초록 ▼

실리카 나노기공체 또는 산화물/질화물 반도체 기반의 오염물질 흡착제가 부착된 재사용이 가능한 친환경 나노구조체를 이용한 중금속 흡착소재의 개발을 목표로 한다. 본 연구의 목표는 기존의 수처리 기술인 막분리 공정과 달리 중금속 이온을 효과적으로 흡착하고 오염물질 흡착제와 기공체 표면의 접착력을 강화하여 분리막 교체가 필요 없이 재사용이 가능하다는 장점을 가지고 있다. 새롭게 부각되고 있는 여타 나노소재기반의 수처리 기술과 비교해서도 나노소재의 고정화 기술을 이용해 나노소재로 인한 2차 오염을 방지하는 친환경 기술이라는 차별성을 가지고

실리카 나노기공체 또는 산화물/질화물 반도체 기반의 오염물질 흡착제가 부착된 재사용이 가능한 친환경 나노구조체를 이용한 중금속 흡착소재의 개발을 목표로 한다. 본 연구의 목표는 기존의 수처리 기술인 막분리 공정과 달리 중금속 이온을 효과적으로 흡착하고 오염물질 흡착제와 기공체 표면의 접착력을 강화하여 분리막 교체가 필요 없이 재사용이 가능하다는 장점을 가지고 있다. 새롭게 부각되고 있는 여타 나노소재기반의 수처리 기술과 비교해서도 나노소재의 고정화 기술을 이용해 나노소재로 인한 2차 오염을 방지하는 친환경 기술이라는 차별성을 가지고 있다. 또한 본 기술이 나노소재개발을 내용으로 하기 때문에 수처리에만 한정되지 않고 넓은 나노관련 환경시장인 대기 필터 및 환경센서 시장에도 접목될 수 있다.
1차 년도에서는 핵심 원천기술에 해당하는 실리카 나노기공체 및 화합물 반도체 나노구조체 합성기술 개발에 주력한다. 특히 반도체 나노구조체의 크기를 정밀 제어하고 형태를 조절하여 비표면적이 극대화된 나노소재를 향후 2단계의 실용화 연구에서도 활용 가능하도록 대량생산에 초점을 맞추어 저비용, 대면적, 고표면적의 소재 제조 공정을 개발하고자 한다. 또한, 나노소재로서 주로 사용되는 산화물만이 아니라 화학적 안정성이 우수한 질화물을 이용한 나노소재를 산화물과의 이종구조 혹은 독립적인 사용으로 기판에 고정된 형태로 제조하여 제거 및 분리가 쉬운, 공업용 폐수 등의 가혹한 환경에서도 사용 가능한 유기물 및 중금속 제거용 흡착제를 개발하고자 한다.

Abstract ▼

We will develop heavy metal adsorbant material using pollution adsorbant attached eco-friendly nanomaterials based on silica nanoporous or oxide/nitride semiconductors. The goal of the present study has advantages of effective heavy metal adsorption and reusing without membrane replacement process w

We will develop heavy metal adsorbant material using pollution adsorbant attached eco-friendly nanomaterials based on silica nanoporous or oxide/nitride semiconductors. The goal of the present study has advantages of effective heavy metal adsorption and reusing without membrane replacement process while enhance the adhesion of a pollution adsorb and with porus surfaced nanostructures. It has distinction comparing with other emerging nanomaterial based water treatment technologies with eco-friendly technology to prevent secondary contamination due to the nano-materials using immobilization nanomaterials. In addition, it is not limited only to the water treatment, but also can be embedded in the wide nano-related market including air filter and environmental sensor, because this technology is based on the development of nanomaterials.
In the first year, we focus on the development of silica nanopores and compound semiconductor nanostructures synthesis technology which are the core technology In particular, we will focus on low-cost, large-area, high surface area of the material and manufacturing processto develop for future practical use in a two-phase research to mass production of the semiconductor nanostructures, which have precisely controlled shape and size. In addition, we will develop easy separation and removing adsorbent for removing heavy metal and organic materials of water in harsh environments, such as industrial wastewater, using not only mainly used oxide nanomaterials, but also excellent chemical stable nitride nanomaterials.

목차 Contents

• 제출문 ... 1
• 보고서 초록 ... 2
• 요약문 ... 4
• ABSTRACT ... 5
• 목차 ... 6
• 제1장 서론 ... 10
• 제1절 연구개발의 중요성 및 필요성 ... 10
• 제2절 연구개발의 국내외 현황 ... 11
• 1. 해외 기술개발 동향시장 ... 11
• 2. 국내 기술개발 동향시장 ... 11
• 제3절 연구개발대상 기술의 차별성 ... 12
• 제2장 연구개발의 목표 및 내용 ... 14
• 제1절 연구의 최종목표 ... 14
• 제2절 연도별 연구개발의 목표 및 내용 ... 14
• 제3절 연도별 추진전략 체계 및 연구수행 방법 ... 16
• 1. 연구개발의 추진전략 ... 16
• 2. 연차별 추진체계 ... 17
• 3. 연차별 연구수행 방법 ... 18
• 제3장 연구개발 결과 및 활용계획 ... 19
• 제1절 연구개발 수행내용 및 결과 ... 19
• 1. 반도체 나노구조물의 대면적/저비용 제조가 가능한 시스템 개발 ... 19
• 가. 대면적 기판에 균일하게 나노 구조물을 제조할 수 있는 장비 개발 ... 19
• 나. 무기반도체의 신개념 기판으로 각광받고 있는 그래핀을 제조 할 수 있는 장비 개발 ... 20
• 2. 수질오염물질 흡착 및 분해에 적합한 나노 구조체 개발 ... 20
• 가. 실리콘 및 유리/쿼츠 기판에서 오염물질 흡착에 적합한 산화물 나노 구조체 개발 ... 20
• 나. 그래핀 기판에 오염물질 흡착에 적합한 산화물 나노 구조체 개발 ... 21
• 다. 수열합성법을 이용하여 그래핀 기판에 성장한 산화아연 나노 구조체 개발 ... 22
• 라. 그래핀 기판에 질화갈륨(GaN) 나노선 성장방법 개발 ... 23
• 3. 나노 구조물/그래핀의 광촉매 특성 측정 및 평가 ... 24
• 가. 산화 아연 나노벽/그래핀의 광촉매 특성 측정 및 평가 ... 24
• 나. 산화아연 나노막대, 나노벽, 나노선의 광촉매 특성 측정 및 평가 ... 26
• 다. 질화갈륨 나노선/그래핀의 광촉매 특성 측정 및 평가 ... 28
• 4. 중금속 흡착제 개발 ... 29
• 가. 그래핀을 이용한 중금속 흡착소재 개발 ... 29
• 나. 그래핀의 표면 킬레이트화를 통한 중금속 흡착능 개선 ... 30
• 제2절 연구개발 결과 요약 ... 32
• 1. 반도체 나노구조물을 저비용/대면적으로 성장 할 수 있는 기반 마련 ... 32
• 2. 수질오염물질 흡착 및 분해에 적합한 나노구조물의 개발 ... 33
• 3. 그래핀 상에 성장된 반도체 나노구조물의 오염물질 분해능력 측정 ... 35
• 4. 그래핀을 이용한 중금속 흡착능 측정 ... 35
• 제3절 연도별 연구개발목표의 달성도 ... 37
• 제4절 연도별 연구성과(논문·특허 등) ... 39
• 제5절 관련분야의 기술발전 기여도 ... 41
• 제6절 연구개발 결과의 활용계획 ... 41
• 제7절 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설∙장비 현황 ... 42
• 제4장 참고문헌 ... 43
• 부 록 ... 44
• 1. 국내외 전문학술지(논문) 게재 성과 ... 45
• 2. 국내외 학술회의(세미나) 게재 성과 ... 47
• 3. 지식재산권 출원/등록 성과 ... 48
• 4. 공개 세미나 개최 성과 ... 49