Evaluation on Removal Efficiency of Methylene Blue Using Nano-ZnO/Laponite/PVA Photocatalyzed Adsorption Ball

ISSN 1225-5025

Nano-ZnO/Laponite/PVA 광촉매 흡착볼의 메틸렌블루 제거효율 평가 Evaluation on Removal Efficiency of Methylene Blue Using

Nano-ZnO/Laponite/PVA Photocatalyzed Adsorption Ball

오주현․안호상․장대규․안창혁․이새로미․주진철

^†

Ju Hyun Oh․Hosang Ahn․Dae Gyu Jang․Chang Hyuk Ahn․Saeromi Lee․Jin Chul Joo

^†

Construction Environment Research Division, Korea Institute of Construction Technology

Abstract : In order to overcome drawbacks (i.e., filtration and recovery) of conventional powder type photocatalysts, nano-

Based on the results from this study, synthesized ZLP photocatalyzed adsorption balls were expected to remove recalcitrant organic compounds effectively through both adsorption and photocatalytic degradation, and the risks of environmental receptors caused by detachment of nanoscale photocatalysts can be reduced.

Key Words : Adsorption, Laponite, Methylene Blue, Nano-ZnO/Laponite/PVA (ZLP), Photocatalytic Degradation, Photocatalyzed Adsorption Balls, Recalcitrant Organic Compounds, Zinc Oxide, Poly Vinyl Alcohol

요약 : 광촉매인 나노크기의 산화아연(ZnO)과 흡착기능의 지지체인 Laponite, 결합제인 poly vinyl alcohol (PVA)를 혼합하여 붕산(boric acid)과 가교반응(crosslinking)을 통해 흡착과 광분해가 동시에 발생하며 회수가 불필요한 nano-ZnO/Laponite/PVA (ZLP) 광촉매 흡착볼을 개발하였다. ZLP 광촉매 흡착볼 제작을 위한 최적의 배합비는 Nano-ZnO:Laponite:PVA:deionized water의 구성비가 3:1:1:16 (by weight)으로 도출되었으며, PVA가 붕산과의 가교결합을 통해서 다층의 망(mesh network)과 막 (film)을 형성하여 Laponite의 팽윤과 ZnO의 탈리 현상을 억제하는 것으로 사료된다. 수중안정성을 개선하고 비표면적을 높이 기 위한 최적의 건조방법은 microwave를 활용하는 방법이며, SEM과 TEM의 분석을 통해 다양한 크기(55~500 µm)의 공극(pore) 이 분포하며 ZnO의 균질한 분포를 확인할 수가 있었다. 메틸렌블루 광분해 특성은 반응 초기(40분)에는 Laponite와 메틸렌 블루의 이온결합에 따른 흡착제거가 주요 제거 기작이며, 메틸렌블루의 흡착이 포화상태에 도달 후 광분해를 통한 제거가 발생 함을 확인하여 흡착과 광분해가 동시에 발생하여 수중에 용해된 메틸렌 블루를 효과적으로 제거할 수 있음을 확인하였다.

본 연구를 통해 짧은 시간에 흡착과 광분해가 동시에 진행되어 난분해성 오염물질을 효과적으로 제거하는 광촉매 흡착볼의 제작이 가능하며, 나노물질의 탈리로 인해 발생하는 환경 및 수용체에 미치는 위해성도 최소화 할 수 있을 것으로 판단된다.

주제어 : Nano-ZnO/Laponite/PVA (ZLP), 광분해, 광촉매 흡착볼, 난분해성 오염물질, 라포나이트, 메틸렌-블루, 산화아연, 폴 리 비닐 알코올, 흡착

1. 서 론

최근에는 반도체 금속산화물과 흡착제를 혼합한 융복합 광촉매 정화공법이 지하수내 난분해성 오염물질 처리에 새 롭게 조명 되고 있다.^1~6) 이러한 공법의 가장 큰 장점은 흡착 (adsorption)과 광분해(photodegradation)가 동시에 발생하여 오염물질과 분해 부산물을 빠르게 흡착하여 흡착된 오염물 질을 지속적으로 산화 분해할 수 있는 점이다. 또한, 광촉 매 산화/환원반응의 특성에 따라 수중에서 활성과정을 통해 발생하는 다량의 하이드록시 라디칼(OH･)과 슈퍼 옥사이드

음이온(O2-)의 강한 산화력을 통해 난분해성 유기화합물을 완전히 산화 분해시켜 물과 탄산가스를 생성할 수 있는 점 이다.^2,3)

광촉매 반응을 이용한 금속산화물중 가장 널리 쓰이는 이 산화티타늄(TiO2)은 내산성 및 내알칼리성이 우수하며, 인 체에 무해한 것으로 보고되고 있다.¹⁾ 비록 TiO2가 광촉매로 써의 효율은 우수하지만, 나노 크기의 분말(powder) 형태로 수질 정화에 적용 시 오염물질 처리 후 나노 분말이 환경에 미치는 위해성을 예방하기 위해 회수(recovery) 해야 하는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 분말형태의

TiO2를 다양한 지지체(수처리 반응기 내부, UV lamp 자체 에 코팅, 다양한 담체에 코팅)에 고정화(immobilization)하는 연구가 국내․외에서 활발히 진행되고 있다.^1~4)

본 연구에서는 분말 형태의 광촉매 회수의 문제점을 해결 하기 위한 방법으로 광촉매인 나노크기의 산화아연(ZnO)과 흡착기능의 지지체(supporting media)인 Laponite, 결합제(bin- der)인 poly vinyl alcohol (PVA)를 이용하여 회수가 불필요 한 융복합 nano-ZnO/Laponite/PVA 광촉매 흡착볼(ZLP)을 제 조하고, 만들어진 ZLP 광촉매 흡착볼을 사용하여 오염물질 분해효율을 평가하였다. 최근에는 ZnO가 가격이 저렴하고 현장적용성이 뛰어나 수질정화 뿐만 아니라, 디스플레이 장 치, Gas 센서, 대기정화에도 널리 활용되고 있다.^1,5~7) 특히, ZnO는 TiO2 광촉매와 비교하여 강력한 발광의 효과를 가 지고 있어 전자와 정공 쌍의 재결합이 지연되어 활발한 광 촉매 반응을 일으킬 수 있고, 공유밴드의 위치상 특징으로 인해 유기물을 좀 더 강력히 산화시킬 수 있는 능력을 가지 고 있다.^1,5~7) 그리고 개질(modification)이 용이하여 다양한 형태로 적용이 가능하므로 향후 난분해성 오염물질의 분해 및 제거효율을 향상시킬 수 있는 가능성이 우수한 것으로 보고되고 있다.^6,8)

Laponite는 인공 합성점토(artificial clay) 물질로, 높은 광 투과성(light transmissivity), 큰비표면적(specific surface area), 우수한 양이온교환능력(cation exchange capacity)을 가지고

있다.^9~11) 따라서 광촉매 물질과 결합 시 우수한 광 투과성

으로 복합체 내부까지 광원이 도달할 수 있으며, 높은 비표 면적으로 오염물질의 흡착을 유도하여 오염물질의 광분해 효과가 극대화 될 것으로 기대되고 있다. 실제로, Laponite 물질 자체의 우수한 양이온교환능력으로 인해 쉽게 개질 (modification) 및 새로운 물질로 변형(deformation)이 가 능하여, 저온 상태의 sol-gel법을 이용하면 타 재료와의 수 열합성이 용이하여 제작 단가 및 에너지 사용량을 여타 공 정에 비교해서 크게 절감시킬 수 있는 것으로 보고되고 있다.^9~11)

ZnO와 Laponite의 결합제로 사용된 PVA는 우수한 기계적, 화학적 성질을 가지고 있는 친수성 고분자로 필름, 코팅제, 표면처리제 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있다.¹²⁾ 그러 나 PVA는 내수성이 약해 결합재로 사용되었을 경우 수중에 서 쉽게 용해되는 단점이 있어, 타 재료와 결합 시 개선 및 개질이 요구된다. 위와 같이 수중에서 PVA가 용해되는 문제 점을 해결하기 위해 붕산(boric acid)과 가교결합(crosslinking reaction)을 통해 PVA의 내수성을 개선하는 사례가 기존 연구 에서 보고되었다.^12~15)

본 연구의 목적은 nano-ZnO/Laponite/PVA 광촉매 흡착볼 의 개발 방법 도출, 개발된 흡착볼의 구조적, 물리화학적 특 성 분석, 그리고 양이온 염료인 메틸렌블루(methylene blue) 의 광촉매 분해 효율을 조사하는 것이며, 난분해성물질로 오 염된 현장에 개발된 nano-ZnO/Laponite/PVA 광촉매 흡착볼 을 활용해 오염물질 정화 가능성을 판단하고자 하였다.

2. 실험재료 및 방법

2.1. Nano-ZnO/Laponite/PVA (ZLP) 제조 방법

Nano-ZnO/Laponite/PVA (ZLP) 광촉매 흡착볼을 제조하기 위해서 Nano-ZnO 분말(purity 99%, diameter 30 nm, Nabond, China)을 사용하였다. Laponite는 인공점토로서 화학식은 Na0.7[(Si8Mg5.5Li0.5)O20]^0.7으로 흰색의 분말형태이며, 밀도는 1 g/cm³, 표면적은 370 m²/g으로 상업용 Laponite RD (Rock- wood, UK)를 구매하여 사용하였다.⁹⁾ PVA (poly vinyl al- cohol, P17, CAS 9002-89-5)는 한국의 대명케미칼의 제품을 사용하였으며, PVA의 수용해성을 조절하기 위해 비누화 정 도가 일정한 제품을 사용하였다.

Nano-ZnO 분말과 인공 점토인 Laponite는 그 자체로는 물 리화학적 결합이 발생하지 않기 때문에 외부의 에너지원을 통한 인위적인 결합이 필요하다.¹⁰⁾ 결합을 위해서 PVA를 결 합제로 사용하였고, 보다 구조적으로 안전하고 수용해성이 낮은 ZLP 볼의 제조를 위해서 붕산(10%)용액을 활용하여 가교결합을 하였다.^12-15) 이와 같이 제작된 볼의 개략적인 모 식도는 Fig. 1과 같다. Fig. 1과 같이 광 투과성이 우수한 La- ponite가 ZLP의 지지체가 되며, 나노 크기의 ZnO가 ZLP 표 면과 내부에 균일하게 분포하여, PVA가 붕산과의 가교결합 을 통해서 망(mesh network)과 얇은 막(film)을 형성하여 복 합체를 결합하고 있는 것으로 추정하고 있다.

본 연구에서는 ZLP 광촉매 흡착볼 제조를 위해서 nano- ZnO 30 g, Laponite 10 g, PVA 10 g, 증류수 160 mL, 10 % 의 붕산용액을 사용하였다. 우선 PVA 10 g과 증류수 160 mL를 2 L의 스테인리스 교반조에 넣고 200 rpm으로 교반 한다. 만들어진 PVA 수용액에 Laponite 10 g을 추가로 첨가 하여 다시 200 rpm으로 30분 동안 교반한다. 교반이 완료된 PVA와 Laponite 혼합 용액에 nano-ZnO 30 g을 최종적으로 첨가한 후 30분간 추가로 교반하여 만들어진 혼합용액을 정량펌프를 사용하여 토출 노즐을 통해 10 %의 붕산용액에 주입시켜 ZLP 볼이 성형되도록 하였다. 실험용 ZLP볼의 제작 공정의 효율성, 일관성 및 대량생산을 위해 재료의 혼

Fig. 1. Schematic diagram of nano-ZnO/Laponite/PVA (ZLP) pho- tocatalyzed adsorption ball.

Fig. 3. Schematic diagram and pictorial view of the batch photocatalytic reactor.

Fig. 2. Pictorial view for production equipment of nano-ZnO/

Laponite/PVA (ZLP) photocatalyzed adsorption ball.

합과 성형이 자동화된 일체형 장비를 제작하여 활용하였다 (Fig. 2).

구조적으로 안정하고 내수성이 우수한 ZLP 볼을 제작하기 위해서는 성형된 ZLP 볼의 내․외부의 화학적 가교결합을 극대화시킬 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 60℃의 붕 산(10%)용액에 90분 동안 충분히 반응시켜, ZLP 볼 내부 로 붕산의 확산을 통해서 ZLP 볼 내․외부의 가교결합을 촉진시켰고, 가교 결합이 완료된 볼은 microwave 600 W (DAEWOO, kr-A202B)로 3분 동안 가열하여 실온에서 건조 시켰다.¹⁶⁾

2.2. Nano-ZnO/Laponite/PVA (ZLP)의 물리화학적 특성 분석

Nano-ZnO, Laponite 및 PVA의 물리화학적 결합을 통해 만 들어진 ZLP 볼의 구성물질이 결합체로 합성된 후, ZLP 볼 표면의 균일성 및 입자의 크기를 조사하고 결정의 방위 및

결정화 정도를 조사하기 위해서 투과전자현미경(TEM, Philips CM 200)과 주사전자현미경(FE-SEM, HITACHI, S-4700)을 사용하여 분석하였다.

2.3. Nano-ZnO/Laponite/PVA (ZLP)의 광분해 특성 분석 광분해 효율을 평가하기 위해서 양이온 염료인 메틸렌블 루(methylene blue, SHOWA.Chemcal. Co. Ltd)를 사용했으며, 실험은 광분해 반응기(batch photocatalytic reactor) 4개를 동시에 이용해 실시하였다(Fig. 3). 광분해 반응기 외부는 PVC 플라스틱으로 제작하였고, 내부는 UV조사 효율을 높이기 위해서 내부에 거울을 설치하였다. 광분해 반응기 내부에는 UVC 램프(8 watt, 254 nm) 4개와 온도를 조절할 수 있는 조절기 및 냉각 팬을 설치하였다. 반응기 중앙에는 mininert valve가 달려 있는 73 mL의 석영셀이 위치하며, 제작된 석 영셀에 63 mL 메틸렌블루 용액(20 ppm)을 주입하고 10 g의 ZLP 볼을 석영셀에 투입하여 광분해 실험을 실시하였다.

메틸렌블루로 오염된 수용액 내에서의 ZLP 볼의 광분해, 흡착, 광촉매 효율에 따른 농도 변화를 측정하기 위한 실험 조건으로 ① blank 대조군 석영셀(메틸렌블루 용액만 주입),

② UV 석영셀(UV만 조사), ③ ZLP 볼 석영셀(흡착), ④ UV + ZLP 볼(흡착+UV조사)으로 구성한 후 4개의 반응기를 동시 에 운전하였다(Table 1). Sampling은 10분 간격으로 일정량

Table 1. Experimental conditions of methylene blue removal in aqueous solution

Parameters UV lamp (8-watt)

ZLP ball amount

Methylene blue

➀ blank - - 20 mg/L

➁ UV 4 EA - 20 mg/L

➂ ZLP Ball - 10 g 20 mg/L

➃ UV + ZLP Ball 4 EA 10 g 20 mg/L

Fig. 5. FE-SEM images of nano-ZnO/Laponite/PVA (ZLP) photocatalyzed adsorption ball at (a) x30 mag. and (b) x100 mag.

(2 mL)의 용액을 채취하여 spectrophotometer (S-3100 PDA UV-VIS, Scinco)를 활용해 664 nm 파장에서 흡광도를 측정 하여 메틸렌 블루의 농도 변화를 관찰하였다.⁵⁾

3. 결과 및 고찰

3.1. Nano-ZnO/Laponite/PVA (ZLP) 광촉매 흡착볼 제조 ZLP 볼 합성 시 우선적으로 고려되어야 할 사항으로는 구 성물질의 배합비와 수중안정성이다. 이 2가지를 동시에 만 족시킬 수 있는 최적의 배합비를 도출하기 위해서 다양한 실험조건으로 반복실험을 실시하였다. 예를 들어, Nano-ZnO:

Laponite:PVA:deionized water의 배합비를 3:1:2:12 (by weight) 로 적용 시에는 복합체 수용액의 점도가 너무 높아 ZLP 볼 이 붕산용액과 가교결합을 하면서 볼 형태를 유지 하지 못 하고 팽윤(inner-crystalline swelling)하여 파괴되었다. 반대로 배합비를 3:1:1:30 (by weight)으로 적용하여 용액을 교반했 을 때에는 물의 양이 너무 많아 복합체 수용액에서 발생되 는 기포에 의해 ZLP 볼을 제작할 수 없었다. 이러한 현상들 은 지지체로 활용되는 인공 점토인 Laponite에서 기인한 것 으로 Laponite와 물 분자가 결합 시 팽윤 현상이 발생하여, PVA가 팽윤 현상을 억제하지 못하는 것으로 판단된다.¹⁷⁾ 이 와 같은 반복적인 실험을 통해 도출된 최적의 광촉매 흡착 볼 배합비는 3:1:1:16 (by weight)으로 ZLP 볼 형성 시 팽윤 과 탈리의 현상이 발생하지 않았으며, 제조된 볼은 60일 이 상 수중침수실험에도 구조적 안정성을 유지하는 것으로 조

Fig. 4. Pictorial view of nano-ZnO/Laponite/PVA (ZLP) photoca- talyzed adsorption ball.

사되었다.

도출된 최적의 배합비를 통해 만들어진 복합체 수용액을 10%의 붕산용액에 정량펌프를 사용하여 주입하여 크기 약 2~3 mm의 ZLP 광촉매 흡착볼을 최종적으로 제조하였다(Fig.

4). 또한, ZLP 볼의 수중안정성을 개선하고 표면적을 높이 기 위한 방법으로 microwave를 사용하여 볼을 건조시켜 내 수성 개선 및 공극(porosity)을 증대시킬 수 있었다.¹⁶⁾

3.2. Nano-ZnO/Laponite/PVA (ZLP) 광촉매 흡착볼의 물 리화학적 특성

SEM 분석 결과, ZLP 볼에 지름 55~500 µm에 해당하는 다양한 크기의 많은 공극(pore)이 분포하고 있음을 확인하 였다(Fig. 5). 다양한 크기의 기공은 microwave를 활용한 건 조과정에서 ZLP 볼에 포함되어 있던 수분이 단기간에 증발 되면서 발생한 것으로 판단된다. 이러한 과정은 ZLP 볼 자 체의 수분을 충분히 제거하고 다양한 크기의 공극을 생성하 기 때문에 내수성을 증가시키는 효율적인 건조방법이 될 수 있다.¹⁶⁾

TEM 분석 결과, 나노크기의 ZnO 입자(둥근 흰색 점)가 일 정간격으로 나타나 ZLP 볼 내부에도 ZnO가 고르게 분포 되어 있음을 확인할 수가 있었다(Fig. 6). 따라서 ZLP 볼의 합성 후에도 볼의 내․외부에서 광촉매 기능을 충분히 할 수 있을 것으로 판단된다.

Fig. 6. Cross sectional TEM image of nano-ZnO/Laponite/PVA (ZLP) photocatalyzed adsorption ball.

Fig. 7. UV-vis absorbance spectra of methylene blue in aqueous solution as a function of the reaction time.

3.3. Nano-ZnO/Laponite/PVA (ZLP) 광촉매 흡착볼의 메틸 렌블루(MB) 광분해 특성

ZLP 볼의 메틸렌블루 광분해 특성을 조사하기 위해 4가 지 조건(Table 1)의 시료에 대한 흡광 스펙트럼 결과를 Fig.

7과 8에 나타내었다. 실험결과, Blank에서는 90분 동안 메 틸렌블루의 분해가 전혀 일어나지 않았다. 하지만 UV 조 건에서는 90분의 반응시간 동안 메틸렌블루가 약 18% 제거 됨을 확인할 수 있었다(Fig. 8). UV 조사가 없는 ball 석영셀 에서는 반응 초기(약 40분)에 메틸렌블루가 59% 제거되었 으며, 40분 이후에는 메틸렌블루의 제거는 더 이상 발생하 지 않았다. UV가 없는 조건에서는 광분해가 발생하지 않 으므로 메틸렌 블루의 ZLP 볼로 흡착에 따라 농도변화가 발생한 것으로 판단된다.^18~21) 하지만, 40분 이후에는 더 이 상 흡착에 따른 농도변화가 발생하지 않으므로, ZLP 볼에 의한 메틸렌 블루의 흡착이 포화상태에 도달한 것으로 사 료된다. 점토 계열 물질의 높은 양이온 교환능력을 이용한 메틸렌블루 흡착 제거는 많은 연구를 통해서 이미 검증되 었으며, 본 연구에서도 유사한 결과를 얻을 수 있었다.²²⁾

광촉매를 활용한 다양한 선행 연구에서도 광촉매반응의 효율을 높이고 광분해의 효율성과 지속성을 유지하기 위해 꼭 선행되어야 하는 것이 광촉매 표면의 흡착(adsorption)이 라고 제안하고 있다.^2,3) 즉, 오염물질의 제거 속도 및 효율은

Fig. 8. Removal efficiency of Methylene blue using nano-ZnO/

Laponite/PVA (ZLP) photocatalyzed adsorption ball.

광촉매 및 광촉매 복합체 표면에 흡착되는 오염물질의 양 에 따라 좌우되며, 비표면적이 큰 광촉매 복합체일수록 높 은 제거효율을 기대할 수 있는 것으로 보고되고 있다.^2,3,17,18) UV조사와 ZLP 볼이 함께 들어있는 실험에서는 반응 40 분 동안 ZLP 볼은 UV조사가 없는 ball 석영 셀 조건과 유

사한 경향을 보였으며, 이는 Laponite에 의한 메틸렌블루의 흡착 제거가 반응 초기에 주요 기작임을 증명한다. 그러나 40분 이후부터는 메틸렌블루의 광분해에 의한 제거가 진행 되어, 반응 후 90분 경과 시 제거효율이 96%에 이르는 것으 로 확인되었다.^21,23) 따라서 반응초기에는 메틸렌블루의 흡 착제거가 광분해 대비 주요 제거 기작이었으나, ZLP 볼에 메틸렌블루의 흡착이 포화상태에 도달 후 광분해를 통한 제거가 발생함을 알 수 있다. 또한, ZLP 볼이 없이 UV만 조사한 경우에는 메틸렌블루의 제거효율이 18% 미만임을 판단할 때, ZLP 볼의 흡착제거와 광분해가 동시에 진행될 시 수중에 용해된 메틸렌 블루의 훨씬 높은 제거효율을 얻 을 수 있다는 것을 확인하였다.

따라서 본 연구를 통해 수질정화에 활용되는 분말형태인 TiO2 광촉매를 대신해서, 개발된 융복합 ZLP 광촉매 흡착 볼을 사용하여 난분해성 오염물질을 비교적 짧은 시간에 흡 착과 광분해를 통해 동시에 제거할 수 있는 것으로 사료되 며, 나노크기의 광촉매를 회수해야 하는 문제점을 ZLP 광촉 매 흡착볼로 대체하여 사용함으로서 경제성 및 현장적용성 이 우수한 공정을 개발한 것으로 판단된다.

4. 결 론

본 연구에서는 분말 형태의 광촉매 회수의 문제점을 해 결하기 위한 방법으로 광촉매인 나노크기의 산화아연(ZnO) 과 흡착기능의 지지체(supporting media)인 Laponite, 결합 제(binder)인 poly vinyl alcohol (PVA)를 이용하여 nano-ZnO/

Laponite/PVA 광촉매 흡착볼(ZLP)을 제조하여, 흡착과 광분 해가 동시에 발생하며 회수가 불필요한 융복합 광촉매제를 개발하고, 오염물질 분해효율을 평가하였다. 본 연구에서 도 출한 결론은 다음과 같다.

1) ZLP 광촉매 흡착볼 제작을 위한 최적의 배합비는 Nano- ZnO/Laponite/PVA/deionized water의 구성비가 3:1:1:16 (by weight)으로 도출되었으며, PVA가 붕산과의 가교결합을 통 해서 다층의 망(mesh network)과 막(film)을 형성하여 Lapo- nite의 팽윤과 ZnO의 탈리 현상을 억제하여 우수한 내수성 을 갖는 것으로 조사되었다.

2) ZLP 광촉매 흡착볼의 수중안정성을 개선하고 비표면 적을 높이기 위한 최적의 건조방법은 microwave를 활용하는 방법이며, SEM과 TEM의 분석을 통해 ZLP 광촉매 흡착볼 내 다양한 크기(55~500 µm)의 공극(pore)이 분포하고 ZnO 가 고르게 분포되어 있음을 확인할 수가 있었다.

3) ZLP 광촉매 흡착볼의 메틸렌블루 광분해 특성은 반응 초기(40 분)에는 Laponite와 메틸렌 블루의 이온결합에 따 른 흡착제거가 주요 제거 기작이었으나, 메틸렌블루의 흡착 이 포화상태에 도달 후 광분해를 통한 제거가 발생함을 실 증하였으며, 이를 통해 흡착제거와 광분해가 동시에 발생하 여 수중에 용해된 메틸렌 블루를 효과적으로 제거할 수 있

음을 확인하였다.

4) 본 연구를 통해 수질정화에 활용되는 다양한 분말형태 의 광촉매를 대신해서, 짧은 시간에 흡착과 광분해가 동시 에 진행되는 광촉매 흡착볼의 제작이 가능한 것으로 판단 된다. 또한 일정한 조건하에서 수용액상의 난분해성 유기오 염물질의 제거가 가능하며, 광촉매 흡착볼 활용 후 재사용 을 위한 수거가 용이하여 나노물질의 탈리로 인해 발생하 는 환경 및 수용체에 미치는 위해성도 최소화 할 수 있을 것으로 판단된다. 향후 볼 제작의 용이성, 수질정화 효율 증 대, 현장 적용성 분석 등을 종합적으로 고려한 추가 연구가 필요할 것으로 판단된다.

사 사

본 연구는 환경부 토양․지하수오염방지기술개발사업(20- 12000550005)의 연구비 지원에 의해 수행되었으며 이에 감 사드립니다.

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