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지르코늄으로 개질한 벤토나이트를 이용한 As(V) 제거 최적 조건 연구
김무늬,김재규,이승목,윤이용 한국수처리학회 2018 한국수처리학회지 Vol.26 No.1
In this study, the optimum conditions of As(V) removal using zirconium modified bentonite. Batch experiments were carried out with the adsorbent(Zr-Bn). The SEM analysis result showed that the surface of the finished structure was coarse and uneven. Through the EDX analysis, it was confirmed that the toxin was synthesized in the bentonite. As a result, the removal rate of As(V) was similar to pH 2 ~ 5. However, the removal rate was slightly decreased at pH> 6. As the amount of adsorbent increased, the adsorption amount of As(V) also increased and optimum adsorption time is 10 hours. The removal efficiency of As(V) decreased with increasing concentration. As a result of the ionic strength test, the increase of ionic strength did not affect the removal of As(V) by Zr-Bn. These results suggest that zirconium modified bentonite(Zr-Bn) can be used as an adsorbent to wastewater contaminated with toxic heavy metal ions As(V).
As(V) 측정을 위한 HDTMA-Sericite 센서 연구
김무늬,윤이용,이승목 한국공업화학회 2016 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2016 No.0
중금속 이온은 다른 화학종과는 달리 생체 내에 지속적으로 축적되며, 단백질 분자와 강하게 결합하는 성질을 가지고 있어 생물체 내에 많은 질병을 유발한다. 자연적 및 인간의 인위적인 공업 활동에 의해서 자연환경에 노출되는 As(III), As(V)가 음용수 공급원으로 널리 이용되는 지표수 및 지하수를 오염시킬 경우 치명적인 독성으로 인하여 인체에 대한 만성 및 급성 독성을 유발시킬 수 있다. 광물 상태의 견운모는 낮은 양이온 교환능력 때문에 환경 분야에서의 활용은 제한적이다. 그러한 이유로 광물 상태의 견운모를 유기물 분자와 접목(inoculation)하는 기술로 점토의 비표면적을 증가시키고 또한 삽입된 유기물 작용기가 수중의 오염물질을 선택적으로 흡착하도록 개량하게 되면 매우 낮은 농도의 오염물질은 검출하기 위한 센서의 소자로서의 활용성이 크게 증가하게 된다. 지표수에 포함된 비소는 대부분 As(V)로 존재하게 된다. 그러나 As(V)는 센서를 이용하여 측정하기 어렵다는 연구결과가 있어 As(V)를 As(III)로 환원시켜 측정에 이용하였다.
김무늬,김동준,이승목 한국공업화학회 2015 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2015 No.1
환경 분야, 방사능 폐기물 관리 연구, 재료분야 등 다양한 분야에서 점토 광물의 활용성은 매우 잘 알려져 있다. 견운모는 알칼리 플럭스 및 화장품 분야에 널리 적용되어 왔을 뿐 아니라 최근 독성 중금속 이온의 제거에 대한 적용성 또한 연구 중이다. 하지만 견운모의 비교적 낮은 양이온 교환능 때문에 환경 분야에서의 활용은 제한적이다. 점토의 비표면적을 증가시킬 뿐만 아니라 삽입된 유기물 작용기는 오염물질의 흡착에 적절하고 선택적이다. 또한 매우 낮은 농도의 오염물질을 검출하기 위한 센서의 제작에도 매우 유용하다. 자연적 및 인간의 인위적인 공업 활동에 의해서 자연환경에 노출되는 As(III)가 음용수 공급원으로 널리 이용되는 지표수 및 지하수를 오염시킬 경우 치명적인 독성으로 인하여 인체에 대한 만성 및 급성 독성을 유발시킬 수 있다. 본 연구에서는 organo-sericite를 사용하여 비소 오염물질에 더욱 효율적이고 선택적이며 향상된 효율이 나타났으며, 또한 수중 시스템에서 비소 오염물질의 계측을 위한 전극 센서 개발 연구를 하였다. 비소 측정을 위해 cyclic voltammetry(CV) 분석기기를 이용하였으며 reference electrode는 Ag/AgCl electrode, counter electrode는 Pt electrode, working electrode는 carbon powder, organo-sericite, nujol oil로 paste를 제조하여 PEEK tube에 채운 후 titanium wire를 꽂아 사용하였다. 폐수의 간섭물질에 따른 비소의 CV 측정 영향을 알아보기 위하여 실험을 진행하였다. As(III) 농도를 0~50ppb, KCl 0.01 M, pH 2.5로 고정하였으며, 간섭물질로는 FeCl<sub>3</sub>와 K<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>를 사용하였다. 실험 결과 Fe와 S의 영향을 받아 cathodic current 값이 감소하는 경향을 나타냈으나 비소의 특성피크 측정에는 문제가 없는 것으로 나타났다. 따라서 organo-sericite를 이용한 working electrode는 간섭물질에 따른 비소의 측정에도 적합하다고 판단된다.
김무늬,윤이용,이승목 한국공업화학회 2015 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2015 No.1
자연적 및 인간의 인위적인 공업 활동에 의해서 자연환경에 노출되는 As(III)가 음용수 공급원으로 널리 이용되는 지표수 및 지하수를 오염시킬 경우 치명적인 독성으로 인하여 인체에 대한 만성 및 급성 독성을 유발시킬 수 있다. 본 연구에서는 organo-sericite를 사용하여 비소 오염물질에 더욱 효율적이고 선택적이며 향상 된 효율이 나타났으며, 또한 수중 시스템에서 비소 오염물질의 계측을 위한 전극 센서 개발 연구를 하였다. 비소 측정을 위해 cyclic voltammetry(CV) 분석기기를 이용하였으며 reference electrode는 Ag/AgCl electrode, counter electrode 는 Pt electrode, working electrode는 carbon powder, organo-sericite, nujol oil로 paste를 제조하여 PEEK tube에 채운 후 titanium wire를 꽂아 사용하였다. Carbon powder와 organo-sericite를 비율별로 6:1, 5:1, 4:1, 3:1한 paste와 carbon paste, organo-serite paste를 제조하여 비소 농도에 대한 CV분석을 하였으며, 비소 농도를 0~50 ppb, KCl 0.01 M, pH 2.5로 고정하여 실험을 진행하였다. 실험결과 비소의 농도가 증가할수록 cathodic current 값이 증가하였으며, organo serite의 비율이 증가할수록 cathodic current 값이 증가하는 것으로 나타났다. Carbon paste는 특성피크가 나타나지 않았다. Organo-sericite paste는 측정값이 고르지 않게 나타나 특성피크를 분석할 수 없었다. 본 연구로 organo-sericite를 이용한 working electrode가 낮은 농도의 비소 측정에도 적합하다고 판단된다.
Organo-Sericite Working Elecreode를 이용한 비소 측정 센서 개발 연구
김무늬,이승목 한국공업화학회 2014 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2014 No.1
자연적 및 인간의 인위적인 공업 활동에 의해서 자연환경에 노출되는 As(III)가 음용수 공급원으로 널리 이용되는 지표수 및 지하수를 오염시킬 경우 치명적인 독성으로 인하여 인체에 대한 만성 및 급성 독성을 유발시킬 수 있다. 본 연구에서는 organo-sericite를 사용하여 비소 오염물질에 더욱 효율적이고 선택적이며 향상된 효율이 나타났으며, 또한 수중 시스템에서 비소 오염물질의 계측을 위한 전극센서 개발 연구를 하였다. 비소 측정, 검출을 위해 cyclic voltammetry 분석기기를 이용하였으며 실험은 scan rate, working electrode 침지 시간, background 농도, 비소 농도별 실험을 진행하였다. Scan rate 실험결과 scan rate가 높아질수록 Current 값은 크게 측정되나 peak curve가 완만해지는 경향을 보여 200 mV/s로 정하였다. 침지 시간은 60초가 가장 적합하게 나타났으며, background 농도는 높을수록 current 값이 높게 측정되나 peak point가 분산되어 정성 분석이 어려울 것으로 판단되어 0.01 M로 고정하여 실험하였다. 고정된 실험 조건으로 As(III) 농도별 실험을 하였으며 비소의 농도가 높아짐에 따라 측정값도 점차 증가하였다. 본 연구로 organo-sericite를 이용한 working electrode가 비소 측정에도 적합하다고 판단된다.