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폐수정화용 광촉매 반응장치 개발

전문가 제언: ○ 광촉매(photocatalyst)는 태양광이나 형광 등의 자외선(UV)을 조사하면 태양전지의 원리처럼 음전기를 가진 전자와 양전기를 가진 정공(hole; h+)이 형성된다. 그 중에서 정공은 특히 강력한 산화작용을 하는 수산화기(OH radical)을 생성하여 살균, 항균, 수질정화, 냄새제거, 공기정화 등의 효과가 탁월하다.

○ 기존의 폐수처리기술은 BOD와 COD 제거율이 낮고 복잡하며 운영비가 높으나 나노 이산화티타늄 광촉매는 자외선을 받으면 강력한 산화작용을 하는 수산기를 생성하여 폐수 중의 다이옥신 및 트리클로로에틸렌과 같은 유기오염물질을 산화․제거하는 효과가 있다. 또, 이산화티타늄은 저렴하고 무독성이고 화학적으로 안정하다.

○ 광촉매의 종류는 anatase형 이산화티타늄 이외에도 CdS, ZnO계 및 NbO계 등이 있다. 전이금속이 첨가된 Zn0.9Me0.1O의 ZnO계와 K4Nb6O17의 나이오베이트계가 광촉매 정화효과가 있음이 알려져 있다.

○ 광촉매의 용도는 무궁무진하여 폐수처리와 대기 및 폐가스 정화는 기본이고, 새집증후군, 아토피 예방, 실내 벽지, 가구 등에 코팅제로 사용된다. 또, 토양 살충제, 살충제 및 자동차 에어컨은 물론이고 암치료에도 사용된다.

○ 현재 국내의 광촉매 시장은 형성단계로 광촉매 시장 규모를 정확히 추정할 수는 없으나 광촉매로 그 효과를 대체할 수 있는 시장(항균, 탈취제 시장) 규모만 보아도 2010년 2조 5천억 원 정도(2003년 산업자원부 발표자료)이며, 2004년 5월 29일 국회에서 다중이용시설 등의 실내 공기질 관리법’이 통과됨에 따라 국내시장도 빠른 속도로 광촉매 시장이 형성될 것으로 예상된다.

○ 이 특허는 이산화티타늄 입자가 관류 반응기에서 부유하여 UV광에 노출되면 모든 입자가 활성화되기 때문에 입자 효율성이 높다. 이 이동성 입자를 이용한 정화장치는 액체뿐만 아니라 대기 또는 배기가스 중의 탄화수소 등 유기물 제거에도 우수하게 응용되리라고 생각된다.

저자: UVPS Environmetal Solutons Ltd.
자료유형: 특허정보