황산 처리를 통해 개질된 TiO2 흡착제의 비소 흡착 특성에 관한 연구

A study on the adsorption properties of arsenic on sulfated TiO2 adsorbents

비소는 산업폐수와 화학적 합금, 살충제, 화석연료이 연소, 채광 작업 등 다양한 경로를 통해자연과 인간에게 노출되고 있다. 특히 먹는물로 취급되는 지하수에도 광산 등에서 용출된 비소가 포함되어 인간에게 만성적인 질병을 일으키는 독성 중금속으로 알려져 있다. 이러한 비소를 제거하기위해 상수도, 우물, 정수기 등에 흡착제를 적용하여 중금속을 제거하곤 한다. 흡착법은 다양한 가스상오염물질 제거 기술 중 운전비가 저렴하며 대부분의 물질 저감이 가능하다. 특히 잔류 독성 물질이포함되어 있는 수처리 분야에서 비용을 저감할 수 있는 해결책으로써 제시되고 있다. 본 연구에서는TiO2의 황산처리를 통해 두가지의 sulfated-TiO2를 제조하여 비소 흡착 성능을 확인하였다. 제조된흡착제는 TEM, XRD, XPS 및 FTIR 분석을 통해 물리화학적 특성을 확인하였고, 흡착제 표면의 황산종과 비소는 SO4 2-그룹에 의해 결합됨을 확인하였다. 특히, 전자 밀도를 조절하여 TiO2의 표면 산성도를 조절하고, 비소의 흡착 성능을 증진시킬 수 있는 흡착소재 제조 방법을 최적화하였다. 본 연구를 통해 개발된 흡착제로 기존 비소 흡착제 대비 20% 이상 성능을 증진시킨 소재를 제안할 수 있다.