KR102193775B1 - Permeable reactive barrier and the method for removing pollutants by using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 투수성 반응벽체는 유기물을 선택적으로 제거하는 투수성 반응벽체로서, 유기물에 대한 유사 펜톤 처리를 위한 활성 라디칼을 생성하는 산화제; 및 환원 그래핀 옥사이드(rGO) 및 금속 나노 입자의 합성물질이며, 활성 라디칼 생성의 촉매제로 역할을 하는 rGO 나노합성물질을 포함하는 것을 특징으로 한다.The water-permeable reaction wall according to an embodiment of the present invention is a water-permeable reaction wall that selectively removes organic matter, comprising: an oxidizing agent generating active radicals for similar Fenton treatment of organic matter; And it is a synthetic material of reduced graphene oxide (rGO) and metal nanoparticles, characterized in that it comprises an rGO nano-synthetic material that serves as a catalyst for the generation of active radicals.
Description
본 발명은 투수성 반응벽체 및 이를 이용한 오염물질의 선택적 제거 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 촉매제인 나노합성물질을 통해 유사 펜톤 처리(Fenton treatment)를 수행하는 투수성 반응벽체 및 이를 이용한 오염물질의 선택적 제거 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a water-permeable reaction wall and a method of selectively removing pollutants using the same, and more particularly, a water-permeable reaction wall that performs a similar Fenton treatment through a nano-synthetic material as a catalyst, and a pollutant using the same. It relates to a method of selective removal of.
나노 입자는 직경이 나노 크기, 즉 1㎚ 이상 내지 1000㎚ 미만의 크기를 가지는 입자로서, 벌크 상태일 경우와 다른 독특한 특성이 나타나며, 그 크기 또는 형태에 따라 다양한 특성이 나타난다. 즉, 나노 입자는 그 크기 및 형태에 따라 의료, 화장품, 전자, 정보저장, 촉매 등과 같은 여러 분야에 응용된다.Nanoparticles are particles having a nano size, that is, a size of 1 nm or more to less than 1000 nm in diameter, and exhibit unique characteristics different from those in a bulk state, and various characteristics appear depending on the size or shape. That is, nanoparticles are applied in various fields such as medical care, cosmetics, electronics, information storage, and catalysts, depending on their size and shape.
예를 들어, 나노 입자는 촉매 작용을 위한 촉매제로 사용될 수 있다. 이때, 나노 입자의 크기가 작아질수록 촉매 활성이 커지며, 나노 입자의 형태에 따라 촉매 활성 또는 선택도가 달라질 수 있다. 특히, 나노 입자는 유기오염물질을 산화분해의 촉매제로 많이 활용되고 있다.For example, nanoparticles can be used as catalysts for catalysis. In this case, as the size of the nanoparticles decreases, the catalytic activity increases, and the catalytic activity or selectivity may vary according to the shape of the nanoparticles. In particular, nanoparticles are widely used as catalysts for oxidative decomposition of organic pollutants.
한편, 고도산화기술(Advaced Oxidation Technology; AOT)은 강력한 산화력을 가진 활성 산화제를 이용하여 난분해성 유기오염물질을 빠르게 분해하는 기술이다. 이러한 고도산화기술 중에 펜톤 처리(Fenton treatment)는, 2가 철염(Fe2 +)의 촉매 작용에 의하여 과산화수소수(H2O2)에서의 OH 라디칼 발생을 촉진하고, 이에 의한 유기물의 산화를 증진시키는 방법이다. 이러한 펜톤 처리는 우수한 산화력으로 인하여, 일반적인 물리, 화학적 혹은 생물학적 폐수처리가 매우 어려운 고농도의 난분해성 유기폐수인 염색 폐수, 침출수 등의 처리에 널리 사용되고 있다. On the other hand, Advaced Oxidation Technology (AOT) is a technology that rapidly decomposes non-decomposable organic pollutants using an active oxidizing agent with strong oxidizing power. Among these advanced oxidation technologies, Fenton treatment promotes the generation of OH radicals in hydrogen peroxide solution (H 2 O 2 ) by the catalytic action of divalent iron salts (Fe 2 + ), thereby promoting oxidation of organic matter. That's how to do it. Such Fenton treatment is widely used in treatment of dyeing wastewater, leachate, etc., which are highly concentrated, refractory organic wastewater, which is very difficult to treat general physical, chemical or biological wastewater due to its excellent oxidizing power.
하지만, 종래의 펜톤 처리는 수중에 철염(Fe2 +)을 공급하기 위하여 FeCl2 혹은 FeSO4를 사용하므로, 수중에 Fe2 + 및 Fe3 +의 농도의 증가 이외에도 Cl- 혹은 SO4 2- 등의 음이온 농도도 함께 증가함에 따라 슬러지의 양이 증가하는 결과를 초래할 수 있다. 이에 따라, 종래의 펜톤 처리의 경우, 슬러지의 처리를 위해 비용이 높아지며, 다량의 촉매를 투입해야 하는 문제점이 있었다.However, the conventional Fenton treatment uses FeCl 2 or FeSO 4 to supply iron salts (Fe 2 + ) in water, so in addition to increasing the concentration of Fe 2 + and Fe 3 + in water, Cl - or SO 4 2- etc. Increasing the concentration of the anion of the sludge may result in an increase in the amount of sludge. Accordingly, in the case of the conventional Fenton treatment, there is a problem in that the cost is high for the treatment of sludge, and a large amount of catalyst must be added.
한편, 투수성 반응벽체(permeable reactive barrier; PRB)를 이용한 오염물질 제거 방법이 있다. 이러한 방법은 지반굴착 후 다양한 반응매체로 채워진 투수성 반응벽체를 설치하여, 오염 지하수를 해당 투수성 반응벽체로 통과시킴으로써 오염지하수 내의 오염물질을 제거한다. 이때, 반응매체로는 중금속을 제거하기 위한 침전 매체, 석유화합물(BTEX) 및 부식성 폐기물(예를 들어, 질소, 인)을 제거하기 위한 생물학적 분해(Biodegradation) 매체, 유기화학물질 및 금속의 이동성을 줄이기 위한 흡착 매체, 무기 및 유기 오염물질을 제거하기 위한 산화-환원 매체 등이 있다.On the other hand, there is a method of removing contaminants using a permeable reactive barrier (PRB). This method removes contaminants in the contaminated groundwater by installing a permeable reaction wall filled with various reaction media after excavation and passing the contaminated groundwater through the permeable reaction wall. At this time, as the reaction medium, a precipitation medium to remove heavy metals, a biodegradation medium to remove petroleum compounds (BTEX) and corrosive wastes (eg, nitrogen, phosphorus), organic chemicals and metal mobility. Adsorption media to reduce, oxidation-reduction media to remove inorganic and organic pollutants, and the like.
이러한 투수성 반응벽체는 설치 후 자연적인 지하수의 흐름을 유지한 채로 오염물질을 제거하므로, 지속적인 오염물질 제거가 가능할 뿐 아니라, 인위적인 오염물질의 수집이 필요 없어 유지 비용이 적게 들며, 설치 후에도 그 지상을 다양한 용도로 활용할 수 있는 이점이 있다.Since such a permeable reactive wall removes pollutants while maintaining the natural flow of groundwater after installation, it is possible to continuously remove pollutants, and it does not require collection of artificial pollutants, so maintenance costs are low. There is an advantage that can be used for various purposes.
상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하면서 동시에 투수성 반응벽체가 갖진 특유의 이점을 그대로 활용하기 위하여, 본 발명은 나노합성물질을 촉매제로 활용하여 유사 펜톤 처리를 수행하는 반응매체를 구비함으로써 Cl-, SO4 2- 등의 부산물 및 슬러지의 발생을 최소화할 수 있는 투수성 반응벽체 및 이를 이용한 오염물질의 선택적 제거 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve the problems of the prior art as described above and at the same time take advantage of the unique advantages of the water-permeable reaction wall, the present invention uses a nano-synthetic material as a catalyst to provide a reaction medium that performs a similar Fenton treatment, The purpose of this is to provide a water permeable reaction wall that can minimize the generation of by-products such as -, SO 4 2- and sludge, and a method for selectively removing pollutants using the same.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problem to be solved by the present invention is not limited to the problems mentioned above, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 투수성 반응벽체는 유기물을 선택적으로 제거하는 투수성 반응벽체로서, (1) 유기물에 대한 유사 펜톤 처리를 위한 활성 라디칼을 생성하는 산화제, (2) 환원 그래핀 옥사이드(rGO) 및 금속 나노 입자의 합성물질이며, 활성 라디칼 생성의 촉매제로 역할을 하는 rGO 나노합성물질을 포함한다.The water-permeable reaction wall according to an embodiment of the present invention for solving the above problems is a water-permeable reaction wall that selectively removes organic matter, and (1) an oxidizing agent that generates active radicals for similar Fenton treatment of organic matter , (2) It is a synthetic material of reduced graphene oxide (rGO) and metal nanoparticles, and includes rGO nanosynthetic material that acts as a catalyst for the generation of active radicals.
상기 금속 나노 입자는 은(Ag) 나노 입자일 수 있다.The metal nanoparticles may be silver (Ag) nanoparticles.
상기 rGO 나노합성물질은 환원 그래핀 옥사이드(rGO), 금속 나노 입자 및 금속산화물 나노 입자의 합성물질일 수 있다.The rGO nanocomposite material may be a composite material of reduced graphene oxide (rGO), metal nanoparticles, and metal oxide nanoparticles.
상기 금속 나노 입자는 은(Ag) 나노 입자일 수 있으며, 상기 금속산화물 나노 입자는 철산화물, 철수산화물, 티타늄산화물 및 망간산화물 중 어느 하나일 수 있다. The metal nanoparticles may be silver (Ag) nanoparticles, and the metal oxide nanoparticles may be any one of iron oxide, iron hydroxide, titanium oxide, and manganese oxide.
상기 산화제는 퍼설페이트(persulfate)일 수 있다.The oxidizing agent may be persulfate.
본 발명의 일 실시예에 따른 투수성 반응벽체는 상기 유사 펜톤 처리가 산성 상태에서 이루어지게 하는 산성의 버퍼 물질을 더 포함할 수 있다.The water-permeable reaction wall according to an embodiment of the present invention may further include an acidic buffer material that allows the similar Fenton treatment to be performed in an acidic state.
상기 유기물은 페놀류일 수 있다.The organic material may be phenols.
본 발명의 일 실시예에 따른 투수성 반응벽체를 이용한 오염물질의 선택적 제거 방법은 산화제와, 환원 그래핀 옥사이드(rGO) 및 금속 나노 입자의 합성물질인 rGO 나노합성물질를 각각 포함하는 투수성 반응벽체를 이용하여 유기물을 선택적으로 제거하는 방법으로서, (a) 촉매제인 rGO 나노합성물질을 이용하여 산화제로부터 활성 라디칼을 생성하는 단계, (b) 생성된 활성 라디칼을 이용하여 유기물을 산화시켜 제거하는 단계를 포함한다.A method for selectively removing contaminants using a water-permeable reaction wall according to an embodiment of the present invention is a water-permeable reaction wall each comprising an oxidizing agent, a reduced graphene oxide (rGO), and an rGO nano-synthetic material, which is a composite material of metal nanoparticles. As a method of selectively removing organic substances by using, (a) generating active radicals from an oxidizing agent using rGO nanosynthetic material as a catalyst, (b) oxidizing and removing organic substances using the generated active radicals. Includes.
상기 rGO 나노합성물질은 환원 그래핀 옥사이드(rGO), 금속 나노 입자 및 금속산화물 나노 입자의 합성물질일 수 있다.The rGO nanocomposite material may be a composite material of reduced graphene oxide (rGO), metal nanoparticles, and metal oxide nanoparticles.
상기 투수성 반응벽체는 산성의 버퍼 물질을 더 포함할 수 있으며, 상기 (b) 단계는 버퍼 물질을 통해 산성 환경에서 유기물을 산화시켜 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.The water-permeable reaction wall may further include an acidic buffer material, and step (b) may further include oxidizing and removing organic materials in an acidic environment through the buffer material.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 투수성 반응벽체 및 이를 이용한 오염물질의 선택적 제거 방법은 나노합성물질을 촉매제로 활용하여 유사 펜톤 처리를 수행하는 반응매체를 구비함으로써 Cl-, SO4 2- 등의 부산물 및 슬러지의 발생을 최소화할 수 있을 뿐 아니라, 지속적인 오염물질 제거, 적은 유지 비용, 지상의 활용 등과 같은 투수성 반응벽체 특유의 이점을 그대로 활용할 수 있다.Selective removal of contaminants using the present invention one embodiment permeable reactive barrier according to and it's configured as described above is by providing the reaction medium to perform similar to Fenton treatment by using as a catalyst a nano-composite material Cl -, SO In addition to minimizing the generation of sludge and by-products such as 4 2- , it is possible to utilize the unique advantages of the permeable reaction wall, such as continuous removal of pollutants, low maintenance cost, and use of the ground.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 투수성 반응벽체가 오염물질을 제거하는 개념도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 투수성 반응벽체를 이용한 오염물질의 선택적 제거 방법의 순서도이다.
도 3은 pH4인 산성 환경에서 은(Ag) 나노 입자를 촉매제로 사용하고, 산화제를 사용하지 않은 경우에 시간에 따른 페놀의 잔류 비율을 나타낸 그래프이다.
도 4는 pH4인 산성 환경에서 은(Ag) 나노 입자를 촉매제로 사용하고, 과산화수소(H2O2)를 산화제로 사용한 경우에 시간에 따른 페놀의 잔류 비율을 나타낸 그래프이다.
도 5는 pH4인 산성 환경에서 은(Ag) 나노 입자를 촉매제로 사용하고, 퍼설페이트(persulfate)를 산화제로 사용한 경우에 시간에 따른 페놀의 잔류 비율을 나타낸 그래프이다.
도 6은 rGO-Ag0를 촉매제로 사용하고, 퍼설페이트(persulfate)를 산화제로 사용한 경우에 pH 별로 시간에 따른 페놀의 잔류 비율을 나타낸 그래프이다.
도 7은 rGO-Ag0/Fe3O4를 촉매제로 사용하고, 퍼설페이트(persulfate)를 산화제로 사용한 경우에 pH 별로 시간에 따른 페놀의 잔류 비율을 나타낸 그래프이다.
도 8은 도 7에서 30분의 초기 반응 시간 동안의 페놀의 변화량을 더 상세하게 나타낸 그래프이다.1 is a conceptual diagram showing a water-permeable reaction wall according to an embodiment of the present invention to remove contaminants.
2 is a flow chart of a method for selectively removing pollutants using a permeable reaction wall according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing the residual ratio of phenol over time when silver (Ag) nanoparticles are used as a catalyst and no oxidizing agent is used in an acidic environment of
4 is a graph showing the residual ratio of phenol over time when silver (Ag) nanoparticles are used as a catalyst and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) is used as an oxidizing agent in an acidic environment of
5 is a graph showing the residual ratio of phenol over time when silver (Ag) nanoparticles are used as a catalyst and persulfate is used as an oxidizing agent in an acidic environment of
6 is a graph showing the residual ratio of phenol over time by pH when rGO-Ag 0 is used as a catalyst and persulfate is used as an oxidizing agent.
7 is a graph showing the residual ratio of phenol over time by pH when rGO-Ag 0 /Fe 3 O 4 is used as a catalyst and persulfate is used as an oxidizing agent.
8 is a graph showing in more detail the amount of change in phenol during the initial reaction time of 30 minutes in FIG. 7.
본 발명의 상기 목적과 수단 및 그에 따른 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.The above objects and means of the present invention and effects thereof will become more apparent through the following detailed description in connection with the accompanying drawings, and accordingly, those skilled in the art to which the present invention pertains can easily understand the technical idea of the present invention. It will be possible to do it. In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of known technologies related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.
또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 경우에 따라 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하다", "구비하다", "마련하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 언급된 구성요소 외의 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.In addition, terms used in the present specification are for describing embodiments, and are not intended to limit the present invention. In the present specification, the singular form also includes the plural form in some cases, unless specifically stated in the phrase. Terms such as "include", "include", "to prepare" or "have" used in the specification do not exclude the presence or addition of one or more other elements other than the mentioned elements.
본 명세서에서, "또는", "적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 단어들 중 하나를 나타내거나, 또는 둘 이상의 조합을 나타낼 수 있다. 예를 들어, "또는 B""및 B 중 적어도 하나"는 A 또는 B 중 하나만을 포함할 수 있고, A와 B를 모두 포함할 수도 있다.In the present specification, expressions such as "or" and "at least one" may represent one of words listed together, or a combination of two or more. For example, "or B"" and at least one of B" may include only one of A or B, and may include both A and B.
본 명세서에서, "예를 들어"와 같은 표현에 따르는 설명은 인용된 특성, 변수, 또는 값과 같이 제시한 정보들이 정확하게 일치하지 않을 수 있고, 허용 오차, 측정 오차, 측정 정확도의 한계와 통상적으로 알려진 기타 요인을 비롯한 변형과 같은 효과로 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 발명의 실시 형태를 한정하지 않아야 할 것이다.In this specification, descriptions followed by expressions such as "for example" may not exactly match the information presented, such as a recited characteristic, variable, or value, and are usually limited to tolerances, measurement errors, and measurement accuracy. Embodiments of the invention according to various embodiments of the present invention should not be limited to effects such as modifications including other known factors.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. Unless otherwise defined, all terms used in the present specification may be used as meanings that can be commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not interpreted ideally or excessively unless explicitly defined specifically.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, a preferred embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 투수성 반응벽체가 오염물질을 제거하는 개념도를 나타낸다.1 is a conceptual diagram showing a water-permeable reaction wall according to an embodiment of the present invention to remove contaminants.
본 발명의 일 실시예에 따른 투수성 반응벽체는, 도 1에 도시된 바와 같이, 토양에 설치되어 토양 내의 지하수를 통과시키며, 통과되는 지하수에 포함된 다양한 대상 오염물질을 선택적으로 제거한다. 이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 투수성 반응벽체는 각 대상 오염물질을 제거하기 위한 다양한 반응매체를 포함한다. 예를 들어, 반응매체는 침전 매체, 생물학적 분해(Biodegradation) 매체, 흡착 매체, 유사 펜톤 처리 매체 등을 포함할 수 있다.The water-permeable reaction wall according to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1, is installed in the soil to pass groundwater in the soil, and selectively removes various target pollutants included in the passed groundwater. At this time, the water-permeable reaction wall according to an embodiment of the present invention includes various reaction media for removing each target pollutant. For example, the reaction medium may include a precipitation medium, a biodegradation medium, an adsorption medium, a similar Fenton treatment medium, and the like.
침전 매체는 침전 작용을 이용하여 중금속 등을 제거하기 위한 매체일 수 있다. 예를 들어, 침전 매체는 용해염류와 황산염환원박테리아(Sulfate Reducing Bacteria; SRB)를 포함할 수 있다. 즉, 박테리아로부터 생성되는 염은 지하수에 녹아 수용액상태 중금속과 결합하고, 이러한 중금속 결합은 환원되어 침전되거나 저감될 수 있다. The precipitation medium may be a medium for removing heavy metals and the like by using a precipitation action. For example, the precipitation medium may include dissolved salts and Sulfate Reducing Bacteria (SRB). That is, salts generated from bacteria are dissolved in groundwater and combined with heavy metals in aqueous solution, and these heavy metal bonds may be reduced and precipitated or reduced.
생물학적 분해 매체는 미생물을 이용하여 석유화합물(BTEX), 부식성 폐기물(예를 들어 질소, 인) 등을 제거하기 위한 매체일 수 있다. 예를 들어, 생물학적 분해 매체는 통공이 원활한 매체나, 산소를 방출하는 화합물(Oxygen Release Compound; ORC)을 가진 투수성 매체들을 포함할 수 있다. 이때, 오염물질은 기류에 의해 휘발되고, 대기로 방출되거나 또는 지표면에서 포집된다. 또한, 주입공기나 ORC로부터 방출되어 지하수로 이동하는 산소는 지하수 내 용존산소량을 증가시켜 오염물질의 호기성 생물정화를 증진시키는 역할을 한다. The biological decomposition medium may be a medium for removing petroleum compounds (BTEX), corrosive wastes (eg, nitrogen, phosphorus), and the like using microorganisms. For example, the biodegradation medium may include a medium having a smooth permeability or a permeable medium having an oxygen release compound (ORC). At this time, the pollutants are volatilized by the air current and are released into the atmosphere or collected from the surface. In addition, oxygen released from the injected air or ORC and transferred to the groundwater increases the amount of dissolved oxygen in the groundwater, thereby promoting aerobic bioremediation of pollutants.
흡착 매체는 흡착 작용을 이용하여 유기화학물질, 금속 등의 이동성을 줄이기 위한 매체일 수 있다. 예를 들어, 흡착 매체는 활성탄, 밀짚, 나무조각, coal, shale, 제지 슬러지 및 폐타이어 등을 포함할 수 있다. 이러한 물질들로 채워진 흡착 매체에 유입되는 유기화학물질과 금속은 해당 물질에 흡착되면서 그 이동성이 감소한다. The adsorption medium may be a medium for reducing the mobility of organic chemicals and metals by using an adsorption action. For example, the adsorption medium may include activated carbon, straw, wood chips, coal, shale, paper sludge and waste tires. Organic chemicals and metals flowing into the adsorption medium filled with these substances are adsorbed on the substances and their mobility is reduced.
유사 펜톤 처리 매체는 유사 펜톤 처리를 이용하여 대상 오염물질, 특히 유기물을 제거하기 위한 매체일 수 있다. 예를 들어, 유기물은 방향족 탄화수소에 하이드록시기(-OH)가 붙은 화합물인 페놀류일 수 있다. 이때, '유사 펜톤 처리'라는 것은 종래의 펜톤 처리에서 사용되는 철염을 대체하는 촉매제를 사용함으로써 활성 라디칼의 발생을 촉진하고, 이에 의한 대상 오염물질의 산화를 증진시키되, 종래의 펜톤 처리에서 발생되는 Cl-, SO4 2- 등의 부산물 및 슬러지 발생도 동시에 억제할 수 있는 방법을 지칭한다.The pseudo Fenton treatment medium may be a medium for removing target contaminants, particularly organic matter, by using the pseudo Fenton treatment. For example, the organic material may be phenols, which are compounds in which a hydroxy group (-OH) is attached to an aromatic hydrocarbon. At this time, the'similar Fenton treatment' refers to the use of a catalyst that replaces the iron salt used in the conventional Fenton treatment, thereby promoting the generation of active radicals, thereby promoting the oxidation of the target pollutant, but occurs in the conventional Fenton treatment. It refers to a method capable of simultaneously suppressing the generation of sludge and by-products such as Cl - and SO 4 2- .
이러한 유사 펜톤 처리 매체로 본 발명은 rGO 나노합성물질 및 산화제를 포함한다. 이때, 산화제는 대상 오염물질에 대한 유사 펜톤 처리를 위한 활성 라디칼을 생성하는 물질로서, 퍼설페이트(persulfate)인 것이 바람직하다.As such a similar Fenton treatment medium, the present invention includes an rGO nanosynthetic material and an oxidizing agent. At this time, the oxidizing agent is a material that generates active radicals for the similar Fenton treatment of the target pollutant, and is preferably persulfate.
또한, rGO 나노합성물질은 산화제로부터 활성 라디칼이 생성되기 위한 촉매 작용을 수행하는 물질로서, 환원 그래핀 옥사이드(rGO) 및 금속 나노 입자의 합성물질이거나, 환원 그래핀 옥사이드(rGO), 금속 나노 입자 및 금속산화물 나노 입자의 합성물질일 수 있다. 이때, 금속 나노 입자는 금속 재질로 이루어진 나노 직경의 입자로서, 특히 은(Ag) 나노 입자일 수 있다. 금속산화물 나노 입자는 금속산화물의 재질로 이루어진 나노 직경의 입자로서, 철산화물, 철수산화물, 티타늄산화물 및 망간산화물 중 어느 하나 일 수 있다. In addition, rGO nano-synthetic material is a material that performs a catalytic action for generating active radicals from an oxidizing agent, and is a synthetic material of reduced graphene oxide (rGO) and metal nanoparticles, or reduced graphene oxide (rGO), metal nanoparticles And a composite material of metal oxide nanoparticles. In this case, the metal nanoparticles are nano-diameter particles made of a metal material, and may be particularly silver (Ag) nanoparticles. The metal oxide nanoparticles are nano-diameter particles made of a material of a metal oxide, and may be any one of iron oxide, iron hydroxide, titanium oxide, and manganese oxide.
환원 그래핀 옥사이드(rGO) 및 금속 나노 입자의 합성물질인 rGO 나노합성물질의 일 예로서 rGO-Ag0를 들 수 있다. 즉, rGO-Ag0는 은(Ag) 나노 입자가 환원 그래핀 옥사이드(rGO)와 합성되어 생성된 rGO 나노합성물질이다.As an example of the rGO nano-synthetic material, which is a synthetic material of reduced graphene oxide (rGO) and metal nanoparticles, rGO-Ag 0 may be mentioned. That is, rGO-Ag 0 is an rGO nanosynthetic material produced by synthesizing silver (Ag) nanoparticles with reduced graphene oxide (rGO).
예를 들어, rGO-Ag0는 다음과 같은 공정을 통해 합성될 수 있다.For example, rGO-Ag 0 can be synthesized through the following process.
1. 산화 그래핀(GO)을 탈이온수에 분산시킨 후(40mL, 2mg/mL), 1mL 내지 2mL의 포름산 및 5mg의 AgNO3를 첨가하여 반응 혼합물을 만든다.1. After dispersing graphene oxide (GO) in deionized water (40 mL, 2 mg/mL), 1 mL to 2 mL of formic acid and 5 mg of AgNO 3 were added to make a reaction mixture.
2. 반응 혼합물을 80℃에서 교반하면서 6시간 동안 가열한다.2. The reaction mixture is heated at 80° C. with stirring for 6 hours.
3. 반응 혼합물을 필터링하고 탈이온수를 이용하여 수회 세척한 후, 포화된 나트륨 탄산수소염(bicarbonate)용액을 이용하여 과량의 포름산을 씻어낸다.3. The reaction mixture was filtered and washed several times with deionized water, and then excess formic acid was washed off with saturated sodium bicarbonate solution.
4. 다시 탈이온수를 이용하여 반응 혼합물을 수회 세척한 후, 진공 하에서 24 시간 동안 60℃에서 건조하여 rGO-Ag0를 수득한다.4. After washing the reaction mixture several times with deionized water again, it was dried at 60° C. for 24 hours under vacuum to obtain rGO-Ag 0 .
환원 그래핀 옥사이드(rGO), 금속 나노 입자 및 금속산화물 나노 입자의 합성물질의 일 예로서 rGO-Ag0/Fe3O4를 들 수 있다. 즉, rGO-Ag0/Fe3O4는 은(Ag) 나노 입자 및 자철석 파우더(Fe3O4)가 환원 그래핀 옥사이드(rGO)와 합성되어 생성된 rGO 나노합성물질이다.As an example of a composite material of reduced graphene oxide (rGO), metal nanoparticles, and metal oxide nanoparticles, rGO-Ag 0 /Fe 3 O 4 may be mentioned. That is, rGO-Ag 0 /Fe 3 O 4 is an rGO nano-synthetic material produced by synthesizing silver (Ag) nanoparticles and magnetite powder (Fe 3 O 4 ) with reduced graphene oxide (rGO).
예를 들어, rGO-Ag0/Fe3O4은 다음과 같은 공정을 통해 합성될 수 있다.For example, rGO-Ag 0 /Fe 3 O 4 can be synthesized through the following process.
1. 정제된 그래핀 옥사이드(GO)용액 10mg/mL를 30분 가량 70W, 42kHz에서 초음파 분산시킨다.1. Purified graphene oxide (GO) solution 10mg/mL is ultrasonically dispersed at 70W and 42kHz for about 30 minutes.
2. 분산된 용액을 무산소 질소가스로 퍼징하여 용액내에 용해되어 있는 산소를 제거한다.2. The dispersed solution is purged with oxygen-free nitrogen gas to remove oxygen dissolved in the solution.
3. 실온에서 4.5g의 Fecl3-6H2O와 2.8g의 AgNO3를 상기 용액 100mL에 주입한 혼합물을 만든다.3. At room temperature, 4.5 g of Fecl 3 -6H 2 O and 2.8 g of AgNO 3 were added to 100 mL of the solution to prepare a mixture.
4. 혼합물을 질소 대기에서 20분 동안 교반하고 30mL의 1M의 수소화붕소나트륨(sodium borohydride)를 천천히 첨가한다.4. The mixture was stirred in a nitrogen atmosphere for 20 minutes, and 30 mL of 1M sodium borohydride was slowly added.
5. 셀룰로오스 아세테이트 막에 여과하여 rGO 나노합성물질인 rGO-Ag0/Fe3O4를 수집한다.5. The rGO nano-synthetic material rGO-Ag 0 /Fe 3 O 4 is collected by filtration through a cellulose acetate membrane.
한편, 유사 펜톤 처리 매체는 버퍼 물질을 더 포함할 수 있다. 이때, 버퍼 물질은 산성을 갖는 물질로서, 유사 펜톤 처리가 산성 환경에서 이루어지게 함으로써 유사 펜톤 처리의 효과를 증진시킬 수 있다. 버퍼 물질은 그 종류가 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 인산(H3PO4)일 수 있다.Meanwhile, the similar Fenton treatment medium may further include a buffer material. In this case, the buffer material is a material having acidity, and the effect of the pseudo Fenton treatment may be enhanced by allowing the pseudo Fenton treatment to be performed in an acidic environment. The type of the buffer material is not particularly limited, and may be, for example, phosphoric acid (H 3 PO 4 ).
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 투수성 반응벽체를 이용한 오염물질의 선택적 제거 방법의 순서도이다.2 is a flow chart of a method for selectively removing pollutants using a permeable reaction wall according to an embodiment of the present invention.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 투수성 반응벽체를 이용한 오염물질의 선택적 제거 방법은, 도 2에 도시된 바와 같이, S10 및 S20을 포함한다.Specifically, a method of selectively removing contaminants using a water-permeable reaction wall according to an embodiment of the present invention includes S10 and S20, as shown in FIG. 2.
S10은 활성 라디칼 생성 단계로서, 촉매제인 rGO 나노합성물질을 이용하여 산화제로부터 활성 라디칼을 생성하는 단계이다. 이때, S10은 rGO나노합성물질과 산화제를 반응시키는 단계로서, 그 결과로 활성 라디칼이 생성된다. S10 is a step of generating an active radical, which is a step of generating an active radical from an oxidizing agent using an rGO nano-synthetic material as a catalyst. In this case, S10 is a step of reacting the rGO nanosynthetic material with an oxidizing agent, and as a result, active radicals are generated.
S20은 대상 오염물질 제거 단계로서, 생성된 활성 라디칼을 이용하여 지하수에서 대상 오염물질을 산화시켜 제거하는 단계이다. 이때, S20은 버퍼 물질을 통해 산성 환경에서 대상 오염물질을 산화시켜 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.S20 is a step of removing target pollutants, which is a step of oxidizing and removing target pollutants from groundwater using the generated active radicals. In this case, S20 may further include a step of oxidizing and removing the target contaminant in an acidic environment through a buffer material.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 대상 오염물질 제거 효과에 대한 실험예에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an experimental example for the effect of removing the target contaminants of the present invention.
<실험예 1><Experimental Example 1>
실험예 1은 은(Ag) 나노 입자를 촉매제로 사용하여 산성 환경(pH4)에서의 각 산화제의 페놀에 대한 산화 분해 정도를 측정하는 실험으로서, 구체적인 실험 방법은 다음과 같다.Experimental Example 1 is an experiment for measuring the degree of oxidation decomposition of each oxidizing agent to phenol in an acidic environment (pH4) using silver (Ag) nanoparticles as a catalyst, and a specific experimental method is as follows.
먼저, 실온에서 반응기(50mL Conical Tube)에 은(Ag) 나노 입자 100ppm과 페놀 0.01uM을 혼합한 후 버퍼 용액을 사용하여 pH를 4로 맞추고, 산화제를 1mM을 주입한 후, 200rpm으로 회전시켜 은(Ag) 나노 입자와 산화제를 반응시킨다. 반응 시간은 10분, 30분, 1시간, 2시간, 4시간, 8시간, 12시간, 16시간, 24시간으로 하며, 각각의 반응 시간 후에 혼합된 용액에서 syringe filter를 사용하여 은(Ag) 나노 입자를 필터링 한다. 이후, 필터링된 용액의 3~5mL를 채취하여 HPLC(고속 액체 크로마토그래피)를 사용하여 페놀의 잔류 농도를 분석한다.First, after mixing 100ppm of silver (Ag) nanoparticles and 0.01uM of phenol in a reactor (50mL Conical Tube) at room temperature, adjust the pH to 4 using a buffer solution, inject 1mM of an oxidizing agent, and rotate it at 200rpm. (Ag) The nanoparticles and the oxidizing agent are reacted. The reaction time is 10 minutes, 30 minutes, 1 hour, 2 hours, 4 hours, 8 hours, 12 hours, 16 hours, 24 hours, and after each reaction time, silver (Ag) using a syringe filter in the mixed solution Filter the nanoparticles. Thereafter, 3 to 5 mL of the filtered solution is collected, and the residual concentration of phenol is analyzed using HPLC (high-speed liquid chromatography).
도 3은 pH4인 산성 환경에서 은(Ag) 나노 입자를 촉매제로 사용하고, 산화제를 사용하지 않은 경우에 시간에 따른 페놀의 잔류 비율을 나타낸 그래프이다. 도 4는 pH4인 산성 환경에서 은(Ag) 나노 입자를 촉매제로 사용하고, 과산화수소(H2O2)를 산화제로 사용한 경우에 시간에 따른 페놀의 잔류 비율을 나타낸 그래프이다. 도 5는 pH4인 산성 환경에서 은(Ag) 나노 입자를 촉매제로 사용하고, 퍼설페이트(persulfate)를 산화제로 사용한 경우에 시간에 따른 페놀의 잔류 비율을 나타낸 그래프이다. 다만, 도 3 내지 도 5에서 C0는 페놀의 초기 농도, C는 페놀의 현재 농도를 각각 나타내며, 이는 도 6 내지 도 8에서도 마찬가지이다.3 is a graph showing the residual ratio of phenol over time when silver (Ag) nanoparticles are used as a catalyst and no oxidizing agent is used in an acidic environment of
도 3을 참조하면, 은(Ag) 나노 입자만을 페놀과 반응시킨 경우에 1시간 경과 시에 잔류 페놀의 농도가 약 20% 감소한다. 다만, 반응 후 1시간이 경과된 후에는 그 비율의 변화가 거의 없는 것으로 나타났다.Referring to FIG. 3, when only silver (Ag) nanoparticles are reacted with phenol, the concentration of residual phenol decreases by about 20% after 1 hour. However, it was found that there was little change in the ratio after 1 hour elapsed after the reaction.
도 4를 참조하면, 은(Ag) 나노 입자를 촉매제로 사용하고 과산화수소(H2O2)를 산화제로 사용하여 페놀과 반응시킨 경우에도 산화제를 사용하지 않은 경우와 비슷한 결과를 나타낸다. Referring to FIG. 4, even when silver (Ag) nanoparticles are used as a catalyst and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) is used as an oxidizing agent to react with phenol, results similar to those in the case where the oxidizing agent is not used is shown.
도 5를 참조하면, 은(Ag) 나노 입자를 촉매제 사용하고, 퍼설페이트(persulfate)를 산화제로 사용하여 페놀과 반응시킨 경우, 반응 후 8시간이 지난 후에 약 65%의 페놀이 분해되었으며, 12시간이 지난 후에는 대부분의 페놀이 제거되었다.Referring to FIG. 5, when silver (Ag) nanoparticles were used as a catalyst and persulfate was used as an oxidizing agent to react with phenol, about 65% of phenol was decomposed after 8 hours after the reaction. After some time, most of the phenol was removed.
실험예 1로 보건대, 페놀과 같은 유기물을 제거하기 위해, 은(Ag) 나노 입자를 촉매제로 사용한 유사 펜톤 처리를 수행할 경우, 과산화수소(H2O2) 보다 퍼설페이트(persulfate)를 산화제로 사용할 경우에 유기물의 제거 효율이 더 높다.According to Experimental Example 1, in order to remove organic substances such as phenol, when performing a pseudo Fenton treatment using silver (Ag) nanoparticles as a catalyst, persulfate was used as an oxidizing agent rather than hydrogen peroxide (H 2 O 2 ). In this case, the efficiency of removing organic matter is higher.
이 경우에, 산화제는 ·SO4 - 전구체로서 PMS(peroxymonosulfate, SO5 2-) 또는 PDS(peroxydisulfate, S2O8 2-)일 수 있다. In this case, the oxidizing agent · SO 4 - may be as precursors PMS (peroxymonosulfate, SO 5 2-) or PDS (peroxydisulfate, S 2 O 8 2-).
PMS(peroxymonosulfate, SO5 2-)를 이용한 SO4 - 활성 라디칼 생성반응식은 다음과 같다.The reaction formula for generating SO 4 - active radicals using PMS (peroxymonosulfate, SO 5 2- ) is as follows.
HSO5 - + Ag0 →Ag1+ + .SO4- + OH- HSO 5 - + Ag 0 → Ag 1+ +. SO 4 - + OH -
PDS(peroxydisulfate, S2O8 2 -)을 이용한 SO4 - 활성 라디칼 생성반응식은 다음과 같다. PDS (peroxydisulfate, S 2 O 8 2 -) SO 4 with - an active radical generating reaction scheme is as follows.
S2O8 2- + Ag0 →Ag1+ + .SO4 -+ SO4 2- S 2 O 8 2- + Ag 0 → Ag 1+ + . SO 4 - + SO 4 2-
<실험예 2><Experimental Example 2>
실험예 2는 은(Ag) 나노 입자와 환원 그래핀 옥사이드(rGO)를 합성한 rGO 나노합성물질(rGO-Ag0)를 촉매제로 사용하고 퍼설페이트(persulfate)를 산화제로 사용할 경우에 각 pH에서의 페놀에 대한 산화 분해 정도를 측정하는 실험으로서, 구체적인 실험 방법은 다음과 같다.Experimental Example 2 is a case of using the rGO nano-synthetic material (rGO-Ag 0 ) synthesized from silver (Ag) nanoparticles and reduced graphene oxide (rGO) as a catalyst and using persulfate as an oxidizing agent at each pH. As an experiment to measure the degree of oxidative decomposition of phenol, a specific experimental method is as follows.
먼저, 실온에서 각각의 반응기(50mL Conical Tube)에 (rGO-Ag0)를 100ppm 준비한다. 반응기에 페놀 0.01uM을 혼합한 후 버퍼 용액을 사용하여 pH를 4, 7, 또는 10으로 맞추고, 퍼설페이트(persulfate) 1mM을 산화제로 주입한 후, 200rpm으로 회전시켜 rGO-Ag0와 산화제를 반응시킨다. 반응 시간은 60분, 90분, 180분, 360분으로 하며, 각각의 반응 시간 후에 혼합된 용액에서 syringe filter를 사용하여 rGO 나노합성물질을 필터링 한다. 필터링된 용액의 3~5mL를 체취하여 HPLC(고속 액체 크로마토그래피)를 사용하여 페놀의 잔류 농도를 분석한다. 산성(pH4) 환경과 염기성(pH10) 환경을 유지하기 위한 버퍼 용액으로 인산(H3PO4)과 수산화나트륨(NaOH)를 각각 사용하였다.First, 100ppm of (rGO-Ag 0 ) is prepared in each reactor (50mL Conical Tube) at room temperature. After mixing 0.01uM of phenol in the reactor, adjust the pH to 4, 7, or 10 using a buffer solution, inject 1mM persulfate as an oxidizing agent, and then rotate it at 200 rpm to react rGO-Ag 0 and oxidizing agent. Let it. The reaction time is 60 minutes, 90 minutes, 180 minutes, and 360 minutes, and after each reaction time, the rGO nanocomposite is filtered using a syringe filter in the mixed solution. Take 3 to 5 mL of the filtered solution and analyze the residual concentration of phenol using HPLC (high-speed liquid chromatography). Phosphoric acid (H 3 PO 4 ) and sodium hydroxide (NaOH) were used as buffer solutions for maintaining the acidic (pH4) and basic (pH10) environments, respectively.
도 6은 rGO-Ag0를 촉매제로 사용하고, 퍼설페이트(persulfate)를 산화제로 사용한 경우에 pH 별로 시간에 따른 페놀의 잔류 비율을 나타낸 그래프이다.6 is a graph showing the residual ratio of phenol over time by pH when rGO-Ag 0 is used as a catalyst and persulfate is used as an oxidizing agent.
도 6을 참조하면, 염기성(pH10) 환경과 중성(pH7) 환경에서는 페놀의 산화 분해 속도가 느리고, 6시간 이후의 분해량도 20% 정도에 불과하다. 이에 반하여, 산성(pH4) 환경에서는 반응 후 6시간 후에는 페놀의 농도가 초기 농도의 대비 20%에 불과하여 대부분의 페놀이 제거된 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 6, in a basic (pH10) environment and a neutral (pH7) environment, the oxidative decomposition rate of phenol is slow, and the decomposition amount after 6 hours is only about 20%. On the contrary, in an acidic (pH4) environment, after 6 hours after the reaction, the concentration of phenol was only 20% of the initial concentration, and most of the phenol was removed.
또한, 도 5와 도 6을 비교해 보면, 최종 잔류 농도에는 크게 차이가 없으나, 은(Ag) 나노 입자를 촉매제로 사용한 경우 보다 (rGO-Ag0)을 촉매제로 사용한 경우가 더 반응 속도를 나타낸다. 즉, (rGO-Ag0)을 촉매제로 사용할 경우, 페놀의 잔류 농도가 더 빠르게 감소한다.In addition, when comparing FIGS. 5 and 6, there is no significant difference in the final residual concentration, but when (rGO-Ag 0 ) is used as a catalyst, the reaction rate is more indicated than when silver (Ag) nanoparticles are used as a catalyst. That is, when (rGO-Ag 0 ) is used as a catalyst, the residual concentration of phenol decreases more rapidly.
<실험예 3><Experimental Example 3>
실험예 3은 은(Ag) 나노 입자, 금속산화물 나노 입자 및 환원 그래핀 옥사이드(rGO)를 합성한 rGO 나노합성물질(rGO-Ag0/Fe3O4)을 촉매제로 사용하고 퍼설페이트(persulfate)를 산화제로 사용할 경우에 각 pH에서의 페놀에 대한 산화 분해 정도를 측정하는 실험으로서, 구체적인 실험 방법은 촉매제 외에는 실험예 2와 동일하다.Experimental Example 3 uses the rGO nano-synthetic material (rGO-Ag 0 /Fe 3 O 4 ) synthesized from silver (Ag) nanoparticles, metal oxide nanoparticles, and reduced graphene oxide (rGO) as a catalyst, and persulfate (persulfate) ) Is an experiment to measure the degree of oxidative decomposition of phenol at each pH when using as an oxidizing agent, and the specific experimental method is the same as in Experimental Example 2 except for the catalyst.
도 7은 rGO-Ag0/Fe3O4를 촉매제로 사용하고, 퍼설페이트(persulfate)를 산화제로 사용한 경우에 pH 별로 시간에 따른 페놀의 잔류 비율을 나타낸 그래프이다. 도 8은 도 7에서 30분의 초기 반응 시간 동안의 페놀의 변화량을 더 상세하게 나타낸 그래프이다.7 is a graph showing the residual ratio of phenol over time by pH when rGO-Ag0/Fe3O4 is used as a catalyst and persulfate is used as an oxidizing agent. 8 is a graph showing in more detail the amount of change in phenol during the initial reaction time of 30 minutes in FIG. 7.
도 7을 참조하면, 중성(pH 7) 환경이나 염기성(pH 10) 환경에서는 페놀의 잔류 비율에 큰 차이가 없다. 다만, GO-Ag0보다 rGO-Ag0/Fe3O4을 촉매제로 사용할 경우에 산성(pH 4) 환경에서 페놀과의 흡착력이 더 높아서 더 높은 산화 제거 능력을 나타낸다. Referring to FIG. 7, there is no significant difference in the residual ratio of phenol in a neutral (pH 7) environment or a basic (pH 10) environment. However, when rGO-Ag 0 /Fe 3 O 4 is used as a catalyst than GO-Ag 0 , the adsorption power with phenol is higher in an acidic (pH 4) environment, indicating a higher oxidation removal capacity.
즉, 도 6과 도 7을 비교하면, 산성(pH4)의 환경에서 rGO-Ag0/Fe3O4을 촉매제로 사용할 경우는 rGO-Ag0을 촉매제로 사용한 경우와 비교하여, 최종 잔류 농도비는 큰 차이를 나타내지 않지만, 산화 제거 속도는 훨씬 더 빠르다는 것을 알 수 있다.That is, when comparing FIGS. 6 and 7, when rGO-Ag 0 /Fe 3 O 4 is used as a catalyst in an acidic (pH4) environment, compared to when rGO-Ag 0 is used as a catalyst, the final residual concentration ratio is It does not make a big difference, but it can be seen that the oxidation removal rate is much faster.
또한, 도 8을 참조하면, 초기 30분 동안은 페놀의 잔류 비율에 큰 차이가 없으나 30분 이후부터 페놀 제거 속도가 급격하게 빨라지는 것을 알 수 있다.Further, referring to FIG. 8, there is no significant difference in the residual ratio of phenol during the initial 30 minutes, but it can be seen that the phenol removal rate rapidly increases after 30 minutes.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위 및 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.In the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the described embodiments, and should be determined by the scope of the claims to be described later and those equivalent to the scope of the claims.
Claims (11)
유기물에 대한 유사 펜톤 처리를 위한 활성 라디칼을 생성하는 산화제; 및
환원 그래핀 옥사이드(rGO) 및 은(Ag) 나노 입자의 합성물질이며, 활성 라디칼 생성의 촉매제로 역할을 하는 rGO 나노합성물질;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 투수성 반응벽체.As a permeable reaction wall installed in the soil and selectively removing organic matter contained in groundwater passing into the soil,
Oxidizing agents that generate active radicals for the pseudo Fenton treatment of organic matter; And
RGO nano-synthetic material, which is a synthetic material of reduced graphene oxide (rGO) and silver (Ag) nanoparticles, and serves as a catalyst for generating active radicals;
A water-permeable reaction wall comprising a.
유기물에 대한 유사 펜톤 처리를 위한 활성 라디칼을 생성하는 산화제; 및
환원 그래핀 옥사이드(rGO), 은(Ag) 나노 입자 및 금속 산화물 나노 입자의 합성물질이며, 활성 라디칼 생성의 촉매제로 역할을 하는 rGO 나노합성물질;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 투수성 반응벽체.As a permeable reaction wall installed in the soil and selectively removing organic matter contained in groundwater passing into the soil,
Oxidizing agents that generate active radicals for the pseudo Fenton treatment of organic matter; And
Reduced graphene oxide (rGO), a synthetic material of silver (Ag) nanoparticles and metal oxide nanoparticles, and rGO nanosynthetic material serving as a catalyst for the generation of active radicals;
A water-permeable reaction wall comprising a.
상기 금속산화물 나노 입자는 철산화물, 철수산화물, 티타늄산화물 및 망간산화물 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 투수성 반응벽체.The method of claim 3,
The metal oxide nanoparticles are water-permeable reaction walls, characterized in that one of iron oxide, iron hydroxide, titanium oxide, and manganese oxide.
상기 산화제는 퍼설페이트(persulfate)인 것을 특징으로 하는 투수성 반응벽체.The method according to any one of claims 1, 3 and 4,
The water-permeable reaction wall, characterized in that the oxidizing agent is persulfate.
상기 유사 펜톤 처리가 산성 상태에서 이루어지게 하는 산성의 버퍼 물질을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투수성 반응벽체.The method according to any one of claims 1, 3 and 4,
A water-permeable reaction wall, characterized in that it further comprises an acidic buffer material for causing the pseudo Fenton treatment to be performed in an acidic state.
(a) 촉매제인 rGO 나노합성물질을 이용하여 산화제로부터 활성 라디칼을 생성하는 단계; 및
(b) 생성된 활성 라디칼을 이용하여 유기물을 산화시켜 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 오염물질의 선택적 제거 방법.It is installed in the soil and contained in the groundwater passed into the soil by using a permeable reaction wall each containing an oxidizing agent and rGO nanosynthetic material, which is a synthetic material of reduced graphene oxide (rGO) and silver (Ag) nanoparticles. As a method of selectively removing organic matter,
(a) generating active radicals from an oxidizing agent using an rGO nano-synthetic material as a catalyst; And
(b) using the generated active radicals to oxidize and remove organic matter; a method for selectively removing pollutants comprising a.
(a) 촉매제인 rGO 나노합성물질을 이용하여 산화제로부터 활성 라디칼을 생성하는 단계; 및
(b) 생성된 활성 라디칼을 이용하여 유기물을 산화시켜 제거하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 오염물질의 선택적 제거 방법.It is installed in the soil and passes into the soil by using a permeable reaction wall each containing an oxidizing agent, a synthetic material of reduced graphene oxide (rGO), silver (Ag) nanoparticles, and metal oxide nanoparticles, rGO nanocomposite. As a method of selectively removing organic matter contained in groundwater,
(a) generating active radicals from an oxidizing agent using an rGO nano-synthetic material as a catalyst; And
(b) oxidizing and removing organic substances using the generated active radicals;
Selective removal method of pollutants comprising a.
상기 투수성 반응벽체는 산성의 버퍼 물질을 더 포함하며,
상기 (b) 단계는 버퍼 물질을 통해 산성 환경에서 유기물을 산화시켜 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오염물질의 선택적 제거 방법.The method according to claim 8 or 9,
The water permeable reaction wall further includes an acidic buffer material,
The step (b) further comprises oxidizing and removing organic matter in an acidic environment through a buffer material.
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-
2018
- 2018-06-07 KR KR1020180065510A patent/KR102193775B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
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|---|
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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