철 3가 이온을 포함하는 광촉매 기반 수처리 시스템 및 이를 이용한 수처리 방법
Photocatalyst based water treatment system containing ferric ion and water treating method using thereof
특허 요약
과산화일황산 (PMS)의 광촉매 활성화를 통한 유기오염물질의 분해에 대한 철 3가 이온 (Fe 3 + )의 효과를 조사했다. Fe 3 + 의 존재시 4-클로로페놀 (4-CP)의 분해는 가시광선 조사하 PMS/산화 텅스텐 (WO 3 ) 시스템에서 현저하게 향상되었다. Fe 3 + 에 의해 분해 효율이 향상된 것은 주로 WO 3 에서 Fe 3 + 로, Fe 2+ 에서 PMS로 계단식 전자 전달을 유도하는 전자전달 매개체로서의 Fe 3 + 의 역할에 기인한다. 설페이트 라디칼 (SO 4 ●- )의 생산 및 Fe 3 + /PMS/WO 3 시스템에서의 4-클로로페놀 분해에 대한 설페이트 라디칼의 중대한 기여는 각각 전자 상자성 공명 (EPR) 분광법과 라디칼 제거제 (메탄올, tert-부틸 알코올)를 추가한 분해 실험을 통해 검증되었다. 또한, PMS/WO 3 시스템에 Fe 3 + 를 추가함으로써 페놀, 2,4-다이메틸페놀, 비스페놀 A, 술파메톡사졸, 설파닐아마이드, 프로프라놀롤 등과 같은 다른 유기오염물질들의 분해 효율 역시 크게 높아졌다. Fe 3 + /PMS/WO 3 시스템의 분해 효율은 다중 분해 사이클에서 PMS만 정기적으로 추가하기만 하면 거의 유지되었다. 또한, 동일한 전이 금속이온 농도에서 Fe 3 + /PMS/WO ...(이하생략)
청구항
번호청구항
1

가시광선 조사하에서 수중 유기오염물질을 처리하기 위한 수처리 키트로서, 산소산 음이온 (oxyanion), WO3 및 철 3가 이온 (Fe3+)을 포함하는 수처리 키트.

2

청구항 1에 있어서,상기 산소산 음이온은 과산화일황산 (PMS, HSO5-), 과산화이황산 (PDS, S2O82-) 및 브롬산 (BrO3-) 중 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 수처리 키트.

3

청구항 1에 있어서,상기 철 3가 이온 (Fe3+)의 최종 농도는 12.5 ~ 200 μM인 것을 특징으로 하는 수처리 키트.

4

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11

a) 산소산 음이온 (oxyanion), WO3 및 철 3가 이온 (Fe3+)에 유기오염물질을 함유하는 피처리수를 가하여 혼합하는 단계; 및b) 상기 혼합 단계 후 가시광선을 조사하는 단계;를 포함하는 수처리 방법.

12

청구항 11에 있어서,상기 산소산 음이온은 과산화일황산 (PMS, HSO5-), 과산화이황산 (PDS, S2O82-) 및 브롬산 (BrO3-) 중 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 수처리 방법.

13

청구항 11에 있어서,상기 철 3가 이온 (Fe3+)의 농도는 12.5 ~ 200 μM인 것을 특징으로 하는 수처리 방법.

14

청구항 11에 있어서,상기 a) 단계는 pH 3 ~ 5로 수행하는 것을 특징으로 하는 수처리 방법.

15

청구항 11에 있어서,상기 WO3는 현탁액으로 가하는 것을 특징으로 하는 수처리 방법.

16

청구항 11에 있어서,상기 a) 및 b) 단계를 반복하여 수행하되, b) 단계 이후 유기오염물질이 제거된 물에 a) 단계에서 산소산 음이온 (oxyanion), WO3 및 철 3가 이온 (Fe3+)의 추가 없이 유기오염물질을 함유하는 피처리수를 가하여 혼합하는 것을 특징으로 하는 수처리 방법.

17

청구항 11에 있어서,상기 a) 및 b) 및 단계를 반복하여 수행하되, b) 단계 이후 유기오염물질이 제거된 물에 a) 단계에서 산소산 음이온 (oxyanion)을 추가하고 유기오염물질을 함유하는 피처리수를 가하여 혼합하는 것을 특징으로 하는 수처리 방법.

18

청구항 11에 있어서,상기 수중 유기오염물질은 페놀 및 그 유도체 중 선택된 1종 이상의 물질인것을 특징으로 하는 수처리 방법.

19

청구항 11에 있어서,상기 수중 유기오염물질은 4-클로로페놀, 페놀, 2,4-디메틸페놀, 2-클로로페놀, 4-브로모페놀, 2-니트로페놀, 4-니트로페놀, 4-메틸페놀, 비스페놀 A, 설파메톡사졸, 설파닐아미드 및 프로프라놀롤 중 선택된 1종 이상의 물질인 것을 특징으로 하는 수처리 방법.

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