초록 ▼

연구의 목적 및 내용
본 연구의 목표는 비소와 페놀 같은 중요한 수중 오염물질의 분리와 제거를 위해 향상된 효율성 및 적용성을 창출하는 선택적 유기물 분자의 층간 결합/접목에 의한 견운모 점토의 표면 구조를 개량하는 것이다. 개량된 하이브리드 나노 복합체인 유기물-견운모는 수환경내의 오염물질을 제거하고 원격 감지를 위한 전극 시스템의 제작에 사용될 것이다.
연구결과
1차년도에는 견운모의 수집 및 전처리 공정을 수행하고, 하이브리드 나노 결합재료 합성을 위한 thiol 또는 아미노 그룹 등 유기물의 층간 결합/graf

연구의 목적 및 내용
본 연구의 목표는 비소와 페놀 같은 중요한 수중 오염물질의 분리와 제거를 위해 향상된 효율성 및 적용성을 창출하는 선택적 유기물 분자의 층간 결합/접목에 의한 견운모 점토의 표면 구조를 개량하는 것이다. 개량된 하이브리드 나노 복합체인 유기물-견운모는 수환경내의 오염물질을 제거하고 원격 감지를 위한 전극 시스템의 제작에 사용될 것이다.
연구결과
1차년도에는 견운모의 수집 및 전처리 공정을 수행하고, 하이브리드 나노 결합재료 합성을 위한 thiol 또는 아미노 그룹 등 유기물의 층간 결합/grafting은 습식 기법을 이용하여 수행하였다. 유기물 분자가 견운모 내부 층의 나노 공간 내에 결합하여, 층간 기초 공간은 현격히 증가시켰으며, 따라서 부착된 유기물 작용기는 환경 복원 연구를 위한 이들 물질의 향상된 선택성과 유효성을 보여줄 것이다. 개량된 견운모는 XRD, SEM/EDX, STM 및 FT-IR같은 표면 분석기를 이용하여 형태학 및 구조학적으로 분석하였다.
XRD/SEM/STM에서 얻어진 결과는 개량된 시료의 형태학적 자료를 제공하며, FT-IR 결과는 유기물 분자와 견운모 간의 결합 형성에 대한 확실한 정보를 보여주었다.
2차년도에는 합성된 개량 견운모의 환경복원에의 적용성 검토 측면에서, 특히 비소 또는 페놀로 오염된 수질 정화를 위한 회분식 실험을 수행하였다. 이들 물질의 유용성은 수용액 pH, 흡착농도, 이온강도 및 유기물-견운모의 함량과 관련되어 평가하였고, 이들 결과는 개발된 재료를 이용한 처리공정에 대한 최적 조건을 제공하였다. 더욱이, 초기 자료와 연계하여 이들 물질들은 실질적 감지를 위한 연구를 모의 실험하도록 오염물질의 제거를 연속 조건하에서 수행하였다. 수행된 칼럼 실험은 상용화 기술뿐만 아니라 파일롯 플랜트에서 오염된 수자원의 실제 처리를 위해 매우 유용할 것이다.
3차년도에는 탄소반죽전극 (CPE)을 개량하기 위해 두 오염물질 (페놀, 비소)에 대해 더욱 유용하고 선택적인 유기물-견운모 물질을 사용하였다. 비소와 페놀의 전기화학적 거동은 유기물-견운모로 코팅된 고체 전극을 이용하여 조사하였다. 순환 전압전류계 결과는 저농도 정량 및 검출에 대한 유기물-견운모 물질을 이용하기 위해 사용되었다.
연구결과의 활용계획
유기물 분자의 접목에 의한 견운모의 개질로 수행될 표면 연구는 환경 복원 측면과 고분자 나노화합물의 개발의 전구체이며 재료과학 분야에 있어 실제적인 적용을 할 수 있을 것이다. 제안된 연구의 결과는 수용액 내의 페놀과 비소의 효율적이고 선택적인 제거를 위한 유기물-견운모 합성물의 개발에 매장량이 풍부한 견운모를 경제적으로 이용할 뿐만 아니라 원격 감지할 수 있는 센서의 개발 가능하게 할 것이다.

Abstract ▼

Purpose & contents
The aim of this study is to use the abundantly available sericite as precursor material for the preparation of suitable and selective organo-sericite in the removal and selective fabrication of sensors for arsenic and phenol. The intercalation/grafting of organic molecule withi

Purpose & contents
The aim of this study is to use the abundantly available sericite as precursor material for the preparation of suitable and selective organo-sericite in the removal and selective fabrication of sensors for arsenic and phenol. The intercalation/grafting of organic molecule within the layered structure of sericite may enable the propping up of inter-layers also the inoculation of very specific surface active groups e.g., thiol, or amino may provide its selectivity for the purpose.
Result
The arsenic and phenol contamination of aquatic environment is one of greatest problem around the globe and removal of these two contaminants i.e., arsenic and phenol from contaminated water by using several inorganic and organic bio-sorbents are already proposed, however, those studies either very expensive or sometimes inadequate for efficient removal of these pollutants. Moreover, those studies addressed only the removal process, could not provide the information to sense it or vice-versa. Hence, in order to address more practicability of such studies, the proposed study intends to use the abundantly available sericite as a precursor to obtain very sensitive and efficient organo-sericite not only for efficient removal of arsenic from aqueous solutions but also such materials are to be employed for modifying the electrode system as to fabricate the arsenic sensitive sensor for its remote sensing purposes.
The modification of sericite with intercalation of organic molecule (particularly the thiol or amino group containing compounds) with in the layered structure of sericite greatly changes the surface structure of sericite as it may enhances the effective surface area, increased inter-space basal spacing which ultimately tends to facilitate an enhanced and selective uptake of the arsenic or phenol. Further, the affinity of this organo-sericite may likely to enable us to fabricate the specific sensors for arsenic or phenol. Additionally, These studies may likely to have an increased interest in the field of surface and catalytic applications of sericite or precursors for polymer composites as well.
Expected Contribution
The outcome of the proposed study may likely to provide a renewable and economically viable application of abundantly available sericite precursor for the preparation of selective/suitable organo-sericite for the efficient and selective removal of arsenic and phenol from the aqueous solutions as well to develop a sensor to detect remotely the arsenic or phenol in aqueous media. Additionally, intercalation of organic molecules within the layered structure of sericite may greatly enhance the inter-space basal spacing of layers as well the surface property of the material. In addition to the environmental remediation of these modified sericites, they may also perhaps an important precursors for the preparation of polymer composites.

목차 Contents

• 중견연구자지원사업(핵심연구) 최종보고서 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의개요 ... 6
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 8
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 13
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 41
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 43
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 46
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 48
• 8. 참고문헌 ... 49
• 9. 연구성과 ... 51
• 10. 기타사항 ... 52