초록 ▼

□ 개발 목적 및 필요성
나노기술 기반의 오염제어용 입상화 나노기공 구조체 합성 및 수처리 기술을 개발하는 것이 목적이다. 기존 기술로 제거 되지 않는 미량오염물질 및 거대 분자 오염물질을 효과적으로 제거하기 위해 나노기공 물질의 개발이 필요하고, 또한 수처리 공정에 적용하기 위해서 분말 소재의 입상화 연구는 필수적이다. 따라서 입상화된 나노기공 구조체를 수처리 분야에 적용함으로써 수중내 오염물질의 효율적 제거 및 기존의 수 처리 공정과의 접목을 통해 개선된 공정 기술 개발이 필요하다.

□ 연구개발 결과
본

□ 개발 목적 및 필요성
나노기술 기반의 오염제어용 입상화 나노기공 구조체 합성 및 수처리 기술을 개발하는 것이 목적이다. 기존 기술로 제거 되지 않는 미량오염물질 및 거대 분자 오염물질을 효과적으로 제거하기 위해 나노기공 물질의 개발이 필요하고, 또한 수처리 공정에 적용하기 위해서 분말 소재의 입상화 연구는 필수적이다. 따라서 입상화된 나노기공 구조체를 수처리 분야에 적용함으로써 수중내 오염물질의 효율적 제거 및 기존의 수 처리 공정과의 접목을 통해 개선된 공정 기술 개발이 필요하다.

□ 연구개발 결과
본 연구에서는 나노기공소재의 환경공정 적용성을 향상시키기 위해 최적 입상화 방안 개발 및 입상화 나노기공 구조체 대량생산 조건을 확립하였다. 또한 이를 환경정화 시스템에 적용하고자 다양한 수중오염물질 (유기오염물질, 중금속, 의약화합물)을 대상으로 lab-scale 규모의 회분식 및 고정층 반응기에서 제거실험을 수행하였다. 마지막으로 실제 공장 폐수를 대상으로 Pilot 규모의 연구를 수행하여 실용화 가능성을 검증하였다.
1) 수처리에 적합한 나노기공물질 선정
• 다양한 나노기공물질(메조포러스 카본, 실리카, 산화철 등) 합성 및 기능화 기술 개발
• 나노기공물질의 수중 오염물질(유기오염물질, 중금속, 의약화합물) 제거효율 평가 및 운전인자 도출
2) 나노기공소재의 다양한 입상화 기술 개발
• 바인더와 고압사출기를 활용한 나노기공소재 입상화 기술 개발
• 나노기공소재를 고분자 지지체 겉면에 코팅하여 고정화하는 입상화 기술 개발
3) 입상화 나노기공 구조체를 활용한 수처리 시스템 개발
• 실제 공장폐수를 대상으로 수중 오염물질의 효과적인 제거가 가능하고 기존 입상활성탄의 대체가 가능한 입상화 나노기공 구조체 기반 수처리 시스템 개발
4) 기존 수처리 공정(분리막, 오존산화 공정)과 연계공정 구성을 위한 영향인자 도출
• 분리막공정, 오존산화공정의 전·후단에 입상화 나노기공 구조체 기반 수처리 공정을 배치하여 기존 공정에 미치는 영향을 파악하고 이에 따른 최적 운전 조합 도출

□ 성능사양 및 기술개발 수준
본 사업을 통해 개발된 나노기술 기반의 입상화 나노기공 구조체 및 수처리 기술은 기존 흡착 공정에 비해 두 배 이상의 오염물질 흡착 효율과 흡착 속도, 사용 기간, 재생 효율을 보여 뛰어난 흡착제임을 확인하였다. 29편의 특허를 출원 및 등록함으로 입상화 나노기공 구조체의 원천 기술을 확보하였고, 이를 통해 환경공학 분야에 새로운 기술 패러다임을 제시하였으며, 세계적으로 기술 우위를 선점하였다.

□ 활용계획
흡착제로서 정수처리, 산업용 폐수 및 하주종말처리장에도 적용이 가능하며, 대기 분야에서 탈취제 및 기체 저장매체로도 활용 가능하며, 소형 정수기에도 적용할 계획이다. 또한 담체 및 지지체로서 화학 분야에 사용될 예정이다.

(출처 : 요약서 4p)

Abstract ▼

Ⅳ. Results
This research project investigated an optimized granulation technique and a mass granulation technique of the mesoporous adsorbent for water treatment application. Different aquatic pollutants (organic pollutant, heavy metal and pharmaceutical) were removed by lab-scale batch and fixed

Ⅳ. Results
This research project investigated an optimized granulation technique and a mass granulation technique of the mesoporous adsorbent for water treatment application. Different aquatic pollutants (organic pollutant, heavy metal and pharmaceutical) were removed by lab-scale batch and fixed-bed adsorption system. Sampled industrial wastewater was utilized to verify a commercializing availability of the pilot-scale adsorption system. The following is a list of detailed results of this project.
1) Selection of mesoporous adsorbent appropriate to water treatment
- Synthesizing technique of mesoporous carbon/silica/metal oxided adsorbents and surface modifying technique of them
- Evaluation of organic pollutants/heavy metals/pharmaceuticals removal and investigation of operating conditions
2) Granulation technique of different mesoporous adsorbent
- Granulation using binding materials and highly-pressurized catapulting machine
- Granulation coated with outer layer of polymer support and immobilization of the adsorbent
3) Development of granulated mesoporous adsorbent-based water treatment
- Water treatment system to remove aquatic toxic pollutants in industrial wastewater and to replace with traditional granulated activated carbon
4) Investigation of technical factors in order to combine with traditional water treatments such as membrane and advanced oxidation processes
- Arrangement of the system prior to/after membrane or advanced oxidation processes to investigate dependent factors and optimization of operating conditions

(출처 : SUMMARY 10p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 환경 유해물질 맞춤 정화용 입상화 나노기공 구조체 개발 ... 2
• 제 출 문 ... 3
• 요 약 서 ... 4
• 요 약 문 ... 6
• SUMMARY ... 9
• 목차 ... 12
• 표목차 ... 15
• 그림목차 ... 17
• 제1장 서론 ... 22
• 제1절 연구개발과제의 개요 ... 22
• 1. 연구개발의 목적 및 필요성 ... 22
• 2. 연구개발대상 기술의 차별성 ... 26
• 제2절 연구개발의 국내외 현황 ... 29
• 제3절 연구개발의 내용 및 범위 ... 35
• 1. 연구개발의 최종목표 ... 35
• 2. 연도별 연구개발 목표 및 평가방법 ... 36
• 3. 연도별 추진체계 ... 39
• 제2장 연구개발 수행내용 및 결과 ... 40
• 제1절 연구개발 결과 및 토의 ... 40
• 1. 1차년도 연구개발 결과 및 토의 ... 40
• 2. 2차년도 연구개발 결과 및 토의 ... 60
• 3. 3차년도 연구개발 결과 및 토의 ... 113
• 4. 4차년도 연구개발 결과 및 토의 ... 159
• 5. 5차년도 연구개발 결과 및 토의 ... 192
• 제2절 연구개발 결과 요약 ... 217
• 1. 1차년도 연구개발 결과 요약 ... 217
• 2. 2차년도 연구개발 결과 요약 ... 219
• 3. 3차년도 연구개발 결과 요약 ... 228
• 4. 4차년도 연구개발 결과 요약 ... 237
• 5. 5차년도 연구개발 결과 요약 ... 243
• 제3장 목표 달성도 및 관련분야 기여도 ... 249
• 제1절 연도별 연구개발목표의 달성도 ... 249
• 제2절 관련분야의 기술발전 기여도(환경적 성과 포함) ... 251
• 제4장 연구개발결과의 활용계획 등 ... 253
• 제1절 연구개발 결과의 활용계획 ... 253
• 제2절 연구개발과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 257
• 제3절 연구개발결과의 보안등급 ... 259
• 제4절 NTIS에 등록한 연구시설·장비현황 ... 259
• 제5장 참고문헌 ... 260
• 덴드리틱 구조에 기반한 유해물질 분리용 나노 담체 합성 및 재생 기술 개발 ... 262
• 제 출 문 ... 263
• 요 약 서 ... 264
• 요 약 문 ... 267
• SUMMARY ... 272
• 목차 ... 275
• 표목차 ... 276
• 그림목차 ... 276
• 제1장 서론 ... 281
• 제1절 연구개발과제의 개요 ... 281
• 1. 연구개발의 목적 및 필요성 ... 281
• 2. 연구개발대상 기술의 차별성 ... 285
• 제2절 연구개발의 국내외 현황 ... 285
• 제3절 연구개발의 내용 및 범위 ... 288
• 1. 연구개발의 최종목표 ... 288
• 2. 연도별 연구개발 목표 및 평가방법 ... 290
• 3. 연도별 추진체계 ... 293
• 제2장 연구개발 수행내용 및 결과 ... 296
• 제1절 연구개발 결과 및 토의 ... 296
• 1. 1차 년도 ... 296
• 2. 2차 년도 ... 308
• 3. 3차 년도 ... 321
• 4. 4차 년도 ... 334
• 5. 5차 년도 ... 356
• 제2절 연구개발 결과 요약 ... 376
• 제3장 목표 달성도 및 관련분야 기여도 ... 381
• 제1절 연도별 연구개발목표의 달성도 ... 381
• 제2절 관련분야의 기술발전 기여도(환경적 성과 포함) ... 382
• 제4장 연구개발결과의 활용계획 등 ... 382
• 제1절 연구개발 결과의 활용계획 ... 382
• 제2절 연구개발과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 383
• 제3절 연구개발결과의 보안등급 ... 383
• 제4절 NTIS에 등록한 연구시설·장비현황 ... 383
• 제5장 참고문헌 ... 383
• 유무기 하이브리드 나노 세공체 합성기술 및 촉매 제조 기술 개발 ... 385
• 제 출 문 ... 386
• 요 약 서 ... 387
• 요 약 문 ... 392
• SUMMARY ... 397
• 목차 ... 402
• 표목차 ... 404
• 그림목차 ... 405
• 제1장 서론 ... 410
• 제1절 연구개발과제의 개요 ... 410
• 1. 연구개발의 목적 및 필요성 ... 410
• 2. 연구개발 대상 기술의 차별성 ... 413
• 제2절 연구개발의 국내외 현황 ... 414
• 제3절 연구개발의 내용 및 범위 ... 415
• 1. 연구개발의 최종목표 ... 415
• 2. 연도별 연구개발 목표 및 평가방법 ... 416
• 3. 연도별 추진체계 ... 418
• 제2장 연구개발 수행내용 및 결과 ... 421
• 제1절 연구개발 결과 및 토의 ... 421
• 1. MOF 전구체의 제조 및 선정 ... 421
• 2. 활성 금속 담지에 의한 MOF 합성 및 특성 ... 427
• 3. 활성 금속 담지 MOF의 수처리 적용 평가 ... 443
• 4. 유무기 하이브리드 나노 세공체의 scale up 제조 ... 487
• 5. 유무기 하이브리드 나노 세공체의 대량 생산 기술 확립 ... 502
• 6. 산업단지 폐수를 대상으로 한 시스템 적용 평가 ... 507
• 제2절 연구개발 결과 요약 ... 530
• 제3장 목표 달성도 및 관련분야 기여도 ... 537
• 제1절 연도별 연구개발목표의 달성도 ... 537
• 제2절 관련분야의 기술발전 기여도(환경적 성과 포함) ... 538
• 제4장 연구개발결과의 활용계획 등 ... 540
• 제1절 연구개발 결과의 활용계획 ... 540
• 제2절 연구개발과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 543
• 제3절 연구개발결과의 보안등급 ... 547
• 제4절 NTIS에 등록한 연구시설·장비현황 ... 547
• 제5장 참고문헌 ... 548
• 끝페이지 ... 548