초록 ▼

□ 연구개요
본 연구의 목표는 수중 신규오염물질인 과불화합물을 화학적으로 정화하는 녹색화학(green chemistry) 기반 촉매 및 라디칼 환원처리기술 개발 및 이를 통한 상하수처리 시설 개선이다. 환경적으로 유해하고 매우 높은 잔류성으로 인해 수중 신규오염물질 중 높은 관심을 받고 있는 과불화합물의 대표물질인 PFOS를 효율적으로 처리할 수 있는 라디칼 기반 처리기술을 개발하고 또한 그 외 다양한 유기불소물질을 금속촉매를 이용하여 분해하였다. 오염물질의 구조와 반응성의 상관관계를 이해하고 그 원인을 계산화학기법 등을 이용

□ 연구개요
본 연구의 목표는 수중 신규오염물질인 과불화합물을 화학적으로 정화하는 녹색화학(green chemistry) 기반 촉매 및 라디칼 환원처리기술 개발 및 이를 통한 상하수처리 시설 개선이다. 환경적으로 유해하고 매우 높은 잔류성으로 인해 수중 신규오염물질 중 높은 관심을 받고 있는 과불화합물의 대표물질인 PFOS를 효율적으로 처리할 수 있는 라디칼 기반 처리기술을 개발하고 또한 그 외 다양한 유기불소물질을 금속촉매를 이용하여 분해하였다. 오염물질의 구조와 반응성의 상관관계를 이해하고 그 원인을 계산화학기법 등을 이용하여 분석하였다. 이를 통해 과불화합물과 그 외 불소함유물질을 지속가능하게 분해할 수 있는 촉매 및 라디칼 환원처리기술을 개발하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구에서는 수중 신규오염물질인 과불화합물 중 대표물질인 PFOS/PFOA를 Pd기반 촉매를 이용하여 정화하는 환원처리기술을 개발함.
< 1차년도 : Pd기반 촉매 및 라디칼 기반 PFOS의 탈불화와 환원 효율성 평가 >
– Pd 등 희금속기반 촉매를 생성하였음, 이를 이용하여 PFOS의 환원 분해 진행
– UV/sensitizer로 수화전자 라디칼을 생성하여 PFOS의 분해 및 탈불화를 확인
< 2차년도 : 촉매의 환원반응 규명과 촉매 물성, 지지체 속성 및 재질 개량 >
– 금속촉매를 이용한 다양한 유기불소물질의 탈불화 및 환원율을 평가
– 촉매 효율성을 향상시킬 신소재 기반 지지체 생성
– 수화전자 라디칼과 PFOS 반응에서의 수중물질들의 간섭효과 분석 및 정량화
< 3차년도 : 오염물질의 환원 반응 규명 및 촉매/라디칼 기술의 지속가능성 평가 >
– 실제 하수처리 조건에서 PFOS 의 분해 과정 확인
– DFT 계산화학기법을 이용하여 불소화합물의 구조와 금속촉매의 반응상수 간의 상관관계 다중회기분석 수행

□ 연구개발결과의 중요성
본 연구의 성과는 수중 신규오염물질 중에 세계적으로 최근 가장 관심이 높은 과불화합물을 처리하는 기술로 상하수처리 공정에서의 직접적이고 효율적인 적용이 가능하다. 또한 본 연구에서 개발할 촉매환원처리 기술은 녹색자원인 수소를 이용하여 오염물질을 화학적으로 무해물질로 변화시키며 그 독성을 저감시킬 수 있는 친환경적 해결방안이 될 것이다. 본 연구에서 규명한 탈불화 및 환원 과정은 과불화합물 이외의 다른 할로겐화유기오염물질들의 화학적 처리 공정 개발에도 응용될 수 있어 학문적으로도 큰 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 1) 1차년도: Pd기반 촉매 및 라디칼 기반 PFOS/PFOA의 탈불화와 환원 효율성 평가 ... 5
• 2) 2차년도: 촉매의 환원반응 규명과 촉매 물성, 지지체 속성 및 재질 개량 ... 8
• 3) 3차년도: PFOS 및 유기불소화합물의 환원 반응 규명 및 촉매/라디칼 기술의 지속가능성 평가 ... 11
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 13
• 4. 참고문헌 ... 14
• 5. 연구성과 ... 15
• 대표적 연구실적 ... 19
• 끝페이지 ... 25