카테콜로 오염된 그래핀의 전기화학적 재생기법: 분자동역학 연구 = Electrochemical Regeneration of Catechol-Contaminated Graphene: Molecular Dynamics Study

국문 초록 (Abstract)

활성탄(active carbon)의 전기화학적 재생에 관한 연구는 활성탄의 흡착능력 회복과 오염물질 제거 효율성을 높이는 방법을 바탕으로 연구되어왔다. 이 연구는 전기화학적 방법을 통해 활성탄 표면의 오염물질을 분해하고, 재생 과정을 통해 흡착 용량을 회복하는 과정을 분석한다. 실험 결과, 전기화학적 재생이 활성탄의 수명을 연장하고, 재생 속도와 효율성을 크게 향상시키는 것으로 나타났다. 이는 기존 방식인 열, 화학반응, pH 조절 등의 다른 방법에 비해 환경 친화적이고 경제적인 활성탄 재생 방법으로 평가받고 있다. 활성탄은 분자단위에서 그래핀 및 그래핀 산화물 등으로 구성되어 있으며 해당 물질이 페놀류와 상호작용하는 것은 아직 연구된 사례가 많이 없다. 페놀중 대표적 오염물질인 카테콜을 본 연구에서 집중하여 연구하였다. 본 논문은 분자동역학 시뮬레이션을 이용하여 그래핀과 카테콜 사이의 흡착 및 탈착을 시각화하고 전기화학 재생기법의 원리를 규명한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The electrochemical regeneration of activated carbon has been investigated based on methods to restore the adsorption capacity of activated carbon and enhance the efficiency of pollutant removal. This study analyzes the process of decomposing pollutants on the surface of activated carbon electrochemically and restoring the adsorption capacity via regeneration. Experimental results show that electrochemical regeneration significantly extends the lifespan of activated carbon and improves the regeneration speed and efficiency considerably. This method is considered environmentally friendly and economical for regenerating activated carbon compared with conventional methods such as those involving heat, chemical reactions, and pH adjustments. Activated carbon is composed of graphene and graphene oxide at the molecular level, and the interaction of these substances with phenolic compounds is yet to be elucidated. In this study, catechol, which is a representative pollutant among phenols, is prioritized. Additionally, the adsorption and desorption between graphene and catechol are visualized via molecular-dynamics simulations and the principles of electrochemical regeneration are elucidated.