관능기화 메조포러스 실리카를 이용한 파라자일렌 흡착 특성 (Characteristics of p-Xylene Adsorption usingFunctionalized Mesoporous Silica)

서지정보

· 발행기관 : 한국지반환경공학회
· 수록지 정보 : 한국지반환경공학회 논문집 / 13권 / 6호 / 27 ~ 31페이지
· 저자명 : 김상현, 박종훈, 강석태, 정재우, 김수홍, 조윤철, 이채영

초록

본 연구에서는 지하수 내의 BTEX 제거를 위한 흡착제로서 다양한 관능기화 메조포러스 실리카를 검토하였다. BTEX 물질로는 파라자일렌이 사용되었다. 관능기화 메조포러스 실리카는 공중합을 통해 MCM-41 기반 구조에 모노아민, 트리아민, 니트릴, 페닐, 옥틸기를 부착하여 합성되었다. 관능기화 메조포러스 실리카에서 파라자일렌 흡착 부위로 작용하는 부위는 Si-O-Si 결합, 계면활성제, 관능기인 것으로 사료된다. 관능기화 메조포러스 실리카의 자일렌 흡착능을 비교한 결과, 옥틸기를 부착한 경우에 MCM-41에 비해 자일렌 흡착능이 향상되었으며, 계면활성제로는 stearyltrimethylammonium chloride(STMACl)가 cetyltrimethylammonium bromide(CTMABr)에 비해 우수하였다. MCM-41을 기본 구조로, 옥틸기를 관능기로, STMACl을 계면활성제로 사용한 메조포러스 실리카는 20℃에서 Langmuir model 상에서 최대 4.17 mmol/g의 최대 흡착량을 가질 것으로 평가되었으며, 이는 MCM-41에 비해 약 2.9배 높은 수치였다.

영어초록

This study was designed to examine the feasibility of functionalized mesoporous silica as the adsorbent for benzene, toluene, ethylbenzene, and xylene isomers (BTEX) in groundwater. p-Xylene was used as the model compound of BTEX. A series of functionalized mesoporous silica with MCM-41 type of structure was synthesized using a co-condensation method. Monoamine, triamine, nitrile, phenyl, and octyl groups were functionalized to the mesoporous silica structure. Adsorption sites for p-Xylene in a functionalized mesoporous silica were Si-O-Si covalent bond, the surfactant, and the functional group. Octyl-functionalized mesoporous silica with stearyltrimethylammonium chloride as a surfactant showed the highest adsorption ability. The maximum xylene adsorption capacity of the octyl-functionalized mesoporous silica with stearyltrimethylammonium chloride based on Langmuir model was 4.17 mmol/g on 20℃, which was 2.9 times higher than that of MCM-41.

참고자료

· 없음