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전면, 후면, 테두리 에지부 및 상기 전면과 후면 사이의 영역을 갖는 광촉매 분리막에서, 상기 전면과 후면 사이의 영역은 광촉매로서 기능하면서 나노 크기의 다공을 갖는 금속산화막을 포함하며, 상기 나노 크기의 다공은 상기 광촉매 분리막의 전면부터 후면까지 관통되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 나노 다공성 광촉매 분리막
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제1항에 있어서, 상기 광촉매 분리막은 상기 금속산화막 하부에 형성되고 상기 금속산화막이 산화되는데 필요한 성분으로 이루어진 금속막을 더 포함하며, 상기 금속막은 상기 나노 크기의 다공을 통해 관통되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 나노 다공성 광촉매 분리막
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제1항에 있어서, 상기 광촉매 분리막은,상기 나노 크기의 다공보다는 크기가 큰 마이크로(micro) 크기의 복수의 홀이 선택적으로 형성되어 있는 실리콘 기판;상기 실리콘 기판 상에 형성된 버퍼층; 및상기 버퍼층 상에 형성되고 상기 금속산화막이 산화되는데 필요한 성분으로 이루어진 금속막을 더 포함하며, 상기 금속산화막은 상기 금속막 상에 형성되어 있고, 상기 금속막 및 상기 버퍼층은 상기 나노 크기의 다공을 통해 관통되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 나노 다공성 광촉매 분리막
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제1항에 있어서, 상기 광촉매 분리막은, 상기 금속산화막 하부에 형성되고 상기 금속산화막이 산화되는데 필요한 성분으로 이루어진 금속막; 상기 금속막 하부에 형성된 알루미늄막; 및상기 알루미늄막 하부에 형성된 나노 크기의 다공을 갖는 알루미늄 산화막을 더 포함하며, 상기 금속막 및 상기 알루미늄막은 상기 나노 크기의 다공을 통해 관통되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 나노 다공성 광촉매 분리막
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제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 금속산화막은 아나타제상으로 이루어진 티타늄산화막(TiO2)이며, 상기 다공의 크기는 100㎚ 보다 작은 것을 특징으로 하는 나노 다공성 광촉매 분리막
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전해액이 담긴 전기화학 전해조를 마련하는 단계;양전압이 인가되고 나노 다공성 금속산화막이 형성되는 양극과, 음전압이 인가되어 금속 양이온에 전자를 공급하기 위한 음극을 서로 이격 배치하는 단계;상기 양극과 상기 음극에 전압을 공급하기 위한 전력 공급수단을 배치하고 상기 양극과 상기 음극에 전압을 인가하는 단계; 아노다이징 공정을 이용하여 상기 전해액과 인가되는 상기 전압을 조절하면서 상기 양극에 구비된 금속막에 나노 크기의 다공을 갖는 나노 다공성 금속산화막을 형성하는 단계; 및상기 나노 크기의 다공을 통해 관통되도록 하부에 상기 금속막과 접하면서 상기 나노 크기의 다공을 통해 노출된 상기 금속산화막을 선택적으로 제거하고 잔류하는 상기 금속막을 선택적으로 제거하여 광촉매 분리막을 형성하는 단계를 포함하는 청구항 1의 나노 다공성 광촉매 분리막 제조방법
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제6항에 있어서, 상기 나노 다공성 금속산화막을 형성하는 단계는, 상기 전해액 속의 물분자(H2O)를 전기분해에 의하여 수소 이온(H+)과 하이드록실기 이온(OH-)으로 전해시키는 단계;전해된 상기 수소 이온(H＋)이 상기 음극쪽으로 이동하여 전자와 결합하여 수소 가스(H2)로 방출되고, 상기 하이드록실기 이온(OH-)이 상기 양극쪽으로 이동하여 산소 이온(O2－)과 수소 이온(H＋)으로 분리되는 단계;분리되어진 상기 산소 이온(O2－)이 금속 양이온과 반응하여 금속산화막을 형성하는 단계; 및분리되어진 상기 수소 이온(H＋)이 상기 금속산화막과 반응하여 금속과 산소의 결합을 부분적으로 끊고 수산화물을 형성하며, 상기 금속산화막과 상기 전해액 사이의 표면에서 산화물 에칭을 발생시켜 나노 크기의 다공을 형성하는 단계를 포함하는 청구항 1의 나노 다공성 광촉매 분리막 제조방법
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제6항에 있어서, 상기 금속막은 실리콘 기판의 전면 상에 증착된 금속막이고, 상기 나노 다공성 금속산화막을 형성하는 단계 후에, 실리콘 벌크 마이크로머시닝 공정을 이용하여 상기 실리콘 기판의 후면에 상기 나노 크기의 다공보다는 크기가 큰 마이크로(micro) 크기의 홀을 선택적으로 형성하는 단계를 더 포함하는 청구항 1의 나노 다공성 광촉매 분리막 제조방법
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제6항에 있어서, 상기 금속막은 알루미늄 기판의 전면 상에 증착된 금속막이며, 상기 금속막에 상기 나노 다공성 금속산화막을 형성하면서 상기 알루미늄 기판의 후면에 나노 크기의 다공을 갖는 알루미늄산화막을 형성하고, 상기 금속막을 식각하면서 다공을 통해 관통되도록 상기 알루미늄산화막 하부에 잔류하는 알루미늄 기판을 선택적으로 식각하는 단계를 더 포함하는 청구항 1의 나노 다공성 광촉매 분리막 제조방법
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제6항에 있어서, 잔류하는 상기 금속막의 전면과 후면이 상기 다공을 통해 관통되도록 잔류하는 상기 금속막에 대하여 습식 식각법, 건식 식각법, 샌드 블래스트(sand blast)법, 블로잉(blowing)법 또는 이온 밀링(ion milling)법을 사용하여 선택적으로 제거하는 것을 특징으로 하는 청구항 1의 나노 다공성 광촉매 분리막 제조방법
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제6항 내지 제10항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 금속막은 티타늄(Ti)막이고, 상기 금속산화막은 아나타제상으로 이루어진 티타늄산화막(TiO2)이며, 상기 다공의 크기는 100㎚ 보다 작은 것을 특징으로 하는 청구항 1의 나노 다공성 광촉매 분리막 제조방법
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제6항에 있어서, 상기 전해액은 산성용액인 불산(HF), 황산(H2SO4), 인산(H3PO4), 옥살산(oxalic acid) 용액 또는 이들의 혼합액으로 이루어진 것을 특징으로 하는 청구항 1의 나노 다공성 광촉매 분리막 제조방법
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폐수, 오수 또는 음용수를 정화시키기 위한 수처리 정화 시스템에 있어서, 유입된 원수를 정화시켜 배출시키는 반응조; 상기 반응조에 원수를 유입시키는 수처리 유입구; 상기 반응조에 유입된 원수가 처리 정화되어 배출되는 수처리 배출구;광촉매 반응을 위한 나노 크기의 다공을 갖는 금속산화막을 함유하고, 상기 나노 크기의 다공을 통해 물리적 및 화학적인 유체 정화를 수행하는 복수의 나노 다공성 광촉매 분리막 필터; 및광촉매의 활성을 증가시키기 위하여 상기 광촉매 분리막 필터에 자외선을 조사하기 위한 자외선 램프를 포함하는 청구항 1의 나노 다공성 광촉매 분리막을 이용한 수처리 정화 시스템
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제13항에 있어서, 상기 광촉매 분리막 필터는, 나노 크기의 다공을 갖는 상기 금속산화막; 및상기 금속산화막 하부에 구비되고 상기 다공을 통해 관통되어 있는 금속막을 포함하는 광촉매 분리막을 구비하며, 상기 광촉매 분리막이 적어도 1개가 배열 또는 서로 접합되어 부직포 또는 금속망으로 둘러싸여진 광촉매 분리막 필터인 것을 특징으로 하는 청구항 1의 나노 다공성 광촉매 분리막을 이용한 수처리 정화 시스템
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제14항에 있어서, 상기 광촉매 분리막은 상기 금속막 하부에 상기 나노 크기의 다공보다는 큰 마이크로(micro) 크기의 홀을 통해 관통되어 있는 실리콘 기판을 더 포함하는 청구항 1의 나노 다공성 광촉매 분리막을 이용한 수처리 정화 시스템
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제14항에 있어서, 상기 광촉매 분리막은, 상기 금속막 하부에 구비되고 나노 크기의 다공을 통해 관통되어 있는 알루미늄막; 및상기 알루미늄막 하부에 형성된 나노 크기의 다공을 갖는 알루미늄산화막을 더 포함하는 청구항 1의 나노 다공성 광촉매 분리막을 이용한 수처리 정화 시스템
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제13항 내지 제16항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 나노 다공성 금속산화막은 나노 크기의 다공을 갖고 아나타제상으로 이루어진 티타늄산화막(TiO2)이고, 상기 다공의 직경은 100㎚ 보다 작은 것을 특징으로 하는 청구항 1의 나노 다공성 광촉매 분리막을 이용한 수처리 정화 시스템
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제13항에 있어서, 상기 반응조는, 상부에 태양광이 투과될 수 있도록 투명 덮개; 및하부에 슬러지를 배출하기 위한 경사진 슬로프를 갖는 슬러지 배출구를 더 구비하는 청구항 1의 나노 다공성 광촉매 분리막을 이용한 수처리 정화 시스템
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공기 중의 먼지 또는 유해 기체를 포집 제거하거나 악취의 흡착을 위한 대기 정화 시스템에 있어서, 공기 중에 함유된 먼지 중에 큰 입자를 1차적으로 포집하는 프리 필터;활성탄소섬유의 매우 작은 세공을 통해 악취 물질을 흡착하여 탈취시키기 위한 활성탄소섬유 필터; 및광촉매 반응을 위한 나노 크기의 다공을 갖는 금속산화막을 함유하고, 상기 나노 크기의 다공을 통해 물리적 및 화학적인 공기 정화를 수행하는 나노 다공성 광촉매 분리막 필터를 포함하는 청구항 1의 나노 다공성 광촉매 분리막을 이용한 대기 정화 시스템
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제19항에 있어서, 상기 광촉매 분리막 필터는, 나노 크기의 다공을 갖는 상기 금속산화막; 및상기 금속산화막 하부에 구비되고 상기 다공을 통해 관통되어 있는 금속막을 포함하는 광촉매 분리막을 구비하며, 상기 광촉매 분리막이 적어도 1개가 배열 또는 서로 접합되어 부직포 또는 금속망으로 둘러싸여진 광촉매 분리막 필터인 것을 특징으로 하는 청구항 1의 나노 다공성 광촉매 분리막을 이용한 대기 정화 시스템
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제20항에 있어서, 상기 광촉매 분리막은 상기 금속막 하부에 상기 나노 크기의 다공보다는 큰 마이크로(micro) 크기의 홀을 통해 관통되어 있는 실리콘 기판을 더 포함하는 청구항 1의 나노 다공성 광촉매 분리막을 이용한 대기 정화 시스템
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제20항에 있어서, 상기 광촉매 분리막은, 상기 금속막 하부에 구비되고 나노 크기의 다공을 통해 관통되어 있는 알루미늄막; 및상기 알루미늄막 하부에 형성된 나노 크기의 다공을 갖는 알루미늄산화막을 더 포함하는 청구항 1의 나노 다공성 광촉매 분리막을 이용한 대기 정화 시스템
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제19항 내지 제22항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 나노 다공성 금속산화막은 나노 크기의 다공을 갖고 아나타제상으로 이루어진 티타늄산화막(TiO2)이고, 상기 다공의 직경은 100㎚ 보다 작은 것을 특징으로 하는 청구항 1의 나노 다공성 광촉매 분리막을 이용한 대기 정화 시스템
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제19항에 있어서, 상기 프리 필터는 폴리에스테르 기지의 섬유부직포층으로 이루어진 필터인 것을 특징으로 하는 청구항 1의 나노 다공성 광촉매 분리막을 이용한 대기 정화 시스템
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제19항에 있어서, 상기 활성탄소섬유 필터는, 활성탄소섬유가 부직포로 둘러싸여 있는 필터, 활성탄 입자 또는 활성탄소섬유와 열가소성 또는 열경화성 섬유가 페이스트 상의 바인더에 함침되고 건조시켜 서로 접합된 필터, 또는 활성탄 입자를 발포성 우레탄 용액과 섞어 발포시킨 필터인 것을 특징으로 하는 청구항 1의 나노 다공성 광촉매 분리막을 이용한 대기 정화 시스템
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