산업화 이후, 급속도로 성장하는 경제와 맞물려 발생하는 각 종 시설과 차량, 폐기물들로 인하여 지구는 지금 회생하기 힘들 정도로 오염되었다. 그리하여 각 종 환경오염으로 인한 많은 문제점들이 속출되고 있으며, 이에 심각성을 인식한 사람들은 친환경주의를 내세우며 더 이상의 지구 오염을 막기 위한 노력들을 다방면으로 펼치고 있다. 이 중 특히 심각한 것은 산업화로 인한 사회발전에 힘입어 급격히 증가한 자동차와 많은 시설들로부터 배출되는 오염물질에 의한 공기의 오염이다. 고속도로에서는 흐린 날씨면 시야가 운무에 가려 차량통행에 지장을 줄 정도이며, 에너지 절감을 위해 더욱 높여진 건물의 기밀성과 단열성으로 인하여 오염된 실내 공기는 빌딩병증후군이라는 새로운 문제까지 발생할 정도에 이르렀다. 이러한 ...
산업화 이후, 급속도로 성장하는 경제와 맞물려 발생하는 각 종 시설과 차량, 폐기물들로 인하여 지구는 지금 회생하기 힘들 정도로 오염되었다. 그리하여 각 종 환경오염으로 인한 많은 문제점들이 속출되고 있으며, 이에 심각성을 인식한 사람들은 친환경주의를 내세우며 더 이상의 지구 오염을 막기 위한 노력들을 다방면으로 펼치고 있다. 이 중 특히 심각한 것은 산업화로 인한 사회발전에 힘입어 급격히 증가한 자동차와 많은 시설들로부터 배출되는 오염물질에 의한 공기의 오염이다. 고속도로에서는 흐린 날씨면 시야가 운무에 가려 차량통행에 지장을 줄 정도이며, 에너지 절감을 위해 더욱 높여진 건물의 기밀성과 단열성으로 인하여 오염된 실내 공기는 빌딩병증후군이라는 새로운 문제까지 발생할 정도에 이르렀다. 이러한 공기오염의 심각성과 맞물려 건축물의 표면에 용액을 코팅함으로써 유기물이 분해되고 먼지나 기름 등 각종 오염물이 용이하게 제거되는 광촉매의 자정효과(Self-Cleaning)가 각광을 받고 있다. 광촉매의 정화효과는 태양에너지와 반응하여 대기나 실내의 오염물질을 산화하여 제거하는 광화학 반응원리를 이용한 것으로, 다른 재료들과 달리 광촉매는 별도의 에너지를 필요로 하지 않고 유해한 유기화학물질들을 완전분해하며 인체에 전혀 해를 주지 않는 안전?무독물질로, 폐기하여도 2차 공해에 대한 염려가 없는 물질이다. 빛 예) CH_(3)CHO → CO_(2) + H_(2)O TiO_(2) 본 연구는, 궁극적으로 환경 친화적이며 자기정화성능을 지닌 새로운 도료의 개발을 목표로하여 가장 활성이 높다고 알려져 있는 아나타제형 이산화티타늄 광촉매(Anatase type TiO_(2) Photocatalyst)를 첨가한 도료의 정화성능 발현을 검토하기 위한 기초적인 성능평가실험이다. 이러한 목적 아래 실시한 광촉매 배합 도료의 성능평가 실험 결과, 다음과 같은 사실들을 알 수 있었다. 1. 유해가스(CO, NO, SO_(2), CH_(3)CHO)에 대한 제거실험 1) 광촉매를 도료에 0%, 2.5%, 5%의 비율로 첨가한 경우, 2.5%인 경우 0%와 가스제거 성능면에서 별다른 차이를 보이지 않았으나, 5%를 첨가한 경우에는 제거성능이 향상되었다. 2) 대기오염을 일으키는 위의 4종류 가스 중 광촉매 배합 도료에 의한 제거성능이 가장 탁월하게 발현된 것은 NO에 대한 것으로, 첨가량 2.5%인 경우 0%에 비해 향상된 제거율을 보였으며 5%를 첨가한 경우에는 단 2시간만에 90% 이상의 높은 제거율을 나타내었다. 3) 광촉매에 대한 연구가 최초로 시작된 일본에서 개발된 광촉매 제품에 비하여 국내에서 개발된 광촉매 제품의 가스제거성능이 대동소이하게 발현됨으로써 성능면에서 뒤지지 않음을 알 수 있었다. 2. 오염모델물질에 대한 분해실험 1) 도료에 대한 광촉매의 첨가 비율이 0%, 5%, 10%, 20%, 30%로 증가함에 따라 오염모델물질로 사용한 색소에 대한 도료의 분해성능 또한 비례적으로 발현되었으며, 이같은 현상은 매우 빠르게 진행되어 색소 도포 후 2일 이내에 확연한 차이를 나타내었다. 따라서 향후 오염물질에 대한 분해실험을 실시함에 있어 지표적 시약으로서 메틸렌블루 수용액이 적극적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 2) 광촉매의 성능발현으로 인한 기재에 따른 탈색 속도는 비소성> 소성> 시멘트 벽돌 순으로 약간의 차이가 보이기는 하나, 대체로 비슷한 경향을 지니므로 보편적으로 사용되는 기재 모두 광촉매 도료의 사용이 가능할 것으로 사료된다. 3. 담배냄새에 대한 탈취실험 1) 같은 배합 비율인 경우 액상형 광촉매에 비해 분말형 광촉매가 상대적으로 우수한 탈취효과가 나타났는데, 이는 광촉매의 순수 함량 차이에 기인한 것으로 판단된다. 2) 성상에 따른 광촉매의 특성으로, 분말형 광촉매를 사용한 경우 도료에 배합시 입자의 엉김 현상이 발생하였고 기재의 표면에 코팅할 때는 골고루 퍼지지 않는 경향이 강하였다. 이에 비하여 기재의 표면 색상이 그대로 유지되는 장점을 지닌 액상형 광촉매는 분말형 광촉매에서 나타나는 입자성에 따른 문제는 발생하지 않았으나 용매에 대한 함량이 낮아 성능 발현이 상대적으로 떨어지는 경향이 있으며, 용매로 사용하는 알코올로 인한 문제점 발생 등이 우려된다. 이상의 결과들로부터 광촉매를 적용한 도료에 의해 유해가스와 오염물질에 대한 정화성능이 발현됨을 확인할 수 있었다. 특히 NO에 대한 탁월한 제거성능은 질산가스가 대기오염을 일으키는 가장 주요한 물질로 인식되고 있는 현 시점에서 그 의미가 매우 크다고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서 확인된 가능성들을 바탕으로 하여 광촉매의 효율을 보다 획기적으로 높일 수 있는 방안 모색과 유기물 분해의 우려에 대한 검증 등 추후 심도 있는 연구가 계속 진행된다면, 유해물질에 대한 정화기능을 지닌 도료의 개발은 물론 이를 시점으로 하여 친환경적이며 생태건축에 부합되는 물질인 광촉매의 건축재료로의 활용이 적극적으로 이루어질 수 있을 것으로 기대된다.
산업화 이후, 급속도로 성장하는 경제와 맞물려 발생하는 각 종 시설과 차량, 폐기물들로 인하여 지구는 지금 회생하기 힘들 정도로 오염되었다. 그리하여 각 종 환경오염으로 인한 많은 문제점들이 속출되고 있으며, 이에 심각성을 인식한 사람들은 친환경주의를 내세우며 더 이상의 지구 오염을 막기 위한 노력들을 다방면으로 펼치고 있다. 이 중 특히 심각한 것은 산업화로 인한 사회발전에 힘입어 급격히 증가한 자동차와 많은 시설들로부터 배출되는 오염물질에 의한 공기의 오염이다. 고속도로에서는 흐린 날씨면 시야가 운무에 가려 차량통행에 지장을 줄 정도이며, 에너지 절감을 위해 더욱 높여진 건물의 기밀성과 단열성으로 인하여 오염된 실내 공기는 빌딩병증후군이라는 새로운 문제까지 발생할 정도에 이르렀다. 이러한 공기오염의 심각성과 맞물려 건축물의 표면에 용액을 코팅함으로써 유기물이 분해되고 먼지나 기름 등 각종 오염물이 용이하게 제거되는 광촉매의 자정효과(Self-Cleaning)가 각광을 받고 있다. 광촉매의 정화효과는 태양에너지와 반응하여 대기나 실내의 오염물질을 산화하여 제거하는 광화학 반응원리를 이용한 것으로, 다른 재료들과 달리 광촉매는 별도의 에너지를 필요로 하지 않고 유해한 유기화학물질들을 완전분해하며 인체에 전혀 해를 주지 않는 안전?무독물질로, 폐기하여도 2차 공해에 대한 염려가 없는 물질이다. 빛 예) CH_(3)CHO → CO_(2) + H_(2)O TiO_(2) 본 연구는, 궁극적으로 환경 친화적이며 자기정화성능을 지닌 새로운 도료의 개발을 목표로하여 가장 활성이 높다고 알려져 있는 아나타제형 이산화티타늄 광촉매(Anatase type TiO_(2) Photocatalyst)를 첨가한 도료의 정화성능 발현을 검토하기 위한 기초적인 성능평가실험이다. 이러한 목적 아래 실시한 광촉매 배합 도료의 성능평가 실험 결과, 다음과 같은 사실들을 알 수 있었다. 1. 유해가스(CO, NO, SO_(2), CH_(3)CHO)에 대한 제거실험 1) 광촉매를 도료에 0%, 2.5%, 5%의 비율로 첨가한 경우, 2.5%인 경우 0%와 가스제거 성능면에서 별다른 차이를 보이지 않았으나, 5%를 첨가한 경우에는 제거성능이 향상되었다. 2) 대기오염을 일으키는 위의 4종류 가스 중 광촉매 배합 도료에 의한 제거성능이 가장 탁월하게 발현된 것은 NO에 대한 것으로, 첨가량 2.5%인 경우 0%에 비해 향상된 제거율을 보였으며 5%를 첨가한 경우에는 단 2시간만에 90% 이상의 높은 제거율을 나타내었다. 3) 광촉매에 대한 연구가 최초로 시작된 일본에서 개발된 광촉매 제품에 비하여 국내에서 개발된 광촉매 제품의 가스제거성능이 대동소이하게 발현됨으로써 성능면에서 뒤지지 않음을 알 수 있었다. 2. 오염모델물질에 대한 분해실험 1) 도료에 대한 광촉매의 첨가 비율이 0%, 5%, 10%, 20%, 30%로 증가함에 따라 오염모델물질로 사용한 색소에 대한 도료의 분해성능 또한 비례적으로 발현되었으며, 이같은 현상은 매우 빠르게 진행되어 색소 도포 후 2일 이내에 확연한 차이를 나타내었다. 따라서 향후 오염물질에 대한 분해실험을 실시함에 있어 지표적 시약으로서 메틸렌블루 수용액이 적극적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 2) 광촉매의 성능발현으로 인한 기재에 따른 탈색 속도는 비소성> 소성> 시멘트 벽돌 순으로 약간의 차이가 보이기는 하나, 대체로 비슷한 경향을 지니므로 보편적으로 사용되는 기재 모두 광촉매 도료의 사용이 가능할 것으로 사료된다. 3. 담배냄새에 대한 탈취실험 1) 같은 배합 비율인 경우 액상형 광촉매에 비해 분말형 광촉매가 상대적으로 우수한 탈취효과가 나타났는데, 이는 광촉매의 순수 함량 차이에 기인한 것으로 판단된다. 2) 성상에 따른 광촉매의 특성으로, 분말형 광촉매를 사용한 경우 도료에 배합시 입자의 엉김 현상이 발생하였고 기재의 표면에 코팅할 때는 골고루 퍼지지 않는 경향이 강하였다. 이에 비하여 기재의 표면 색상이 그대로 유지되는 장점을 지닌 액상형 광촉매는 분말형 광촉매에서 나타나는 입자성에 따른 문제는 발생하지 않았으나 용매에 대한 함량이 낮아 성능 발현이 상대적으로 떨어지는 경향이 있으며, 용매로 사용하는 알코올로 인한 문제점 발생 등이 우려된다. 이상의 결과들로부터 광촉매를 적용한 도료에 의해 유해가스와 오염물질에 대한 정화성능이 발현됨을 확인할 수 있었다. 특히 NO에 대한 탁월한 제거성능은 질산가스가 대기오염을 일으키는 가장 주요한 물질로 인식되고 있는 현 시점에서 그 의미가 매우 크다고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서 확인된 가능성들을 바탕으로 하여 광촉매의 효율을 보다 획기적으로 높일 수 있는 방안 모색과 유기물 분해의 우려에 대한 검증 등 추후 심도 있는 연구가 계속 진행된다면, 유해물질에 대한 정화기능을 지닌 도료의 개발은 물론 이를 시점으로 하여 친환경적이며 생태건축에 부합되는 물질인 광촉매의 건축재료로의 활용이 적극적으로 이루어질 수 있을 것으로 기대된다.
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