나노테크놀로지(Nanotechnology)는 물질을 나노(Nano) 수준으로 함으로서, 그 기능이나 특성을
비약적으로 향상시키고, 대폭적인 에너지 절약화, 환경부하의 저감을 실현하는 기술로서,
생명공학, 정보통신분야, 환경분야에 크게 응용 되는 기술이다. 특히 카본나노튜브는 1991년
일본에서 발견된 이래, 그 다양한 특성에 의해 세계적인 연구개발이 진행되고 있는 것이다.
구체적으로는, 단층(單層)이
문서암호 : www.kosen21.org
1. 분석자 서문
나노테크놀로지(Nanotechnology)는 물질을 나노(Nano) 수준으로 함으로서, 그 기능이나 특성을
비약적으로 향상시키고, 대폭적인 에너지 절약화, 환경부하의 저감을 실현하는 기술로서,
생명공학, 정보통신분야, 환경분야에 크게 응용 되는 기술이다. 특히 카본나노튜브는 1991년
일본에서 발견된 이래, 그 다양한 특성에 의해 세계적인 연구개발이 진행되고 있는 것이다.
구체적으로는, 단층(單層)이나, 다층(多層), 굵기나 꼬여진 상태등 그 구조에 의해 성질이달라진다.
이선화(2) 등은 탄소나노튜브에 의한 휴민산 흡착특성에 대한 연구에서, CNT(Carbon ?nanotube ; 이하 CNT) 입자는 pH 8~10의 영역에서 음(陰)의 potential을 나타내고, 계면활성제를 첨가할 경우 pH 전 영역에서 음의 안정한 potential을 나타 내었으며, 분산제의 농도에 따라 CNT 표면의 흡착양상이 변화하고, CNT 분산도가 영향을 받는다고 하였다. 또한 CNT에 의한 휴민산의 흡착은 Freundlich 흡착 등온식에 따르고, 단층 흡착의 가능성을 내포한 복합적 흡착 형태라고 발표 하고 있다.
Anna Stafiej(3)등은 2가 금속이온(Cu, Co, Cd, Zn, Mn, Pb)의 흡착에 CNT를 적용하여 연구 했다. 금속이온의 농도와 pH와의 효과를 조사한 결과, pH 9에서 CNT에 대한 금속이온의 흡착 친화력의 크기 순서는 Cu(II) > Pb(II) > Co(II) > Zn(II) > Mn(II)이었다. 또한 실험 결과에서 CNT에 대한 금속이온의 흡착은 Freundlich 흡착 모델과 잘 일치 한다고 보고하고 있다.
Fengsheng Su(4)등은 다층 카본나노튜브(CNTs)를 차아염소산 나트륨(NaOCl) 용액으로 산화하고, 수용액 속의 BTEX (벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, p-자이렌 ; BTEX)등의 흡착제로서의 특성 연구에 적용 했다. CNTs의 순도, 구조, 표면 성질과 같은 물리화학적 특성이 산화 후에 크게 개선되고, BTEX 흡착용량을 향상 시켰다. 또한 CNT(NaOCl)의 흡착용량은 접촉시간과 초기 흡착용질의 농도에 따라 증가 하였으며, 용액의 이온강도, pH는 큰 영향이 없다고 하였다. BTEX 흡착에 대한 비교 연구에서 CNT(NaOCl)는 CNTs와 GAC(Granular Activated Carbon)에 비해서 좋은 BTEX 흡착을 나타내었고, 폐수처리에서 BTEX 제거를 위해서 좋은 흡착 잠재력을 가지고 있다는 것을 발표하고 있다.
Yunjin Yao(5)등은 수용액에서 CNT를 사용하여 methylene blu(MB)의 흡착 평형에 대한 온도의 영향을 연구 한 결과, 흡착평형은 Langmuir, Freundlich의 두 가지 등온식을 사용하였으나, 결과는 Langmuir 흡착등온식이 잘 맞는다고 발표하고 있으며, 또한 동력학적인 해석은 2차 반응 모델에 잘 맞으며, 시스템의 활성화에너지(Ea)는 18.54 kJ/mol, Langmuir 등온식에서 구한 흡착 평형 정수를 사용 하여, 표준 자유 에너지 변화(DG0), 표준 엔탈피 변화(DH0) 및 표준 엔트로피 변화(DS0)를 구한 결과, DG0 값은 모두 negative이고, DH0 값과 DS0 값은 각각 7.29 kJ/mol 과 64.6 J/mol K 였으므로, 결과적으로, CNTs에 대한 methylene blue(MB)의 흡착은 자발적인 반응이며, 흡열반응 이라는 것을 말해 주고 있다.
2. 목차
1. 서 론
2. 먹는 물 중의 생물학적 오염물질
3. 물에서 생물학적 오염물질의 제거 : 왜 CNT 인가?
3.1. CNT의 구조적 특성
3.2. CNT의 세포독성.
3.3. CNT의 기능 특성.
5. 카본나노튜브 기술과 필터사용의 포인트 ; 실질적인 고려
5.1. 비용 Cost
5.2. 운전 용이성 및 확고성.
5.3 분리 가능성.
5.4. 재사용성
6. POU처리 시스템을 기반으로 하는 CNT의 환경에의 영향
7. 결론
분석자 결론
참고문헌
3. 원문정보
Venkata K.K. Upadhyayula, Shuguang Deng, Martha C. Mitchell, Geoffrey B. Smith/Application of carbon nanotube technology for removal of contaminants in drinking water: A review/Science of the Total Environment/2009년 12월
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