| 초록 |
1.분석자 서문 의약 활성 물질은 물 환경에서 많이 관측되는 신종 오염물질로, 인간 건강과 수중생물에 악영향을 미칠 가능성이 크지만, 전통적인 수처리 공정으로는 효과적으로 제거할 수 없다. 나노과학과 나노기술의 발달로 수처리 분야에서도 새롭고 다양한 기술들이 많이 개발되었으며, 넓은 표면적, 양자효과, 전기화학적/자성 특성, 크기에 따른 물리화학적 특성 변화 등과 같은 나노 물질의 예외적 특성으로 인해 나노기술은 전통적인 수처리 기술에 비교해 큰 이점을 제공하였다. 지금까지 나노 물질은 흡착, 광촉매, 촉매를 이용한 오존공정, 여과공정 등에 널리 이용되었으며, 많은 가능성을 보여주었다. 다양한 나노 물질 중 그래핀과 탄소 나노 튜브가 의약 활성 물질 흡착 제거에 우수한 성능을 보였고, 광촉매 개선에 큰 가능성을 보였을 뿐만 아니라 오존공정에서 훌륭한 촉매로 사용할 수 있다. 막에서 나노 물질은 투수성, 선택성을 높이고 막 오염을 줄일 수 있다. 그러나 고비용, 분리 성능 저하, 환경적 위해성 등이 숙제로 남아 있다. 본 총설에서는 의약활성물질 제거를 위한 나노 기술의 최신 동향과 후속 연구 방향을 살펴보았다. 2. 목차 1. 서론 1.1. 의약품 오염물질 1.2. 전통적인 처리공정 1.3. 전통적인 처리공정 2. 흡착 2.1. 탄소나노 물질 2.2. 기타 나노흡착제 3. 광촉매 3.1. 이산화 타이타늄 3.2. Graphite carbon nitride 3.3. 산화 아연 4. 불균일계 촉매 오존반응 5. 여과 6. 결론 다양한 나노 흡착제 중에서 탄소 나노 물질은 우수한 흡착성능과 재사용률을 가지며, 무엇보다 제조기술의 지속적인 발전으로 비용이 점차 낮아진다는 장점이 있어 향후 대규모 적용이 가능할 것으로 예측된다. 광촉매 역시 저비용, 운전 용이성, 환경친화적인 장점으로 PhACs 제거에 큰 가능성으로 가지고 있으며, 특히 nano-TiO2, g-C3N4와 같은 나노 크기 광촉매가 높은 효율과 저렴한 비용을 장점으로 가까운 시일 내 활용 가능성이 높다. 나노 물질과의 결합된 여과공정은 공정의 안정성, 선택도, 투수성, 막오염 저항력 등이 개선되었으며, 상업적 적용 가능성을 높혔다. 나노 물질을 이용한 PhACs 제거는 다음과 같은 추가적인 연구가 필요할 것으로 생각한다. (1) PhACs의 흡착 속도와 흡착 등온선, 흡착 자유에너지, 표면 에너지와 같은 열역학 매개변수, (2) 가시광선 활성 광촉매, (3) 광촉매의 활성을 촉진할 수 있는 띠간격 공학, (4) 새로운 물질이나 미확인 물질을 계산하여 반응 메커니즘을 규명할 수 있는 수리학적 모델 등이다. References 1. Z. Cai, A. Lee, X. Zhao, W. Liu, M. Sillanpaa, D. Zhao, C. Huang, J. Fu, Application of nanotechnologies for removing pharmaceutically active compounds from water: development and future trends, Environ. Sci. Nano, 5, 27-47, 2018. 2. F. F. Liu, J. Zhao, S. G. Wang, P. Du and B. S. Xing, Effects of solution chemistry on adsorption of selected pharmaceuticals and personal care products (PPCPs) by graphenes and carbon nanotubes, Environ. Sci. Technol., 48(2), 13197-13206, 2014. ※ 이 자료의 분석은 한국생산기술연구원의 정엠마님께서 수고해주셨습니다. |
