그래핀 옥사이드에 의한 니켈의 흡착 = Nickel Adsorption to Graphene Oxide

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 그래핀 옥사이드를 이용하여 수중의 니켈에 대한 흡착능을 살펴보았다. 그래핀은 탄소 원자가 겹겹이 쌓인 흑연의 한 층을 분리해 낸 2차원의 물질로서, 촉매, 연료 전지, 흡착제 등에 이용 가능한 차세대 신물질로 주목받고 있다. 그래핀 옥사이드는 그래핀의 표면을 산화시켜 기능성을 부여한 것으로, 이를 통해 중금속 등의 수계 내오염 물질에 대한 제거능을 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다. 따라서 본 연구에서는 그래핀 옥사이드가 고르게 분산되어 있는 분산액과 니켈 수용액을 혼합해 배치 실험을 수행하여 그래핀 옥사이드의 니켈 흡착능을 살펴보았으며, 평형 흡착 모델을 이용하여 흡착 특성을 분석하였다. 실험 결과, 니켈의 초기 농도가 25 mg/L일 때, 그래핀 옥사이드의 dosage가 0.5 g/L, 1 g/L, 1.5 g/L로 증가함에 따라 제거율 또한 25.63%, 36.86%, 45.53%로 상승하는 것을 확인하였다. 한편 니켈의 농도 범위가 25 - 150 mg/L일 때 초기 농도 변화에 따른 흡착 특성을 살펴본 결과 Langmuir isotherm model과 잘 일치하는 것으로 나타났으며, 이에 따라 그래핀 옥사이드의 dosage가 0.5 g/L, 1 g/L, 1.5 g/L일 때 최대 니켈 흡착량(q_m)은 각각 16.01 mg/g, 14.23 mg/g, 12.29 mg/g으로 계산되었다.