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연구보고서 기본정보

양식장 배출수의 독성 수은종 분해를 위한 영가철 촉매 개발

연구보고서 개요

기관명, 공개여부, 사업명, 과제명, 과제고유번호, 보고서유형, 발행국가, 언어, 발행년월, 과제시작년도 순으로 구성된 표입니다.
기관명 NDSL
공개여부
사업명
과제명(한글)
과제명(영어)
과제고유번호
보고서유형 report
발행국가
언어
발행년월 2024-03-01
과제시작년도

연구보고서 개요

주관연구기관, 연구책임자, 주관부처, 사업관리기관, 내용, 목차, 초록, 원문URL, 첨부파일 순으로 구성된 표입니다.
주관연구기관 광주과학기술원
연구책임자 한승희
주관부처
사업관리기관
내용
목차
초록 □ 연구개요 본 연구는 메틸수은의 환원성 디메틸화를 위한 영가철기반 수은환원 촉매 개발을 목적으로 함. 목적한 촉매를 성공적으로 합성하여 구조를 규명하였고 이를 이용하여 메틸수은(CH<sub>3</sub>Hg<sup>+</sup>)을 원소수은(Hg<sup>0</sup>)으로 환원시킨 후 산화철에 흡착하여 고정하는 기작과 반응을 규명하였음. 동시에 우리나라 굴양식장 퇴적물 시료를 채취하여 수은메틸화 특성과 양식굴 내의 메틸수은 농도를 조사하고 양식장으로부터의 유기물 침적이 연안 환경과 수은 메틸화에 미치는 영향을 파악하였음 □ 연구 목표대비 연구결과 1차년도: 0가철 촉매 합성과 양식장 퇴적층 수은오염도 조사 - 메틸수은의 탈메틸화 특성 조사결과 메틸수은은 한시간 이내에 분해가 완료되며 scavenger 주입을 통하여 Fenton 반응으로 생성된 활성산소종 (OH·, <sup>1</sup>O<sub>2</sub>)이 0가철에 의한 탈메틸화에서 중요한 역할을 한다는 것을 입증함 - 거제한산만 굴양식장에서 퇴적물 시료와 굴시료를 채취하여 총수은과 메틸수은의 농도 조사를 완료했음. 메틸수은 농도는 유기물이 높은 양식장에서 오히려 낮은 결과를 보임 2차년도: 0가철, 황화철 촉매를 이용한 메틸수은 분해 - 0가철에 의한 메틸수은 탈메틸화는 활성산소종에 의한 산화적 탈메틸화와 0가철 산화에 의한 2가수은의 환원 두 단계로 진행됨을 입증함. - FeS 나노입자의 활성산소종 생산능력을 이용하여 메틸수은을 분해하는 것이 가능한지 실험한 결과 FeS 나노입자가 산화되면서 OH*을 생성하여 메틸수은을 제거함을 확임함 3차년도: 0가철에 의한 메틸수은 분해메커니즘 제시와 양식장 오염도 조사 - H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>, Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 주입실험을 통해 활성산소종 생성 없이는 메틸수은을 제거할 수 없음을 확인하고 페로진 주입을 통해 Fenton 반응의 진행을 확인함 - 비교사이트와 양식장 퇴적물에서 acid-volatile sulfide (AVS)와 유기물 함량을 비교한 결과, 양식장이 수은 메틸화에 유리한 무산소 환경임에도 높은 AVS, 유기물 함량이 실제로 메틸수은 합성에 부정적인 영향을 미침을 확인함 4차년도: 0가철 충진 컬럼을 이용한 메틸수은 분해 - Pumice 광물 위에 0가철을 도포한 후 작은 규모의 일회용 주사기 안에 주입하여 미니컬럼을 제작하여 인공지하수 내 수은 제거를 확인한 결과 90% 이상의 수은 제거 효율이 20시간 정도 지속되고 40시간 후 breakthrough가 관찰됨. - Pumice 광물 위에 0가철을 도포 한 후 모래를 양 끝단에 주입하여 20 cm 길이로 제작한 파일럿 컬럼 테스트에서는 95-99 % 의 수은 제거효율이 223일 동안 지속됨. 이 기간 중 컬럼의 breakthrough 는 관찰되지 않음 □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) - 표면분석, 화학 분석, 물질수지 등을 통하여 디메틸화, 2가수은의 환원, 0가수은의 안정화 기작을 규명하는 기초과학적 연구결과를 산출함 - 메틸수은 환원 목적의 0가철 촉매 개발은 기존 연구보고가 전혀 없는 분야이므로 성공적 연구 수행을 통해 우수 SCI 논문게재를 달성하였음 - 영가철 기술은 국제수은협약에 따라 수은의 배출을 저감해야 하는 현시점에 제련산업 폐수 및 하수처리 기술로 활용이 가능함 - 양식장 퇴적물에 입자상, 용존상으로 존재하는 메틸수은의 제거 및 안정화에 활용하여 연안 환경의 정화와 보존에 기여 가능 (출처 : 요약문 2p)
원문URL http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIDetailView?keyValue=03553784&target=REPORT&cn=TRKO202400006690
첨부파일

추가정보

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과학기술표준분류
ICT 기술분류
주제어 (키워드)