Analytical Science and Technology (분석과학)

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Reduction of perchlorate in aqueous solution using zero valence iron stabilized with alginate bead

알지네이트 비드를 이용하여 안정화한 0가 철의 수용액 상에서의 과염소산 이온의 환원 분해 특성

  • Received : 2010.11.12
  • Accepted : 2010.11.15
  • Published : 2010.12.25
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Abstract

Perchlorate ion ($ClO_4^-$) has been widely used as oxidizing agent in military weapon system such as rocket and missile fuel propellant. So it has been challenging to remove the pollutant of perchlorate ion. nanoscale zero valence iron (nZVI) particles are widely employing reduction catalyst for decomposition of perchlorate ion. nZVI particles has increasingly been utilized in groundwater purification and waste water treatment. But it have strong tendency of aggregation, rapid sedimentation and limited mobility. In this study, we focused on reduction of perchlorate ion using nZVI particles immobilized in alginate polymer bead for stabilization. The stabilized nZVI particles displayed much greater surface area, and much faster reaction rates of reduction of perchlorate ion. In this study, an efficient way to immobilize nZVI particles in a support material, alginate bead, was developed by using $Ca^{2+}$ as the cross-linking cations. The efficiency and reusability of the immobilized Fe-alginate beads on the reduction of perchlorate was tested at various temperature conditions.

과염소산 이온($ClO_4^-$)은 로켓, 그리고 미사일 추진체등의 군사적 무기에 산화제로서 널리 사용이 되고 있다. 또한 주요 오염물질로 간주되는 과염소산 이온을 분해하려는 연구도 계속 진행이 되고 있다. 과염소산 이온을 환원 분해 처리하기위한 촉매로는 0가 철이 많이 응용되고 있다. 0가 철은 지표수의 정화나 오염물질의 처리에 널리 활용이 되고 있는 물질이다. 그러나 이것은 뭉침이 잘 일어나고 쉽게 침전이 되며 제한적인 유동성을 갖는 경향이 있다. 따라서 본 연구에서는 칼슘-알지네이트 고분자를 응용하여 나노크기의 0가 철 입자를 고정시켜 안정화하고 과염소산 이온을 환원분해 하였다. 안정화된 0가 철 입자는 분산되어 넓은 표면적을 가지기 때문에 과염소산 이온의 환원분해 효율을 더욱 증가 시킨다. 본 연구에서는 지지체 물질인 알지네이트 비드로 0가 철을 고정화하는 방법을 개발하고 가교제 역할을 하는 칼슘이온을 함께 사용하였다. 이것을 이용하여 과염소산 이온의 환원분해 효율을 온도를 변화하면서 실험 하였고 재사용 가능성을 점검하였다.

Keywords

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