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제105회 대한화학회 학술발표회, 총회 및 기기전시회 안내 새로운 철이온 안정화 물질(cross-linked chitosan)을 이용한 개선된 펜톤 반응에서의 사염화탄소 분해 메커니즘 연구

등록일
2010년 2월 24일 18시 02분 05초
접수번호
1342
발표코드
42P306포 이곳을 클릭하시면 발표코드에 대한 설명을 보실 수 있습니다.
발표시간
금 <발표Ⅲ>
발표형식
포스터
발표분야
환경화학
저자 및
공동저자
신영호, 이영민1, 이우진2
한국과학기술원 건설 및 환경공학과, Korea
1한국과학기술원 건설및환경공학과, Korea
2KAIST 건설 및 환경공학과, Korea
염소계 화합물은 다양한 산업 분야에서 사용되고나, 사용자 부주의 및 노후 시설로 인해 자연계에 노출될 경우 그 독성과 난분해성으로 인해 치명적인 악영향을 미칠 수 있다. 이러한 염소계 화합물로 오염된 토양 및 지하수 복원을 위한 방법으로는 생물학적, 그리고 물리/화학적 방법들이 있다. 이중 펜톤 기술은 철이온과 과산화수소를 이용하여 강력한 산화제인 수산화 라디칼을 형성하는 기술로써 대부분의 유기화합물을 빠른 시간 내에 분해할 수 있으며, 환경친화적인 이유로 인해 실제 오염부지에 많이 적용되었으며 현재에도 연구 및 개발되고 있는 기술이다. 그러나 염소계 화합물 중 사염화탄소는 위와 같은 전통적 방식의 펜톤반응으로는 제거 효율이 매우 낮은 것으로 알려져 있다. 그 이유는 사염화탄소는 수산화 라디칼에 의한 산화적 탈염소 반응으로는 제거되지 않기 때문이다. 따라서 본 연구에서는 철이온을 안정화시킬 수 있는 새로운 킬레이트 물질인 키토산을 이용한 개선된 펜톤 반응을 통한 사염화탄소의 환원적 탈염소 반응에 대한 연구를 수행하였다. pH 6에서 키토산에 의해 안정화된 철이온을 사염화탄소 분해에 적용할 경우 펜톤 분해 효율을 크게 향상시킬 수 있었다. 개선된 펜톤반응 내에서 사염화탄소의 분해는 염소이온 농도와 중간 반응산물들을 분석함으로써 탈염소 반응을 통해 일어난다는 것을 증명하였다. 이때, 측정된 모든 시료의 염소이온 회수율은 초기 사염화탄소 농도와 비교하여 91% 이상을 보였다. 또한, 수산화 라디칼의 scavenger로 잘 알려진 2-propanol을 이용하여 사염화탄소의 분해가 산화적 분해 반응이 아닌 환원적 분해 반응을 통해 일어남을 보였다. 분해 효율 영향인자로써 과산화수소, 철이온 그리고 사염화탄소 농도를 변화하며 분해 실험을 수행하였다. 추가적인 분해 메커니즘을 증명하기 위한 실험으로 SEM-EDX, TEM 분석을 통해 키토산 표면에 적절히 흡착된 철이온과 XPS 분석을 통해 개선된 펜톤 반응의 개시를 알 수 있었다. 따라서, 키토산을 활용하면 다양한 물질로 오염된 토양 및 지하수의 효과적인 복원이 가능하며, 이는 폐각 자원 활용 측면에서도 환경 친화적인 대체 복원 기술로써 평가 받을 수 있을 것이라 기대된다.

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