SCOPUS
KCI등재
오존 처리에 의해 산소 작용기가 도입된 활성탄소의 세슘 흡착 특성 = Cesium Adsorption Properties of Activated Carbon with Oxygen Functional Groups Introduced by Ozonation Treatment
저자
채은선 ( Eunseon Chae ) ; 민충기 ( Chung Gi Min ) ; 임채훈 ( Chaehun Lim ) ; 이영석 ( Young-seak Lee )
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2024
작성언어
-주제어
KDC
500
등재정보
SCOPUS,KCI등재,ESCI
자료형태
학술저널
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23-28(6쪽)
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세슘은 높은 수용성으로 인하여 인체에 쉽게 침투하여 암 또는 DNA의 변형을 유발하는 잠재적인 독성 오염물질이다. 본 연구에서는 활성탄소의 세슘 흡착 능력을 향상시키고자 오존 처리를 통하여 활성탄소 표면에 산소 작용기를 도입하였다. 오존 처리 시간의 증가에 따라 활성탄소 표면의 산소함량이 증가하였다. 이후 활성탄소와 세슘 사이의 정전기적 상호작용이 더욱 원활하게 이루어져 모든 시료의 세슘 이온 흡착 효율이 향상되었다. 특히 반응기 내부 오존 농도를 50000 ppm으로 하여 7 min 동안 오존 처리한 시료는 약 12%의 높은 산소 작용기 함량을 보이며 97.6%의 가장 높은 세슘 제거 효율을 보였다. 한편, 5 min 동안 처리된 시료는 7 min간 반응한 시료와 비교하여 0.3%의 근소한 세슘 제거율 차이를 보였으며, 이는 오존 기체의 반응 특성으로 인한 두 시료의 표면화학적 유사성에 기인한다. 그러나, 오존 처리된 활성탄소의 세슘 흡착 성능은 활성탄소의 비표면적 및 기공 구조도 중요하지만 표면에 도입된 산소 작용기 양이 주된 영향을 미치는 것으로 판단된다.
더보기Cesium is a potential toxic contaminant due to its high solubility, which allows it to easily penetrate the human body and potentially induce cancer or DNA mutations. In this study, oxygen functional groups were introduced on activated carbons (ACs) by ozone treatment to enhance the cesium adsorption capacity. As the ozone treatment time increased, the oxygen content on the ACs surface increased. Subsequently, the electrostatic interaction between ACs and cesium enhanced, resulting in higher cesium ion adsorption efficiency across all samples. In particular, the sample treated with ozone for 7 minutes at an internal ozone concentration of 50000 ppm had roughly 12% greater oxygen functional group content and the highest cesium removal effectiveness (97.6%). Meanwhile, samples treated for 5 minutes showed a 0.3% cesium removal rate difference compared to those treated for 7 minutes, which was caused by the surface chemical similarity of the two samples due to the reactive characteristics of ozone gas. However, the cesium adsorption performance of ozonated activated carbon seems to be mainly influenced by the amount of oxygen functional groups introduced to the surface, although the specific surface area and pore structure of the activated carbon are also important.
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