초록 ▼

본 연구에서는 Stearyltrimethylammonium chloride(STAC), Lecithin 및 Sodium stearate등과 같은 유기화제를 이온교환 방법으로 나노포러스물질(제올라이트 A, X 및 Y) 및 층상화합물(하이드로탈사이트)에 직접적으로 도입하여 친수성을 친유성으로 표면 개질함으로써 악취 및 VOCs 대하여 최적의 제거능을 갖는 친유성 소재의 합성을 수행하였다. 합성된 친유성 소재를 부유실험, XRD, SEM 및 TGA를 이용하여 특성 분석을 수행한 결과 최소한 80 ℃에서 24시간 이상 이온교환 하여야 결정

본 연구에서는 Stearyltrimethylammonium chloride(STAC), Lecithin 및 Sodium stearate등과 같은 유기화제를 이온교환 방법으로 나노포러스물질(제올라이트 A, X 및 Y) 및 층상화합물(하이드로탈사이트)에 직접적으로 도입하여 친수성을 친유성으로 표면 개질함으로써 악취 및 VOCs 대하여 최적의 제거능을 갖는 친유성 소재의 합성을 수행하였다. 합성된 친유성 소재를 부유실험, XRD, SEM 및 TGA를 이용하여 특성 분석을 수행한 결과 최소한 80 ℃에서 24시간 이상 이온교환 하여야 결정의 손상없이 완전하게 유기화제가 도입됨을 확인 하였으며, 도입된 유기화제는 약 200 ℃ 이상의 온도에서 분해됨을 확인하였다.
유기화제가 도입된 분말형 친유성 소재의 악취 및 VOCs 제거능을 확인하고자 휘발성 유기화합물의 흡착력 테스트를 공정시험법 KS I 2218:2008(검지관식 가스 측정기) 규격에 따라 실시하였으며, STAC가 도입된 제올라이트 A, X 및 Y 중에서는 A가 Formaldehyde와 Hydrogen sulfide 모두 80% 이상의 흡착률을 가지며, Lecithin으로 표면개질된 제올라이트 A, X 및 Y 중에서는 A가 Formaldehyde에 대해 약 80% 이상의 흡착률을 가지는 것을 확인하였다. Sodium stearate 가 도입된 하이드로탈사이트의 경우 Benzene 과 Xylene 의 흡착률이 80% 이상으로 가장 높게 나타나고 있었다.
분말형 친유성 흡착제의 실용성 높이고 산업화를 위해서는 펠렛형태로 가공하는 것이 요구되어 진다. 이에 벤토나이트, 카올린, 지르코늄 옥사이드등과 같은 다양한 바인더를 이용하여 분말형 친유성 흡착제를 펠렛형태로 가공한 후, 이들의 흡착능 테스트 실시한 결과 벤토나이트를 바인더로 사용해 펠렛화 된 STAC-A, X 및 Y 와 Lecithin-A, X 및 Y 모두 분발형태의 제올라이트와 유사하게 Formaldehyde와 Hydrogen sulfide 의 흡착량이 높게 나타났다. Sodium stearate 가 도입된 하이드로탈사이트 펠렛의 경우도 Benzene 과 Xylene 의 흡착량이 가장 높게 나타나고 있다. 카올린을 바인더로 사용해 펠렛화된 친유성 소재의 경우도 벤토나이트를 바인더로 사용한 경우와 동일한 흡착형태를 보여주고 있으며 흡착량 또한 비슷하게 나타나고 있다. 지르코늄 옥사이드를 바인더로 사용해 제조된 펠렛형 친유성 소재의 경우 흡착량이 위의 2가지 바인더를 사용해 제조된 친유성 소재보다 낮게 나타나고 있음을 확인하였다. 이러한 결과는 휘발성 유기화합물을 제거할 수 있는 새로운 소재의 개발에 가능성을 보여주었을 뿐만 아니라, 유기화제를 도입한 친유성 무기-유기 소재 설계 및 합성을 통한 경제적이며 기능적인 친환경 산업 소재개발의 활성화에 기여할것으로 사료되어진다.

목차 Contents

• 일반연구자지원사업 최종(결과)보고서 ... 1
• 목 차 ... 3
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 4
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 5
• 1. 연구과제의 개요 ... 5
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 5
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 6
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 7
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 7
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 7
• Ⅲ. 연구성과 ... 8
• 끝페이지 ... 9