실내 공기오염 방지를 위하여 견운모와 규조토를 건축내장재로 사용하기 위한 물리 화학적 특성을 조사 하였다. 특히 규조토의 경우 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope: SEM)으로 표면에 분포하는 규조화석의 존재를 확인하였으며, 질소흡탈착법(Brunauer-Emmett-Teller (BET) method)을 통해 5 nm 이하의 기공이 고르게 분포하고 비교적 넓은 비표면적을 가지는 것을 알 수 있었다. 이러한 규조토와 비교하여 견운모는 기공특성이 보이지 않았으며 비표면적 역시 상대적으로 작은 것으로 나타났다. 따라서, 다공질 구조와 넓은 비표면적으로 인해 규조토가 견운모보다 상대적으로 높은 흡착특성을 가지고 있음을 예상 하였으며, 이를 실험적으로 확인 하였다. 하지만 $950^{\circ}C$이상으로 열처리한 결과 규조토는 다공질 규조화석의 연소 및 무기성분의 고온소결로 인해 더 이상 기공 구조를 보이지 않고 비표면적이 감소하였으며, 그 결과 흡착성능 또한 감소하는 경향을 보였다. 결론적으로, 열처리 하지 않은 규조토의 경우 규조화석의 존재로 인해 다공질 구조를 가지며, 넓은 비표면적에 의해 보다 높은 암모니아 흡착특성을 보여 실제로 이와 같은 유해 화합물을 효과적으로 제거할 수 있는 능력이 있음을 보였다.
실내 공기오염 방지를 위하여 견운모와 규조토를 건축내장재로 사용하기 위한 물리 화학적 특성을 조사 하였다. 특히 규조토의 경우 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope: SEM)으로 표면에 분포하는 규조화석의 존재를 확인하였으며, 질소흡탈착법(Brunauer-Emmett-Teller (BET) method)을 통해 5 nm 이하의 기공이 고르게 분포하고 비교적 넓은 비표면적을 가지는 것을 알 수 있었다. 이러한 규조토와 비교하여 견운모는 기공특성이 보이지 않았으며 비표면적 역시 상대적으로 작은 것으로 나타났다. 따라서, 다공질 구조와 넓은 비표면적으로 인해 규조토가 견운모보다 상대적으로 높은 흡착특성을 가지고 있음을 예상 하였으며, 이를 실험적으로 확인 하였다. 하지만 $950^{\circ}C$이상으로 열처리한 결과 규조토는 다공질 규조화석의 연소 및 무기성분의 고온소결로 인해 더 이상 기공 구조를 보이지 않고 비표면적이 감소하였으며, 그 결과 흡착성능 또한 감소하는 경향을 보였다. 결론적으로, 열처리 하지 않은 규조토의 경우 규조화석의 존재로 인해 다공질 구조를 가지며, 넓은 비표면적에 의해 보다 높은 암모니아 흡착특성을 보여 실제로 이와 같은 유해 화합물을 효과적으로 제거할 수 있는 능력이 있음을 보였다.
The feasibility of the use of porous fossil diatoms for indoor air pollution control was investigated via the characterization of physical and chemical properties. The fossil diatoms were observed by SEM(Scanning Electron Microscope). Diatomite had well-distributed pores below 5 nm and relatively la...
The feasibility of the use of porous fossil diatoms for indoor air pollution control was investigated via the characterization of physical and chemical properties. The fossil diatoms were observed by SEM(Scanning Electron Microscope). Diatomite had well-distributed pores below 5 nm and relatively large surface area compare to sericite. However, no porosity in sericite was found. Results showed that diatomite had better performance than sericite in respect to porosity and large surface area. But diatomite which is thermally treated at $950^{\circ}C$ has no porosity and low surface area because of combustion of fossil diatoms or calcination of inorganic oxide at high temperature, and has poor adsorption capability of ammonia gas. In conclusion, porous diatomite has relatively high performance to adsorb noxious chemical compounds, such as ammonia gas and VOCs.
The feasibility of the use of porous fossil diatoms for indoor air pollution control was investigated via the characterization of physical and chemical properties. The fossil diatoms were observed by SEM(Scanning Electron Microscope). Diatomite had well-distributed pores below 5 nm and relatively large surface area compare to sericite. However, no porosity in sericite was found. Results showed that diatomite had better performance than sericite in respect to porosity and large surface area. But diatomite which is thermally treated at $950^{\circ}C$ has no porosity and low surface area because of combustion of fossil diatoms or calcination of inorganic oxide at high temperature, and has poor adsorption capability of ammonia gas. In conclusion, porous diatomite has relatively high performance to adsorb noxious chemical compounds, such as ammonia gas and VOCs.
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문제 정의
본 연구에서는 산업에서 다양하게 응용되고 있는 견운모 및 규조토의 물리적, 화학적 특성 분석을 통해 건축소재로의 가능성을 검토하고, 실제로 열적 처리조건에 따른 암모니아 가스의 흡착성능을 평가하여 보다 친환경적인 건축소재로의 활용을 위한 효과적인 원재료 처리조건을 제시하고자 한다.
제안 방법
규조토와 견운모의 표면형상은 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope; JSM-5600, JEOL)을 통해 분석하였다. 열중량 분석(Thermal Gravity Analysis)은 DSC-TGA 동시즉정 열분석기(Simultaneous DSC-TGA(DTA) Analyzer; SDT 2960, TA Instrument)를 사용하였으며, 질소 분위기에서 0-1000 "C까지 5.0 “C/min의 온도변화를 주어 측정하였다. X 선 회절분석기(X-ray diffractometer; D/Max-3C, Rigaku) 로 결정구조를 분석하였으며, BET분석(ASAP2010, Micromeritics)을 통하여 시료의 비표면적 및 기공특성에 대한 분석을 수행하였다.
규조토와 견운모의 표면형상은 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope; JSM-5600, JEOL)을 통해 분석하였다. 열중량 분석(Thermal Gravity Analysis)은 DSC-TGA 동시즉정 열분석기(Simultaneous DSC-TGA(DTA) Analyzer; SDT 2960, TA Instrument)를 사용하였으며, 질소 분위기에서 0-1000 "C까지 5.0 “C/min의 온도변화를 주어 측정하였다. X 선 회절분석기(X-ray diffractometer; D/Max-3C, Rigaku) 로 결정구조를 분석하였으며, BET분석(ASAP2010, Micromeritics)을 통하여 시료의 비표면적 및 기공특성에 대한 분석을 수행하였다.
0 “C/min의 온도변화를 주어 측정하였다. X 선 회절분석기(X-ray diffractometer; D/Max-3C, Rigaku) 로 결정구조를 분석하였으며, BET분석(ASAP2010, Micromeritics)을 통하여 시료의 비표면적 및 기공특성에 대한 분석을 수행하였다. 또한 형광 X-선 분석장치(X-ray Fluorescence Spectrometer; XRF-1700, Shimadzu)로 광물 구성 성분을 정량적, 정성적으로 분석하였으며, CHNS 원소분석(CHNS Elemental Analyzer; CHNS-932, Leco)을 통해 광물에 포함되어 있는 유기물의 구성성분의 양을 측정하였다.
0 “C/min의 온도변화를 주어 측정하였다. X 선 회절분석기(X-ray diffractometer; D/Max-3C, Rigaku) 로 결정구조를 분석하였으며, BET분석(ASAP2010, Micromeritics)을 통하여 시료의 비표면적 및 기공특성에 대한 분석을 수행하였다. 또한 형광 X-선 분석장치(X-ray Fluorescence Spectrometer; XRF-1700, Shimadzu)로 광물 구성 성분을 정량적, 정성적으로 분석하였으며, CHNS 원소분석(CHNS Elemental Analyzer; CHNS-932, Leco)을 통해 광물에 포함되어 있는 유기물의 구성성분의 양을 측정하였다.
규조토에 포함되어 있는 유기물의 존재를 확인하기 위해 105°C에서 열처리한 규조토와 견운모에 대해 열중량 분석(Thermal gravity analysis)을 수행흐}였다. 그 결과 규조토는 700’C에서 18%의 무게 감량이 있지만, 이와 다르게 견운모의 경우는 700“C에서 단지 2%의 무게 감량이 일어났다 (Figure 2).
규조토에 포함되어 있는 유기물의 존재를 확인하기 위해 105°C에서 열처리한 규조토와 견운모에 대해 열중량 분석(Thermal gravity analysis)을 수행흐}였다. 그 결과 규조토는 700’C에서 18%의 무게 감량이 있지만, 이와 다르게 견운모의 경우는 700“C에서 단지 2%의 무게 감량이 일어났다 (Figure 2).
규조토와 견운모의 표면형상은 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope; JSM-5600, JEOL)을 통해 분석하였다. 열중량 분석(Thermal Gravity Analysis)은 DSC-TGA 동시즉정 열분석기(Simultaneous DSC-TGA(DTA) Analyzer; SDT 2960, TA Instrument)를 사용하였으며, 질소 분위기에서 0-1000 "C까지 5.
규조토와 견운모의 표면형상은 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope; JSM-5600, JEOL)을 통해 분석하였다. 열중량 분석(Thermal Gravity Analysis)은 DSC-TGA 동시즉정 열분석기(Simultaneous DSC-TGA(DTA) Analyzer; SDT 2960, TA Instrument)를 사용하였으며, 질소 분위기에서 0-1000 "C까지 5.
X 선 회절분석기(X-ray diffractometer; D/Max-3C, Rigaku) 로 결정구조를 분석하였으며, BET분석(ASAP2010, Micromeritics)을 통하여 시료의 비표면적 및 기공특성에 대한 분석을 수행하였다. 또한 형광 X-선 분석장치(X-ray Fluorescence Spectrometer; XRF-1700, Shimadzu)로 광물 구성 성분을 정량적, 정성적으로 분석하였으며, CHNS 원소분석(CHNS Elemental Analyzer; CHNS-932, Leco)을 통해 광물에 포함되어 있는 유기물의 구성성분의 양을 측정하였다.
X 선 회절분석기(X-ray diffractometer; D/Max-3C, Rigaku) 로 결정구조를 분석하였으며, BET분석(ASAP2010, Micromeritics)을 통하여 시료의 비표면적 및 기공특성에 대한 분석을 수행하였다. 또한 형광 X-선 분석장치(X-ray Fluorescence Spectrometer; XRF-1700, Shimadzu)로 광물 구성 성분을 정량적, 정성적으로 분석하였으며, CHNS 원소분석(CHNS Elemental Analyzer; CHNS-932, Leco)을 통해 광물에 포함되어 있는 유기물의 구성성분의 양을 측정하였다.
이 실험은 시료에 과흡착 되어 통과하는 기체의 양에 따른 pH변화로서 흡착량을 알아보는 원리이기에, pH변화가 민감한 암모니아 기체를 흡착물질로 사용하였다. 모든 시료는 진공 상태에서 120°C(또는 100°C) 조건으로 1시간 이상 전처리하였으며, 실험방법은 다음과 같다 (Scheme 1).
일정농도의 암모니아 기체가 0.20 응의 시료가 있는 반응기 내부를 연속적으로 통과하면서 비흡착된 암모니아 기체가 물에 용해 되며 이에 따른 pH의 변화를 관찰하여 시료별 흡착성능을 분석 하였다. (상온 (27.
일정농도의 암모니아 기체가 0.20 응의 시료가 있는 반응기 내부를 연속적으로 통과하면서 비흡착된 암모니아 기체가 물에 용해 되며 이에 따른 pH의 변화를 관찰하여 시료별 흡착성능을 분석 하였다. (상온 (27.
질량유량계(Mass flow controller)# 사용하여 혼합기체 (21.3% C)2, balanced N2)< 17.17 m^min 으로 흘려주면서, 동시에 주사기 펌프(Syringe pump)로 암모니아 기체를 0.067 mC/min 흘려주어 일정농도의 암모니아 기체가 흐르도록 하였다.
질량유량계(Mass flow controller)# 사용하여 혼합기체 (21.3% C)2, balanced N2)< 17.17 memin 으로 흘려주면서, 동시에 주사기 펌프(Syringe pump)로 암모니아 기체를 0.067 mC/min 흘려주어 일정농도의 암모니아 기체가 흐르도록 하였다.
Figure 7은 동일한 질량의 각 시료에 암모니아 가스가 흡착 되는 결과를 보여주는 그래프이다. 흡착실험은 열적으로 처리한 시료에 일정 유속의 암모니아 가스를 흘려준 다음, 흡착하지 않고 통과한 비흡착된 암모니아 기체를 물에 용해시킨 후 pH변화를 측정함으로써 흡착 정도를 역으로 계산하였다. 그래프 상에서 pH값이 급격하게 증가하는 지점이 흡착이 포화된 부분을 의미한다.
Figure 7은 동일한 질량의 각 시료에 암모니아 가스가 흡착 되는 결과를 보여주는 그래프이다. 흡착실험은 열적으로 처리한 시료에 일정 유속의 암모니아 가스를 흘려준 다음, 흡착하지 않고 통과한 비흡착된 암모니아 기체를 물에 용해시킨 후 pH변화를 측정함으로써 흡착 정도를 역으로 계산하였다. 그래프 상에서 pH값이 급격하게 증가하는 지점이 흡착이 포화된 부분을 의미한다.
대상 데이터
각 시료의 흡착성능을 평가하기 위해 암모니아 기체(> 99%)의 흡착 실험을 수행하였다.
각 시료의 흡착성능을 평가하기 위해 암모니아 기체(> 99%)의 흡착 실험을 수행하였다.
성능/효과
XRF 분석 결과 규조토와 견운모는 대부분 실리카 (SiOz)로 이루어져 있으며, 그 외에 알루미나 (Al。)와 소량의 다른 금속성분들이 포함되어 있음을 알 수 있다 (Table 1). 또한, 분말 엑스레이 회절 분석 (Powder X-ray diffraction analysis) 결과 규조토나 견운모 모두 결정성을 지니고 있는 것도 확인할 수 있다.
XRF 분석 결과 규조토와 견운모는 대부분 실리카 (SiOz)로 이루어져 있으며, 그 외에 알루미나 (Al。)와 소량의 다른 금속성분들이 포함되어 있음을 알 수 있다 (Table 1). 또한, 분말 엑스레이 회절 분석 (Powder X-ray diffraction analysis) 결과 규조토나 견운모 모두 결정성을 지니고 있는 것도 확인할 수 있다.
결론적으로, 다공질 규조화석이 존재하는 규조토가 견운모에 비해 상대적으로 높은 흡착성능을 보이지만, 고온 열처리한 규조토의 경우는 무기성분의 고온소결현상과 다공질 규조화석의 파괴로 인해 화학적, 물리적 흡착성능이 떨어짐을 확인할 수 있다. 따라서, 낮은 온도에서 열처리한 규조토를 사용하면 건축소재 등으로부터 발생되는 암모니아 등과 같은 유해성 화합물을 효과적으로 제거할 수 있을 것이다.
결론적으로, 다공질 규조화석이 존재하는 규조토가 견운모에 비해 상대적으로 높은 흡착성능을 보이지만, 고온 열처리한 규조토의 경우는 무기성분의 고온소결현상과 다공질 규조화석의 파괴로 인해 화학적, 물리적 흡착성능이 떨어짐을 확인할 수 있다. 따라서, 낮은 온도에서 열처리한 규조토를 사용하면 건축소재 등으로부터 발생되는 암모니아 등과 같은 유해성 화합물을 효과적으로 제거할 수 있을 것이다.
그러나, 견운모는 기공 구조를 가지지 않으며 비표면적도 규조토에 비해서 매우 작았다. 규조토는 이러한 기공특성과 넓은 비표면적에 의해 암모니아 기체에 대한 높은 흡착성능을 보였으며, 기공특성이 없고 비표면적이 작은 견운모는 암모니아 기체에 대한 흡착 능력이 거의 없음을 확인하였다. 또한, 질소나 황과 같이 화학적 흡착을 할 수 있는 물질이 다량 포함되어 있는 경우(105°C에서 열처리한 규조토) 흡착 성능이 높았다.
규조토에 포함되어 있는 유기물의 존재를 확인하기 위해 105°C에서 열처리한 규조토와 견운모에 대해 열중량 분석(Thermal gravity analysis)을 수행흐}였다. 그 결과 규조토는 700’C에서 18%의 무게 감량이 있지만, 이와 다르게 견운모의 경우는 700“C에서 단지 2%의 무게 감량이 일어났다 (Figure 2). 이러한 결과로 보아 광물들의 녹는점(Melting point)이 일반적으로 1000“C 이상인 것을 감안 하였을 때, 규조토에는 유기물이 다소 포함되어 있는데 비해 견운모에는 유기물이 거의 포함되어 있지 않음을 확인할 수 있다.
규조토에 포함되어 있는 유기물의 존재를 확인하기 위해 105°C에서 열처리한 규조토와 견운모에 대해 열중량 분석(Thermal gravity analysis)을 수행흐}였다. 그 결과 규조토는 700’C에서 18%의 무게 감량이 있지만, 이와 다르게 견운모의 경우는 700“C에서 단지 2%의 무게 감량이 일어났다 (Figure 2). 이러한 결과로 보아 광물들의 녹는점(Melting point)이 일반적으로 1000“C 이상인 것을 감안 하였을 때, 규조토에는 유기물이 다소 포함되어 있는데 비해 견운모에는 유기물이 거의 포함되어 있지 않음을 확인할 수 있다.
또한, 질소와 황 처럼 화학적 흡착을 할 수 있는 원소가 들어 있는 경우에 암모니아 가스 흡착 가능성을 높여줄 수 있다. 따라서, 질소와 황을 포함하고 있는 105 °C 에서 열처리한 규조토가 950°C 에서 열처 리한 규조토나, 견운모보다 화학적 흡착에 유리함을 알 수 있다.
따라서, 질소와 황을 포함하고 있는 105 ℃ 에서 열처리한 규조토가 950 ℃ 에서 열처 리한 규조토나, 견운모보다 화학적 흡착에 유리함을 알 수 있다.
XRF 분석 결과 규조토와 견운모는 대부분 실리카 (SiOz)로 이루어져 있으며, 그 외에 알루미나 (Al。)와 소량의 다른 금속성분들이 포함되어 있음을 알 수 있다 (Table 1). 또한, 분말 엑스레이 회절 분석 (Powder X-ray diffraction analysis) 결과 규조토나 견운모 모두 결정성을 지니고 있는 것도 확인할 수 있다. 그러나, 두 광물이 결정질 실리카를 포함하고 있지만, 결정 구조는 서로 다른 형태를 지니고 있음을 알 수 있다 (Figure 3).
규조토는 이러한 기공특성과 넓은 비표면적에 의해 암모니아 기체에 대한 높은 흡착성능을 보였으며, 기공특성이 없고 비표면적이 작은 견운모는 암모니아 기체에 대한 흡착 능력이 거의 없음을 확인하였다. 또한, 질소나 황과 같이 화학적 흡착을 할 수 있는 물질이 다량 포함되어 있는 경우(105°C에서 열처리한 규조토) 흡착 성능이 높았다. 반면 고온(950°C)에서 열처리한 규조토는, 다공성 규조화석의 파괴 및 무기성분의 고온소결 현상으로 인해 기공특성이 사라지고 비표면적이 크게 줄어들었으며, 이에 따라 암모니아 물리적, 화학적 흡착성능도 크게 떨어지는 경향을 보 였다.
규조토는 이러한 기공특성과 넓은 비표면적에 의해 암모니아 기체에 대한 높은 흡착성능을 보였으며, 기공특성이 없고 비표면적이 작은 견운모는 암모니아 기체에 대한 흡착 능력이 거의 없음을 확인하였다. 또한, 질소나 황과 같이 화학적 흡착을 할 수 있는 물질이 다량 포함되어 있는 경우(105°C에서 열처리한 규조토) 흡착 성능이 높았다. 반면 고온(950°C)에서 열처리한 규조토는, 다공성 규조화석의 파괴 및 무기성분의 고온소결 현상으로 인해 기공특성이 사라지고 비표면적이 크게 줄어들었으며, 이에 따라 암모니아 물리적, 화학적 흡착성능도 크게 떨어지는 경향을 보 였다.
또한, 질소나 황과 같이 화학적 흡착을 할 수 있는 물질이 다량 포함되어 있는 경우(105°C에서 열처리한 규조토) 흡착 성능이 높았다. 반면 고온(950°C)에서 열처리한 규조토는, 다공성 규조화석의 파괴 및 무기성분의 고온소결 현상으로 인해 기공특성이 사라지고 비표면적이 크게 줄어들었으며, 이에 따라 암모니아 물리적, 화학적 흡착성능도 크게 떨어지는 경향을 보 였다. 따라서 천연 무기 광물인 규조토를 건축자재로 사용할 경우, 원광의 처리를 낮은 온도조건에서 수행 해야지만 원광 고유의 기공특성 및 화학적 특성을 유지하여 보다 효과적으로 그 흡착특성을 활용할 수 있음을 알 수 있다.
또한, 질소나 황과 같이 화학적 흡착을 할 수 있는 물질이 다량 포함되어 있는 경우(105°C에서 열처리한 규조토) 흡착 성능이 높았다. 반면 고온(950°C)에서 열처리한 규조토는, 다공성 규조화석의 파괴 및 무기성분의 고온소결 현상으로 인해 기공특성이 사라지고 비표면적이 크게 줄어들었으며, 이에 따라 암모니아 물리적, 화학적 흡착성능도 크게 떨어지는 경향을 보 였다. 따라서 천연 무기 광물인 규조토를 건축자재로 사용할 경우, 원광의 처리를 낮은 온도조건에서 수행 해야지만 원광 고유의 기공특성 및 화학적 특성을 유지하여 보다 효과적으로 그 흡착특성을 활용할 수 있음을 알 수 있다.
일반적으로 흡착제의 흡착성능은 비표면적에 비 례해서 증가한다. 실험 결과 각 시료의 흡착성능은 규조토가 견운모보다 높고, 비표면적이 작은 950°C로 열 처리한 규조토는 흡착성능이 낮았다. 또한, 질소와 황 처럼 화학적 흡착을 할 수 있는 원소가 들어 있는 경우에 암모니아 가스 흡착 가능성을 높여줄 수 있다.
일반적으로 흡착제의 흡착성능은 비표면적에 비 례해서 증가한다. 실험 결과 각 시료의 흡착성능은 규조토가 견운모보다 높고, 비표면적이 작은 950°C로 열 처리한 규조토는 흡착성능이 낮았다. 또한, 질소와 황 처럼 화학적 흡착을 할 수 있는 원소가 들어 있는 경우에 암모니아 가스 흡착 가능성을 높여줄 수 있다.
열중량 분석 결과 견운모에는 2%정도의 유기물이 포함되어 있음을 확인할 수 있었다 (Figure 2). 포함된 유기물의 정량분석을 위해서 원소분석(Elemental analysis)을 시행한 결과 (Table 2), 105°C 처리한 견운모의 경우, 광물의 전체 원소 질량 중 탄소가 0.
열중량 분석 결과 견운모에는 2%정도의 유기물이 포함되어 있음을 확인할 수 있었다 (Figure 2). 포함된 유기물의 정량분석을 위해서 원소분석(Elemental analysis)을 시행한 결과 (Table 2), 105°C 처리한 견운모의 경우, 광물의 전체 원소 질량 중 탄소가 0.
그 결과 규조토는 700’C에서 18%의 무게 감량이 있지만, 이와 다르게 견운모의 경우는 700“C에서 단지 2%의 무게 감량이 일어났다 (Figure 2). 이러한 결과로 보아 광물들의 녹는점(Melting point)이 일반적으로 1000“C 이상인 것을 감안 하였을 때, 규조토에는 유기물이 다소 포함되어 있는데 비해 견운모에는 유기물이 거의 포함되어 있지 않음을 확인할 수 있다.
그 결과 규조토는 700’C에서 18%의 무게 감량이 있지만, 이와 다르게 견운모의 경우는 700“C에서 단지 2%의 무게 감량이 일어났다 (Figure 2). 이러한 결과로 보아 광물들의 녹는점(Melting point)이 일반적으로 1000“C 이상인 것을 감안 하였을 때, 규조토에는 유기물이 다소 포함되어 있는데 비해 견운모에는 유기물이 거의 포함되어 있지 않음을 확인할 수 있다.
전자현미경 분석 결과, 규조토에는 규조화석이 존재함을 확인할 수 있었고, 그 무게 비율도 18%로 상당한 비중을 차지하고 있음을 열중량 분석(TGA)으로부터 확인할 수 있었다. 이러한 다공질 규조화석의 존재로 인해 규조토는 5 nm 이하의 균일한 기공을 가지고 있으며 14.91 m’/g의 넓은 비표면적을 가지고 있음을 확인 할 수 있었다. 그러나, 견운모는 기공 구조를 가지지 않으며 비표면적도 규조토에 비해서 매우 작았다.
전자현미경 분석 결과, 규조토에는 규조화석이 존재함을 확인할 수 있었고, 그 무게 비율도 18%로 상당한 비중을 차지하고 있음을 열중량 분석(TGA)으로부터 확인할 수 있었다. 이러한 다공질 규조화석의 존재로 인해 규조토는 5 nm 이하의 균일한 기공을 가지고 있으며 14.91 m’/g의 넓은 비표면적을 가지고 있음을 확인 할 수 있었다. 그러나, 견운모는 기공 구조를 가지지 않으며 비표면적도 규조토에 비해서 매우 작았다.
전자현미경 분석 결과, 규조토에는 규조화석이 존재함을 확인할 수 있었고, 그 무게 비율도 18%로 상당한 비중을 차지하고 있음을 열중량 분석(TGA)으로부터 확인할 수 있었다. 이러한 다공질 규조화석의 존재로 인해 규조토는 5 nm 이하의 균일한 기공을 가지고 있으며 14.
열중량 분석 결과 견운모에는 2%정도의 유기물이 포함되어 있음을 확인할 수 있었다 (Figure 2). 포함된 유기물의 정량분석을 위해서 원소분석(Elemental analysis)을 시행한 결과 (Table 2), 105°C 처리한 견운모의 경우, 광물의 전체 원소 질량 중 탄소가 0.13%, 그리고 수소는 0.22%로 매우 소량 포함되어 있음을 알 수 있다. 또한, 질소와 황은 포함되어 있지 않음을 확인할 수 있다.
포함된 유기물의 정량분석을 위해서 원소분석(Elemental analysis)을 시행한 결과 (Table 2), 105℃ 처리한 견운모의 경우, 광물의 전체 원소 질량 중 탄소가 0.13%, 그리고 수소는 0.22%로 매우 소량 포함되어 있음을 알 수 있다.
흡착실험 결과, 견운모나 950 ℃ 열처리한 규조토에 비하여 105℃ 열처리한 규조토가 상대적으로 많은 양의 암모니아 기체를 흡착하였으며, 이로써 열처리 온도가 낮은 규조토가 더 높은 흡착성능을 보임을 확인할 수 있다.
그래프 상에서 pH값이 급격하게 증가하는 지점이 흡착이 포화된 부분을 의미한다. 흡착실험 결과, 견운모나 950°C 열처리한 규조토에 비하여 105°C 열처리한 규조토가 상대적으로 많은 양의 암모니아 기체를 흡착하였으며, 이로써 열처리 온도가 낮은 규조토가 더 높은 흡착성능을 보임을 확인할 수 있다. 이러한 현상은 105°C에서 열처리한 규조토의 경우에 물리적, 화학적 흡착점을 증가시켜 주는 다공질 규조화석이 온전히 그 구조를 유지하고 있는 것과 다르게, 950°C에서 열처리한 규조토의 경우는 규조화석의 파괴 및 고온에서의 소결현상에 의한 비표면적 감소로 인해 흡착 효과가 줄어들기 때문이다.
후속연구
결론적으로, 다공질 규조화석이 존재하는 규조토가 견운모에 비해 상대적으로 높은 흡착성능을 보이지만, 고온 열처리한 규조토의 경우는 무기성분의 고온소결현상과 다공질 규조화석의 파괴로 인해 화학적, 물리적 흡착성능이 떨어짐을 확인할 수 있다. 따라서, 낮은 온도에서 열처리한 규조토를 사용하면 건축소재 등으로부터 발생되는 암모니아 등과 같은 유해성 화합물을 효과적으로 제거할 수 있을 것이다.
결론적으로, 다공질 규조화석이 존재하는 규조토가 견운모에 비해 상대적으로 높은 흡착성능을 보이지만, 고온 열처리한 규조토의 경우는 무기성분의 고온소결현상과 다공질 규조화석의 파괴로 인해 화학적, 물리적 흡착성능이 떨어짐을 확인할 수 있다. 따라서, 낮은 온도에서 열처리한 규조토를 사용하면 건축소재 등으로부터 발생되는 암모니아 등과 같은 유해성 화합물을 효과적으로 제거할 수 있을 것이다.
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