deodorization test
항균 및 탈취용 복합입자를 포함하는 고양이 모래의 탈취성능을 측정하고자 실험을 수행하였다. 도 22은 본 발명의 일 구현예에 따른 복합입자 및 경쟁사 고양이 모래의 탈취성능을 시험 및 측정하는 이미지이다.An experiment was conducted to measure the deodorizing performance of cat litter containing antibacterial and deodorizing composite particles. 22 is an image of testing and measuring the deodorizing performance of the multiparticles and competitor's cat litter according to an embodiment of the present invention.
고양이 배변이 담긴 통에 시료를 담고 필터로 밀봉한뒤, 상기 필터를 흡입노즐에 장착시켰다. 초기 설정이 끝나는 시점의 값을 0으로 잡고 샘플링버튼을 눌러 측정을 시작했다. 측정이 완료된 데이터는 저장되었으며, 실험 조건 및 결과는 아래 표로 나타냈다.After putting the sample in a container containing cat feces and sealing it with a filter, the filter was attached to the suction nozzle. Set the value at the end of the initial setting to 0 and press the sampling button to start measurement. The measured data was saved, and the experimental conditions and results are shown in the table below.
검사 기기: 복합 악취 냄새 측정기(OMX-SRM)Inspection Instrument: Complex Malodor Odor Meter (OMX-SRM)
[표 19][Table 19]
상기 제시된 시료들 가운데 30분 이상 고양이 변과 시료를 함께 방치하였을 때, 냄새가 완전히 제거되는 것은 AC담체와 AC+Fe 복합체로 나타났다. 그러나 초기 냄새값에서 10분 경과 후의 악취 제거율은 AC: 51%, AC+Fe: 70%, AC+Cu: 69%, E사: 30%, B사: 40%, S사: 10%로 나타났으며, 10분후에 초기 악취 대비 60%이상의 악취 제거를 보인 것은 금속 촉매를 다공성 담체에 복합화하여 제조한 시료들뿐이었다. Among the samples presented above, when the cat feces and the sample were left together for more than 30 minutes, the odor was completely removed from the AC carrier and the AC+Fe complex. However, the odor removal rate after 10 minutes from the initial odor value was AC: 51%, AC+Fe: 70%, AC+Cu: 69%, E company: 30%, B company: 40%, S company: 10%. After 10 minutes, only the samples prepared by combining metal catalysts with porous carriers showed 60% or more removal of odor compared to the initial odor.
따라서, 고양이 변에서 유발되는 악취를 가장 빠른시간에 제거할 수 있는 것은 Fe 촉매를 사용한 복합입자임을 알 수 있었다. 따라서 본 발명과 같이 2종의 금속 촉매를 각각 복합화한 복합입자를 혼합하여 사용하는 것이 효과를 극대화할 수 있는 방안이라고 볼 수 있을 것이다.Therefore, it was found that the composite particles using the Fe catalyst can remove the odor caused by cat feces in the fastest time. Therefore, as in the present invention, it can be seen that mixing and using composite particles in which two types of metal catalysts are combined is a method to maximize the effect.
상기 실험예를 통해 다공성 담체에 Cu금속 촉매를 사용했을 때, 항균 특성이 뛰어난 사실을 알 수 있었으며, 다공성 담체에 Fe 금속 촉매를 사용했을 때, 소량으로도 우수한 탈취특성을 나타낸다는 것을 알 수 있었고, 특히 Fe 함량을 7%으로 사용했을 때 암모니아 등 악취유발 가스에 대해 가장 우수한 탈취효과를 나타냈다. 따라서 두가지를 복합적으로 사용했을 때, 항균 및 탈취특성이 우수한 금속담지복합체를 제조할 수 있음을 예상할 수 있다.Through the above experimental example, it was found that when the Cu metal catalyst was used in the porous carrier, the antibacterial properties were excellent, and when the Fe metal catalyst was used in the porous carrier, it was found that even a small amount exhibited excellent deodorization properties. , In particular, when Fe content was 7%, it showed the best deodorizing effect against odor-causing gases such as ammonia. Therefore, it can be expected that when the two are used in combination, a metal-supported composite having excellent antibacterial and deodorizing properties can be prepared.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustrative purposes, and those skilled in the art can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
Claims (13)
제2 다공성 담체와 제2 금속 촉매를 복합화하여 제2 복합입자를 제조하는 단계; 및
상기 제1 복합입자 및 제2 복합입자를 혼합하여 항균 및 탈취용 금속담지복합체를 얻는 단계를 포함하고,
상기 제1 또는 제2 복합입자는, 상기 제1 또는 제2 다공성 담체 및 상기 제1 또는 제2 금속 촉매를 플라즈마 장비에 공급하고 상기 플라즈마 장비의 온도를 승온시켜 제조하는 것을 특징으로 하는 항균 및 탈취용 금속담지복합체의 제조방법. preparing a first composite particle by combining the first porous carrier and the first metal catalyst;
preparing a second composite particle by combining the second porous carrier and the second metal catalyst; and
Obtaining a metal-supporting composite for antibacterial and deodorizing by mixing the first composite particle and the second composite particle,
Wherein the first or second composite particle is prepared by supplying the first or second porous carrier and the first or second metal catalyst to a plasma equipment and raising the temperature of the plasma equipment, characterized in that for antibacterial and deodorizing A method for producing a metal-supported composite for use.
상기 제1 또는 제2 복합입자는,
상기 고온 플라즈마 장비 내에서 상기 제1 또는 제2 금속 촉매가 기화하여 상기 제1 또는 제2 다공성 담체와 결합하는 것을 특징으로 하는, 항균 및 탈취용 금속담지복합체의 제조방법.According to claim 1,
The first or second composite particle,
Characterized in that the first or second metal catalyst vaporizes in the high-temperature plasma equipment and combines with the first or second porous carrier, a method for producing a metal-supporting composite for antibacterial and deodorizing.
상기 제1 복합입자 및 제2 복합입자의 혼합 중량비는 1:4 내지 4:1인 것을 특징으로 하는, 항균 및 탈취용 금속담지복합체의 제조방법.According to claim 1,
A method for producing a metal-supporting composite for antibacterial and deodorizing, characterized in that the mixing weight ratio of the first composite particle and the second composite particle is 1:4 to 4:1.
상기 플라즈마 장비는 RF(Radio Frequency) 플라즈마를 이용하는 장비이고,
상기 제1 또는 제2 복합입자를 제조하는 단계;는 10,000K 이상의 온도에서 이루어지는 것을 특징으로 하는, 항균 및 탈취용 금속담지복합체의 제조방법.According to claim 1,
The plasma equipment is equipment using RF (Radio Frequency) plasma,
The step of preparing the first or second composite particles; characterized in that made at a temperature of 10,000K or more, a method for producing a metal-supporting composite for antibacterial and deodorizing.
상기 제1 또는 제2 다공성 담체는, 각각 독립적으로 활성탄, 제올라이트, 벤토나이트, 그라파이트, 그래핀, 지르코니아, 알루미나 및 셀라이트으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 포함하는, 항균 및 탈취용 금속담지복합체의 제조방법.According to claim 1,
The first or second porous carrier, each independently comprising at least one selected from the group consisting of activated carbon, zeolite, bentonite, graphite, graphene, zirconia, alumina and celite, antibacterial and deodorizing metal support composite Manufacturing method of.
상기 제1 금속 촉매는 철(Fe)이고,
상기 제2 금속 촉매는 구리(Cu)인 것을 특징으로 하는, 항균 및 탈취용 금속담지복합체의 제조방법.According to claim 1,
The first metal catalyst is iron (Fe),
The second metal catalyst is characterized in that copper (Cu), a method for producing a metal supported composite for antibacterial and deodorizing.
상기 제1 다공성 담체 및 제1 금속 촉매 전체 중량 100 중량부에 대하여 상기 제1 금속 촉매는 2 내지 7 중량부로 투입되는 것을 특징으로 하는, 항균 및 탈취용 금속담지복합체의 제조방법.According to claim 5,
Characterized in that the first metal catalyst is added in an amount of 2 to 7 parts by weight based on 100 parts by weight of the total weight of the first porous carrier and the first metal catalyst.
상기 제2 다공성 담체 및 제2 금속 촉매 전체 중량 100 중량부에 대하여 상기 제2 금속 촉매는 0.1 내지 1 중량부로 투입되는 것을 특징으로 하는, 항균 및 탈취용 금속담지복합체의 제조방법.According to claim 5,
Characterized in that the second metal catalyst is added in an amount of 0.1 to 1 part by weight based on 100 parts by weight of the total weight of the second porous carrier and the second metal catalyst.
상기 제1 복합입자는 탈취용 금속담지복합체이고,
상기 제1 복합입자는 트리메틸아민, 암모니아, 황화수소 및 메틸머캅탄으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 기체에 대해 탈취 성능을 갖는 것을 특징으로 하는, 항균 및 탈취용 금속담지복합체의 제조방법.According to claim 1,
The first composite particle is a metal-supporting composite for deodorization,
The first composite particle is characterized in that it has a deodorizing performance for at least one gas selected from the group consisting of trimethylamine, ammonia, hydrogen sulfide and methyl mercaptan.
상기 제2 복합입자는 항균용 금속담지복합체이고,
상기 제2 복합입자는 리스테리아 모노사이토제네스(Listeria monocytogenes), 대장균(Escherichia coli), 바실러스 세레우스(Bacillus cereus), 살모넬라 타이피뮤리움(Salmonella typhimurium), 황색포도상구균(Staphylococcus aureus)및 폐렴간균(Klebsiella pneumoniae)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상에 대해 항균 성능을 갖는 것을 특징으로 하는, 항균 및 탈취용 금속담지복합체.According to claim 1,
The second composite particle is a metal-supporting composite for antibacterial use,
The second composite particle is Listeria monocytogenes, Escherichia coli, Bacillus cereus, Salmonella typhimurium, Staphylococcus aureus and Klebsiella pneumoniae), characterized in that it has antibacterial performance against at least one selected from the group consisting of, antibacterial and deodorizing metal-supported composite.
상기 제1 또는 제2 금속 촉매의 입자 크기는 2 내지 300nm인 것을 특징으로 하는, 항균 및 탈취용 금속담지복합체의 제조방법.According to claim 1,
The method for producing a metal supported composite for antibacterial and deodorizing, characterized in that the particle size of the first or second metal catalyst is 2 to 300 nm.
Cat litter comprising the antibacterial and deodorizing metal support complex according to claim 11.
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