[논문]흡착/촉매기능성 광물을 이용한 실내공기 VOC 제거연구

이길용; 윤윤열; 조수영; 김용제; 한승엽; 구경노; 김중구

[국내논문] 흡착/촉매기능성 광물을 이용한 실내공기 VOC 제거연구
VOC Elimination using Functional Minerals as Catalyst/Absorbent 원문보기

이길용 (한국지질자원연구원 지하수지열연구부) , 윤윤열 (한국지질자원연구원 지하수지열연구부) , 조수영 (한국지질자원연구원 지하수지열연구부) , 김용제 (한국지질자원연구원 지하수지열연구부) , 한승엽 (KNJ 엔지니어링(주)) , 구경노 (KNJ 엔지니어링(주)) , 김중구 (KNJ 엔지니어링(주))

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문제 정의

본 연구에서는 촉매 기능성 단일광물 및 혼합광물을 광 촉매산화방법에서 필수 장치인 광원의 대체물질 로서 혹은 공기 중 VOC의 흡착제거 물질로서 사용 가능한가에 대한 타당성 조사를 목적으로 수행하였다. VOC 분해/흡착 제거 특성은 몇 가지 원료물질을 대상으로 촉매 성능시험 방법을 근거로 수행하였으며, VOC의 분해/흡착 특성은 GC/MS 및 CO, 측정기를 사용하였다.

제안 방법

본 연구에서는 촉매 기능성 단일광물 및 혼합광물을 광 촉매산화방법에서 필수 장치인 광원의 대체물질 로서 혹은 공기 중 VOC의 흡착제거 물질로서 사용 가능한가에 대한 타당성 조사를 목적으로 수행하였다. VOC 분해/흡착 제거 특성은 몇 가지 원료물질을 대상으로 촉매 성능시험 방법을 근거로 수행하였으며, VOC의 분해/흡착 특성은 GC/MS 및 CO, 측정기를 사용하였다.
이들은 모두 상당량의 음이온, 원적외선을 방출하는 것으로 알려진 물질들이다. 이들 각각의 물질들의 물 리화학적 특성을 측정하고, 음이온 생성능력을 ION TESTER를 이용하여 측정하였다. 각각의 원료물질 혹은 그 혼합물을 대상으로 VOC 저감 능력을 시험하였으며, 대표적인 공기 중 VOC 제거시험 법인 테프 론 가스 백 방법을 이용하였다.
각각의 원료물질 혹은 그 혼합물을 대상으로 VOC 저감 능력을 시험하였으며, 대표적인 공기 중 VOC 제거시험 법인 테프 론 가스 백 방법을 이용하였다. 표준 VOC 가스는 990 ppm 벤젠을 사용하였으며, 가스 희석기를 이용하여 일반 공기를 희석가스로 하였으며 초기 농도와 일정 기간 반응 후의 농도비로부터 VOC 제거능력을 상대적으로 평가하였다.
그림 2는 시험에 사용한 9종의 원료물질의 공기 중 VOC 분해능을 가스 백 방법을 시험하여 얻은 결과이다. 흡착 및 자연분해에 의한 영향을 조사하기 위하여 가스 백에 시험물질을 넣지 않고 조사하였다.

대상 데이터

광촉매 대체 물질로 이용되어질 가능성이 있는 것으로 조사된 원료 물질을 대상으로 실험하였다. 이들은 모두 상당량의 음이온, 원적외선을 방출하는 것으로 알려진 물질들이다.

이론/모형

이들 각각의 물질들의 물 리화학적 특성을 측정하고, 음이온 생성능력을 ION TESTER를 이용하여 측정하였다. 각각의 원료물질 혹은 그 혼합물을 대상으로 VOC 저감 능력을 시험하였으며, 대표적인 공기 중 VOC 제거시험 법인 테프 론 가스 백 방법을 이용하였다. 표준 VOC 가스는 990 ppm 벤젠을 사용하였으며, 가스 희석기를 이용하여 일반 공기를 희석가스로 하였으며 초기 농도와 일정 기간 반응 후의 농도비로부터 VOC 제거능력을 상대적으로 평가하였다.

성능/효과

9종의 원료물질들의 벤젠 제거효율이 거의 비슷하게 나타났고, 시험에 적용한 대상물 모두가 벤젠의 제거에 효과가 있는 것으로 보이나, control 시험 결과와 비교하여 본 결과 가스 백 시험 과정, 측정 장비의 불안정에 기인한 것으로 판단된다. 추후, 이의 정확한 시험을 보완, 계획하고 있다.
표 1의 조성과 그 외의 미량성분의 특성과 음이온의 세기와의 상관성을 그림 1에서 볼 수 있다. 각 원료물질의 음이온생성능력은 effective activity와 매우 밀접한 상관관계를 가짐을 알 수 있다.

후속연구

9종의 원료물질들의 벤젠 제거효율이 거의 비슷하게 나타났고, 시험에 적용한 대상물 모두가 벤젠의 제거에 효과가 있는 것으로 보이나, control 시험 결과와 비교하여 본 결과 가스 백 시험 과정, 측정 장비의 불안정에 기인한 것으로 판단된다. 추후, 이의 정확한 시험을 보완, 계획하고 있다.

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