Alum 슬러지를 이용한 AlPO4-계 다공성 물질의 합성

Synthesis of AlPO4-type Mesoporous Materials Using Alum Sludge

  • 강광철 (공주대학교 그린홈에너지기술연구소) ;
  • 김용호 (공주대학교 화학과) ;
  • 김진만 (공주대학교 건축학부) ;
  • 이철호 (공주대학교 화학공학부) ;
  • 이석우 (공주대학교 그린홈에너지기술연구소)
  • Kang, Kwang Cheol (Green Home Energy Technology Research Center, Kongju National University) ;
  • Kim, Young Ho (Department of Chemistry, Kongju National University) ;
  • Kim, Jin-man (Department of Architecture, Kongju National University) ;
  • Lee, Choul Ho (Department of Chemical Engineering, Kongju National University) ;
  • Rhee, Seog Woo (Green Home Energy Technology Research Center, Kongju National University)
  • 투고 : 2010.12.06
  • 심사 : 2011.01.17
  • 발행 : 2011.04.10

초록

본 연구에서는 정수장의 alum 슬러지로부터 $AlPO_4$-계 다공성 물질의 합성과정을 규명하고자 가정용 세제, 휴믹산, 아미노산 등과 같은 유기물질을 틀로 사용하여 $Al(OH)_3$과 인산으로부터 $AlPO_4$-계 다공성 물질을 합성하였으며, $600^{\circ}C$의 공기 중에서 소성을 통하여 틀로 사용한 유기물질을 제거하였다. X-선 회절 분석 결과 합성된 물질은 $AlPO_4$-계 다공성 물질의 특징적인 패턴을 나타내었으며, 물질의 형태적인 특성은 주사전자현미경을 이용하여 관찰하였다. $^{27}Al$ MAS NMR 분석을 통하여 $Al^{3+}$ 이온 주변의 화학적 배위환경의 변화를 관찰하였다. 소성 전 물질에는 4배위와 6배위된 $Al^{3+}$ 이온이 함께 존재하지만, 소성 후 물질에서 $Al^{3+}$ 이온은 모두 4배위 환경에 존재하였다. 합성된 고체 내부에 형성된 기공은 BET 비표면적 측정으로 확인하였다. 최종적으로 합성된 물질의 응용으로 공기 중 유해 포름알데히드 제거 실험을 실시하였으며, 포름알데히드 분자가 물질에 존재하는 기공 표면에 흡착됨을 확인하였다. 결론적으로, alum 슬러지로부터 얻어진 $AlPO_4$-계 다공성 재료를 유해 기체의 흡착 및 제거에 활용할 수 있는 가능성을 제시하였다.

과제정보

연구 과제 주관 기관 : 한국연구재단, 중소기업청

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