수용액 내 금속이온의 고감도 센싱을 위한 기능화된 나노다공성 실리카

Functionalized Nanoporus Silica for Highly Selective Sensing of Metal Ion in Water

본 연구에서는 실리카원으로 TEOS를 사용하고 주형으로 트리블럭 공중합체 (P123)를 사용하여 산성 조건에서 자기조립 과정과 수열반응을 거친 뒤, 용매추출법을 통해 성공적으로 배열된 육방체 구조의 메조 세공 배열을 가지는 나노다공성 실리카 물질(Surfactantextracted SBA-15)을 합성하였다. 또한, 본 연구에서는일정한 나노미터 크기와 규칙적으로 배열된 나노기공을 가지는 나노다공성 실리카 물질에 아미노 실란기를 개질시킨 다음 (AAPDMS SBA-15) 다양한 중금속 이온을 흡착시켜 다양한 금속 이온에 대한 센싱 정도를 광형광 분광법으로 확인하였다. 그 결과, 본 연구에서 합성한 실리카 물질은 Cu2+에 대해 가장 뛰어난 센서 능력을 보였다.

In this study, after self-assembly and hydrothermal reaction under acidic condition using TEOS as a silica source and a triblock copolymer (P123) as a template, a nanostructured silica material (As-synthesized SBA-15) with two dimensional (2D) hexagonal symmetry was successfully synthesized. The templates in nanopores were removed in HCl-EtOH solution through solvent extraction method (Surfactant-extracted SBA-15). In addition, after modifying amino silane groups on the surfaces of nanopores with high arrangement in silica materials (AAPDMS-SBA-15), Tb/AAPDMS-SBA-15 was produced via complexation between Tb3+ and aminosilane. Various heavy metal ions were adsorbed to confirm the degree of sensing for each metal ion by photofluorescence spectroscopy. As a result, the functionalized silica material showed the high selective sensing for Cu2+ in aqueous solution.