KR100888051B1 - Chlorine-Based Volatile Organic Compound Decomposer Including Magnetic Iron Oxide and Method for Producing the Same - Google Patents
Chlorine-Based Volatile Organic Compound Decomposer Including Magnetic Iron Oxide and Method for Producing the Same Download PDFInfo
- Publication number
- KR100888051B1 KR100888051B1 KR1020070126062A KR20070126062A KR100888051B1 KR 100888051 B1 KR100888051 B1 KR 100888051B1 KR 1020070126062 A KR1020070126062 A KR 1020070126062A KR 20070126062 A KR20070126062 A KR 20070126062A KR 100888051 B1 KR100888051 B1 KR 100888051B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- chlorine
- volatile organic
- iron oxide
- magnetic iron
- based volatile
- Prior art date
Links
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 199
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 title claims abstract description 82
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 18
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 207
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims abstract description 74
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 74
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 60
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 54
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 45
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 31
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 claims abstract description 15
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 63
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 27
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 17
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 16
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 14
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 10
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000005580 one pot reaction Methods 0.000 claims description 9
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 claims description 9
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 7
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000007039 two-step reaction Methods 0.000 claims description 6
- UBOXGVDOUJQMTN-UHFFFAOYSA-N 1,1,2-trichloroethane Chemical compound ClCC(Cl)Cl UBOXGVDOUJQMTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 5
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 5
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- -1 trichloroethylene, Tetrachloroethylene, Dichloromethane Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910002588 FeOOH Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 3
- UOORRWUZONOOLO-OWOJBTEDSA-N (E)-1,3-dichloropropene Chemical compound ClC\C=C\Cl UOORRWUZONOOLO-OWOJBTEDSA-N 0.000 claims description 2
- LGXVIGDEPROXKC-UHFFFAOYSA-N 1,1-dichloroethene Chemical group ClC(Cl)=C LGXVIGDEPROXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N 1,2-Dichloroethane Chemical compound ClCCCl WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 claims description 2
- UOORRWUZONOOLO-UHFFFAOYSA-N telone II Natural products ClCC=CCl UOORRWUZONOOLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims 2
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N tetrachloromethane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- DQCMWCVJSOFDSA-UHFFFAOYSA-N 1,1,1-trichloroethane Chemical compound CC(Cl)(Cl)Cl.CC(Cl)(Cl)Cl DQCMWCVJSOFDSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 claims 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims 1
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 claims 1
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 claims 1
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 claims 1
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 claims 1
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 claims 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 2
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 abstract 1
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 83
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 21
- XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N Trichloroethylene Chemical group ClC=C(Cl)Cl XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- CYTYCFOTNPOANT-UHFFFAOYSA-N Perchloroethylene Chemical group ClC(Cl)=C(Cl)Cl CYTYCFOTNPOANT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 11
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 8
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 7
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 7
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 6
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 5
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 5
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 4
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002290 gas chromatography-mass spectrometry Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 4
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 3
- 239000011790 ferrous sulphate Substances 0.000 description 3
- 235000003891 ferrous sulphate Nutrition 0.000 description 3
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 3
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 2
- 239000008380 degradant Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 2
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 2
- 239000002547 new drug Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 2
- 238000003900 soil pollution Methods 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 229950011008 tetrachloroethylene Drugs 0.000 description 2
- UOCLXMDMGBRAIB-UHFFFAOYSA-N 1,1,1-trichloroethane Chemical compound CC(Cl)(Cl)Cl UOCLXMDMGBRAIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VPGFETFTXLOADD-UHFFFAOYSA-N 1,1,2,2-tetrachloroethene;1,1,2-trichloroethene Chemical group ClC=C(Cl)Cl.ClC(Cl)=C(Cl)Cl VPGFETFTXLOADD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical group CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- NIPNSKYNPDTRPC-UHFFFAOYSA-N N-[2-oxo-2-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(CNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 NIPNSKYNPDTRPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical group CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- CEDLUJHGAQHWKL-UHFFFAOYSA-N [C].ClC(Cl)(Cl)Cl Chemical compound [C].ClC(Cl)(Cl)Cl CEDLUJHGAQHWKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 1
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000357 carcinogen Toxicity 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 239000003183 carcinogenic agent Substances 0.000 description 1
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 239000007884 disintegrant Substances 0.000 description 1
- 238000005108 dry cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 125000000816 ethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 208000037824 growth disorder Diseases 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000036244 malformation Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical group C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 239000012629 purifying agent Substances 0.000 description 1
- 239000012066 reaction slurry Substances 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/74—Iron group metals
- B01J23/745—Iron
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/04—Mixing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G49/00—Compounds of iron
- C01G49/0018—Mixed oxides or hydroxides
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
본 발명은 자성 산화철 및 이의 제조방법, 상기 자성 산화철과 철분입자를 포함하는 염소계 휘발성 유기화합물의 분해제, 및 이를 이용한 토양정화제에 관한 것이다. 본 발명은 철분말의 고유의 성질인 환원성을 극대화시켜서 염소계 휘발성 유기화합물의 분해에 탁월한 성능을 발휘하는 자성 산화철 및 철분입자를 포함하는 조성물을 이용한 휘발성유기 화합물 제거용 토양정화제 입자 분말을 제조하는 장점이 있다.The present invention relates to a magnetic iron oxide and a method for producing the same, a decomposition agent of the chlorine-based volatile organic compounds including the magnetic iron oxide and iron powder particles, and a soil purifier using the same. Advantageous Effects of the Invention The present invention provides an advantage of preparing a powder for volatile organic compound removal for volatile organic compounds using a composition comprising magnetic iron oxide and iron powder exhibiting excellent performance in the decomposition of chlorine-based volatile organic compounds by maximizing reducibility, which is an inherent property of iron powder. There is this.
Description
본 발명은 자성 산화철 및 이의 제조방법, 상기 자성 산화철과 철분입자를 포함하는 염소계 휘발성 유기화합물의 분해제, 및 이를 이용한 토양정화제에 관한 것이다. 본 발명은 철분말의 고유의 성질인 환원성을 극대화시켜 염소계 휘발성 유기화합물의 분해에 탁월한 성능을 발휘하는 것을 특징으로 하는 자성 산화철을 이용한 휘발성 유기 화합물 제거용 토양정화제 입자 분말을 제조하는 장점이 있다.The present invention relates to a magnetic iron oxide and a method for producing the same, a decomposition agent of the chlorine-based volatile organic compounds including the magnetic iron oxide and iron powder particles, and a soil purifier using the same. The present invention has the advantage of producing a powder of soil clarifier particles for removal of volatile organic compounds using magnetic iron oxide, characterized in that to maximize the reducibility of the intrinsic properties of iron powder to exhibit excellent performance in the decomposition of chlorine-based volatile organic compounds.
고도의 산업화가 이루어진 이후 환경오염의 폐해는 날로 심각한 수준에 이르고 있으며, 이러한 환경오염원은 대부분 대기오염, 토양오염을 유발하게 된다. 특히 토양 오염의 경우는 2차적으로 지하수의 오염을 가져오게 되며, 이러한 지하수를 사용함으로써 중금속 및 휘발성 유기 화합물로 인한 인체에의 독성, 발암 물질, 동식물의 생육장애, 기형 유발을 일으키는 주요 원인으로 최근에 제조 및 사용이 엄격하게 규제되고 있다. Since the high industrialization, environmental pollution has reached a serious level, and most of these environmental pollution causes air pollution and soil pollution. In particular, soil pollution causes secondary contamination of groundwater. The use of such groundwater is a major cause of toxicity to humans, carcinogens, growth disorders of animals and plants, and malformations caused by heavy metals and volatile organic compounds. Manufacturing and use are strictly regulated.
이러한 환경 오염원중 염소계 휘발성 유기화합물은 염소계의 유기용제로서, 탈지 성능이 뛰어나 재료 표면의 청정성이 요구되는 제품이나 중간 가공품을 제공하는 업계(예를 들면, 반도체 제조, 정밀 부품 가공등의 업계)에서는 세정 용제로서 또 클리닝 업계에서는 드라이클리닝의 용제로서 사용되어 왔다. 이러한 염소계 유기용제는 오존층의 파괴 물질이기 때문에, 몬트리올 의정서로 그 제조나 사용에 제한을 받기에 이르러, 현재는 사용량이 줄어들어 오고는 있지만 대량으로 사용되고 있었던 시기에 적정하게 처리되지 않았기 때문에, 토양이나 지하수를 오염시키고 있는 것으로 나타나서 사회 문제화되고 있다.Among these environmental pollutants, chlorine-based volatile organic compounds are chlorine-based organic solvents, and in industries that provide excellent degreasing performance and require cleanliness of the material surface or intermediate products (for example, in semiconductor manufacturing and precision parts processing). It has been used as a cleaning solvent and in the cleaning industry as a solvent for dry cleaning. Since these chlorine-based organic solvents are destructive substances of the ozone layer, they have been restricted in their manufacture and use under the Montreal Protocol, and their use has been reduced, but they have not been properly treated at the time when they are being used in large quantities. It appears to be polluting the world and is becoming a social issue.
특히, 염소계 유기용제 중에서도 일찍이 대량으로 사용되고 있던 트리클로로에틸렌(TCE), 테트라클로로에틸렌(PCE)은 발암성이 지적되어 대기에의 방출이 염려될 뿐만 아니라, 토양의 오염과 오염된 토양 아래를 흐르는 지하수를 오염시키기 때문에 일반 주민의 생활 환경에 지대한 악 영향을 초래하게 된다. 따라서 이러한 오염된 토양의 조기의 정화 처리 대책이 시급하다. In particular, trichlorethylene (TCE) and tetrachloroethylene (PCE), which have been used in large quantities among chlorine organic solvents, have been pointed out to be carcinogenic, which is not only concerned about the release to the atmosphere, but also causes contamination of soil and flow under contaminated soil. Pollution of groundwater has a significant adverse impact on the living environment of the general population. Therefore, measures for the early purification treatment of such contaminated soil are urgent.
휘발성 유기화합물에 의해 오염된 토양, 지하수를 무해화하는 수단으로는 (1) 오염 토양, 오염 지하수를 현상 유지한 채로 처리하는 방법(원위치 분해법) , (2) 오염 토양중의 기체 또는 오염 지하수를 일단 지상으로 끌어올려 처리하는 방법(원위치 추출 후 처리법), (3) 오염 토양을 굴착해 처리하는 방법(굴착 제거법)이 사용된다. 그 중 원위치 분해법은 오염된 토양원에 토양정화제를 직접 주입하는 방법으로 휘발성 유기 화합물의 분해에 적은 비용으로 가장 효과적인 방법으로 가장 많이 사용되고 있다.Means of harming soil and groundwater contaminated with volatile organic compounds include (1) treatment of contaminated soil and contaminated groundwater (in situ decomposition), and (2) gas or contaminated groundwater in contaminated soil. The method of lifting up to the ground once (in-situ post-treatment) and (3) the method of excavating and treating contaminated soil (excavation removal method) are used. Among them, in situ decomposition is a method of directly injecting a soil purifier into a contaminated soil source and is most commonly used as a cost effective method for decomposing volatile organic compounds.
이러한 염소계 휘발성 유기화합물의 분해제로는 철분의 환원 작용을 이용한 산화철계의 화합물을 분해제로 이용하는 저비용의 처리 기술이 개발되고 있다. As a decomposing agent of such a chlorine-based volatile organic compound, a low-cost treatment technique using an iron oxide-based compound using a reducing action of iron as a decomposing agent has been developed.
토양 정화제로의 산화철을 제조하는 방법에 있어서 JP 2004-25061 A, 및 JP2004-149829 A의 경우는 철강 제조에서 발생하는 산화철을 토양정화제로 사용하는 것으로, 대량 생산과 코스트면에서의 장점을 가지고 있지만 산화철의 입자 크기가 크기 때문에 비표면적이 작고 그로 인하여 표면의 활성이 크게 떨어져서 휘발성 유기 화합물을 정화하는 능력이 좋지 않은 단점이 있다.JP 2004-25061 A and JP2004-149829 A use iron oxides produced in steel production as soil refining methods for the production of iron oxides as soil purifiers. Due to the large particle size of iron oxide, there is a disadvantage that the specific surface area is small, and thus the surface activity is greatly degraded, and thus the ability to purify volatile organic compounds is poor.
산화철의 환원성을 높이기 위하여 환원성 물질을 첨가하는 JP 2004-249227 A, 및 JP 2004-249237 A의 경우는 금속과 환원제에 의한 휘발성 유기 화합물의 성능을 어느 정도 배가시킬 수는 있지만 첨가되는 환원제가 최종적으로 토양의 2차 오염의 유발 가능성이 매우 높은 단점이 있다.In the case of JP 2004-249227 A and JP 2004-249237 A which add a reducing material to increase the reducibility of iron oxide, the performance of the volatile organic compounds by the metal and the reducing agent may be doubled to some extent, but the reducing agent added is finally There is a disadvantage that the possibility of causing secondary pollution of the soil is very high.
본 발명은 토양에 오염이 되어 있는 염소계 휘발성 유기화합물의 분해를 경제적이고, 효과적으로 처리하기 위한 염소계 휘발성 유기화합물 분해제용 토양 정화제 입자 분말 및 그의 제조 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 하고 있다.The present invention has been made in an effort to provide a soil purifier particle powder for a chlorine-based volatile organic compound decomposing agent and a method for producing the same for economically and effectively treating the decomposition of chlorine-based volatile organic compounds contaminated with soil.
본 발명은 자성 산화철을 주성분으로 하는 염소계 휘발성 유기화합물 분해용 입자 분말 및 그의 제조 방법으로서 철분 입자를 미립화시켜서 제조한 환원활성화 산화철를 주성분으로 하는 자성 산화철과 철분 입자를 적정하게 혼합하여 염소계 휘발성 유기화합물로 오염이 되어 있는 토양에 주입하여 염소계 휘발성 유기화합물의 분해에 탁월한 성능을 발휘하는 것을 특징으로 하는 자성 산화철을 이용한 염소계 휘발성 유기화합물 제거용 토양정화제 및 그의 제조방법을 제공한다.The present invention relates to a particle powder for decomposition of chlorine-based volatile organic compounds containing magnetic iron oxide as a main component, and a method for producing the same, as a chlorine-based volatile organic compound by appropriately mixing magnetic iron oxide and iron particles containing reduced-activated iron oxide prepared by atomizing iron particles as a main component. The present invention provides a soil purifying agent for removing chlorine-based volatile organic compounds using magnetic iron oxide, and a method of manufacturing the same, which are injected into contaminated soil and exhibit excellent performance in decomposing chlorine-based volatile organic compounds.
본 발명의 목적은 자성 산화철을 주성분으로 하는 염소계 휘발성 유기화합물 분해용 입자 분말 및 그의 제조 방법을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a particle powder for decomposition of a chlorine-based volatile organic compound mainly composed of magnetic iron oxide and a method for producing the same.
본 발명의 또다른 목적은 자성 산화철 입자와 철분말을 적정한 비율로 포함하는 염소계 휘발성 유기화합물의 분해제를 제공하는 것이다. It is another object of the present invention to provide a decomposing agent for a chlorine-based volatile organic compound containing magnetic iron oxide particles and iron powder in an appropriate ratio.
본 발명의 또다른 목적은 상기 염소계 휘발성 유기화합물 분해제를 포함하는 토양정화제를 제공하는 것이다. Still another object of the present invention is to provide a soil purifier comprising the chlorine-based volatile organic compound decomposing agent.
본 발명의 또다른 목적은 상기 염소계 휘발성 유기화합물 분해제를 토양에 적용하여 토양을 정화하는 방법에 관한 것이다. 상기 자성 산화철 입자와 철분말을 적정한 비율로 포함하는 염소계 휘발성 유기화합물의 분해제를 상기 유기화합물 을 함유하는 토양 또는 지하수와 혼합 및 접촉시킨 것을 특징으로 하는 염소계 휘발성 유기 화합물을 함유하는 토양 및 지하수의 정화 처리 방법이다.Another object of the present invention relates to a method for purifying soil by applying the chlorine-based volatile organic compound decomposition agent to the soil. Soil and ground water containing chlorine-based volatile organic compounds, characterized in that the decomposition agent of the chlorine-based volatile organic compounds containing the magnetic iron oxide particles and iron powder in an appropriate ratio and mixed with and contact with the soil or ground water containing the organic compounds. Purification treatment method.
본 발명은 50 내지 99.9 중량%의 2가 Fe (Fe 2+)을 함유하는 철분 입자와, 2가 Fe (Fe 2+) 함량이 5% 내지 24 중량%를 갖는 자성 산화철을 포함하며, 산화환원 전위차가 -300mV 내지 -1000 mV인 염소계 휘발성 유기화합물의 분해제에 관한 것이다. The present invention includes iron particles containing 50 to 99.9% by weight of divalent Fe (Fe 2+ ), and magnetic iron oxide having a content of 5% to 24% by weight of divalent Fe (Fe 2+ ), and redox. It relates to a decomposer of chlorine-based volatile organic compounds having a potential difference of -300 mV to -1000 mV.
상기 철분입자와 자성 산화철의 혼합비는 1: 9 내지 9:1 중량비일 수 있다. 상기 철분입자의 표면에 상기 자성 산화철은 자기력으로 부착된 것이다. The mixing ratio of the iron powder and the magnetic iron oxide may be 1: 9 to 9: 1 weight ratio. The magnetic iron oxide is attached to the surface of the iron powder by magnetic force.
상기 철분입자는 상기 철분입자는 비표면적이 0.01 내지 5 m2/g이며, 산화환원 전위차가 0mV 내지 -300 mV이며, 총 Fe 함량이 70% 내지 100%인 것이 바람직하며, 자성 또는 비자성일 수 있다. The iron powder may have a specific surface area of 0.01 to 5
상기 자성 산화철은 상기 자성 산화철은 마그네타이트 성분이 21 내지 100 중량%로 포함한다. 또한 자성 산화철은 보자력(Hc)는 50 ~ 400 Oe이고 포화자속밀도(σs)가 30 ~ 90 emu/g이고, 잔류자속 밀도가 5 ~ 40 emu/g이며, 비표면적이 5 ~ 50 m2/g인 것이 바람직하다.The magnetic iron oxide may include 21 to 100% by weight of the magnetic iron oxide magnetite component. Magnetic iron oxide has a coercive force (Hc) of 50 to 400 Oe, a saturation magnetic flux density (σs) of 30 to 90 emu / g, a residual magnetic flux density of 5 to 40 emu / g, and a specific surface area of 5 to 50 m 2 / It is preferable that it is g.
상기 자성 산화철은 구상, 육면체, 팔면체 또는 침상 형태일 수 있으며, 구상, 육면체, 팔면체인 입자의 가장긴 선분의 길이가 0.05 내지 1.0 ㎛인 것이 바라직하다. 또한 침상형 자성산화철은 단축/장축의 비율이 0.3 내지 1.5이며, 장축의 길이가 0.05 내지 1.0 ㎛일 수 있다. The magnetic iron oxide may be spherical, hexahedral, octahedral or acicular in shape, and the length of the longest segment of the spherical, hexahedral and octahedral particles is preferably 0.05 to 1.0 μm. In addition, the acicular magnetic iron oxide may have a ratio of short axis / long axis of 0.3 to 1.5 and a length of long axis of 0.05-1.0 μm.
상기 분해제는 토양내 염소계 휘발성 유기화합물의 분해용으로 사용될 수 있어, 토양정화제로서 사용될 수 있다. The disintegrant may be used for the decomposition of chlorine-based volatile organic compounds in the soil, it can be used as a soil purifier.
또한 상기 자성 산화철은 Fe2 +의 농도가 30 ~ 100 g/ℓ인 수용액에 산소가 함유되어 있는 가스를 투입하면서 총 Fe2 +의 0.3 ~ 0.7 당량의 알칼리를 첨가하여 80 ~ 99 ℃의 온도를 유지하면서 pH가 5.0 ~ 6.0이 되도록 하는 1단계 반응과, pH를 5.0~6.0이 유지 되도록 알카리를 첨가하면서 산소가 함유되어 있는 가스를 투입하여 반응하는 2단계 반응을 포함하는 방법으로 제조된 것일 수 있다. 또는 상기 상기 자성 산화철은 Fe2 +의 농도가 30~ 60 g/ℓ인 수용액에 산소가 함유되어 있는 가스를 투입하면서 총 Fe2 +의 0.3 ~ 0.7 당량의 알카리를 첨가하여 50 ~ 70 ℃의 온도를 유지하면서 pH가 2.5~3.0이 되도록 하는 1단계 반응과, 1단계 반응에서 종료된 pH에서 산소가스를 함유하고 있는 가스를 투입하면서 알카리를 첨가하여 2시간 내지 12시간 동안 점진적으로 pH를 조정하여 최종 pH가 4에서 9가 되도록 하는 2단계 반응을 거친후 생성된 게타이트(FeOOH) 슬러리를 탈수,세정을 거친후 300 ~ 400℃의 온도로 가수분해 반응한 후 500 ~ 800℃의 온도로 소성후 다시 수소분위기에서 300 ~ 400℃의 온도로 환원시켜서 마그네타이트를 제조하는 공정을 포함하는 방법으로 제조되는 것일 수 있다.In addition, the magnetic iron oxide has a temperature of 80 ~ 99 ℃ by adding an alkali containing 0.3 ~ 0.7 equivalents of the total Fe 2 + while putting a gas containing oxygen in an aqueous solution with a concentration of Fe 2 + 30 ~ 100 g / ℓ It can be prepared by a method comprising a one-step reaction to maintain a pH of 5.0 to 6.0 while maintaining, and a two-step reaction to react by adding a gas containing oxygen while adding alkali to maintain a pH of 5.0 to 6.0 have. Or wherein the magnetic iron oxide is Fe 2 + concentration of 30 ~ 60 g / ℓ of an aqueous solution and added to the gas contained oxygen was added to the 0.3 to 0.7 equivalents of an alkali in a total Fe 2 + at a temperature of 50 ~ 70 ℃ of While maintaining the pH, the pH is 2.5 to 3.0, and the pH is terminated in the first step, and the oxygen is added at the pH containing the oxygen gas while the pH is gradually adjusted for 2 to 12 hours by adding alkali. After the two-step reaction to bring the final pH to 4 to 9, the resulting getite (FeOOH) slurry is dehydrated and washed, and then hydrolyzed to a temperature of 300 to 400 ° C., and then calcined to a temperature of 500 to 800 ° C. After the reduction to a temperature of 300 ~ 400 ℃ in the hydrogen atmosphere may be prepared by a method including a process for producing a magnetite.
또한 본 발명은 Fe2 +의 농도가 30 ~ 100 g/ℓ인 수용액에 산소 함유 가스를 투입하면서 총 Fe2 +의 0.3 ~ 0.7 당량의 알칼리를 첨가하고, 80 ~ 99 ℃의 온도를 유지하면서 pH가 5.0 ~ 6.0이 되도록 하는 1단계 반응과, pH를 5.0~6.0이 유지되도록 알카리를 첨가하면서 산소가 함유되어 있는 가스를 투입하여 반응하는 2단계 반응을 포함하는, 보자력(Hc) 50 ~ 150 Oe, 포화자속밀도(σs) 60 ~ 90 emu/g, 잔류자속 밀도 5 ~ 40 emu/g을 갖는 구상의 자성 산화철을 제조하는 방법에 관한 것이다. 상기 제조된 자성 산화철을 세정, 건조, 및 분쇄하는 공정을 추가로 포함하여 5~30 m2/g의 비표면적을 갖는 자성 산화철을 제조할 수 있다. In addition, the present invention is added to the aqueous solution having a concentration of Fe 2 + 30 ~ 100 g / ℓ while adding an oxygen-containing gas of 0.3 ~ 0.7 equivalent alkali of the total Fe 2 + , while maintaining a temperature of 80 ~ 99 ℃ The coercive force (Hc) 50 to 150 Oe, which includes a one-step reaction to make 5.0 to 6.0, and a two-step reaction to react by adding a gas containing oxygen while adding alkali to maintain the pH of 5.0 to 6.0. And a method for producing spherical magnetic iron oxide having a saturation magnetic flux density (σs) of 60 to 90 emu / g and a residual magnetic flux density of 5 to 40 emu / g. The magnetic iron oxide having a specific surface area of 5 to 30 m 2 / g may be manufactured by further including the process of washing, drying, and pulverizing the prepared magnetic iron oxide.
이하 본 발명을 더욱 자세히 설명하고자 한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
철분이 염소계 휘발성 유기화합물을 분해시키는 메커니즘은 도 1에 나타낸 바와 같이 염소탈리축차 반응에 의하여 소개 되고 있다. 도 1은 TCE 분해 메커니즘 (EPA 자료)을 나타내는 반응식이다. 이러한 휘발성 유기 화합물의 분해에 사용되는 철분은 환원 경향이 높은 철분이 요구된다.The mechanism by which iron decomposes chlorine-based volatile organic compounds is introduced by chlorine desorption reaction as shown in FIG. 1 is a scheme showing the TCE degradation mechanism (EPA data). Iron used for decomposition of such volatile organic compounds requires iron having high reduction tendency.
그러나 철분이 가지고 있는 특징을 들자면 철분은 전이 원소로서 0가에서 +2가,+3가로 산화가 진행되며, 토양정화제 용도로 철분이 사용되기 위하여서는 0가의 철분으로서 표면의 활성화도를 크게 하기 위하여서는 철분 입자가 미립화되어야 가장 적합하다. 그러나, 0가의 철분이 미립화될 경우 표면활성화가 커지기 때문에 0가에서 +2가, +3가로의 산화가 급격하게 진행되어 보존성 및 경시변화의 문제로 인하여 염소계 휘발성 유기화합물 제거용 토양 정화용 철분으로서는 적합하지 못하다. However, the characteristics of iron are that iron is oxidized from 0 to +2 and +3 as the transition element, and in order to increase the surface activation as 0 valent iron in order to use iron for soil purification. Iron particles are best suited for atomization. However, when zero-valent iron is atomized, surface activation is increased, so oxidation from zero-valent to + 3-valent and + 3-valent rapidly progresses, which is suitable as soil-purifying iron for removing chlorine-based volatile organic compounds due to problems of preservation and change over time. I can't.
또한, 대표적인 +2가 철을 함유하고 있는 산화철(FeOFe2O3)의 경우는 +2가철이 +3가로 산화되는 경향이 있기는 하지만 철원자(Fe) 3개중 1개의 환원력만으로만 환원 효과를 얻을 수 밖에 없기 때문에 환원력이 미약하여 염소계 휘발성 유기화합물의 분해용 토양 정화용 환원철로서는 적합하지 못하다.In addition, in the case of representative iron oxide (FeOFe 2 O 3 ) containing +2 iron, the +2 iron has a tendency to be oxidized to + trivalent, but only one reducing power of three iron atoms (Fe) reduces the reduction effect. Since it is inevitably obtained, it has a low reducing power and is not suitable for reducing iron for soil purification for decomposition of chlorine-based volatile organic compounds.
이러한 철분의 고유한 환원력은 산화 환원 전위차(ORP: Oxidation-Reduction Potential)을 측정하여 알 수 있는데, 산화 환원 전위차의 측정 값이 +값이 클수록 산화경향성이 크며, -값이 클수록 환원 경향성이 크게 나타난다. The intrinsic reducing power of iron can be determined by measuring Oxidation-Reduction Potential (ORP). The larger the value of the redox potential difference is, the larger the oxidation tendency is, and the larger the value is, the greater the tendency of reduction is. .
휘발성 유기 화합물을 효과적으로 분해하려면 환원 경향이 큰 철분을 사용해야 한다. 즉, 상기에서 언급한 것과 같이 염소계 휘발성 유기화합물의 분해에 적합한 환원철인 0가 철분이 많이 함유되어야 하며 입자의 표면적이 커야(입자의 크기가 작아야) 하는데, 이 두 가지를 만족하는 데는 많은 제약이 따른다. To decompose volatile organic compounds effectively, iron with high reduction tendency should be used. That is, as mentioned above, the reduced iron, which is suitable for the decomposition of chlorine-based volatile organic compounds, should contain a large amount of zero-valent iron and the surface area of the particles should be large (small particle size). Follow.
일반적으로 알려진바와 같이 Fe0와 FeOFe2O3(마그네 타이트)의 라다칼 생성에 의한 염소계 휘발성 유기화합물 분해의 메커니즘은 잘 알려져 있다.As is generally known, the mechanism of decomposition of chlorine-based volatile organic compounds by the radical generation of Fe 0 and FeOFe 2 O 3 (magnesite) is well known.
[반응식 1]
Fe0 + H2O → Fe0 + H+ + OH- Fe 0 + H 2 O → Fe 0 + H + + OH -
[반응식 2]
FeOFe2O3 + H2O → FeOFe2O3 + H+ + OH- FeOFe 2 O 3 + H 2 O → FeOFe 2 O 3 + H + + OH -
반응식 1 및 2에서와 같이, 보다 효과적인 환원철로서의 역할을 수행하기 위 해서는 높은 0가 철분의 함량과 철분과 입자의 표면적이 큰 입자를 가진 철분(입자의 크기가 작은 철분)이 필요하다. 이러한 제약을 해결하기 위해서 미립화 자성 산화철을 첨가할 경우, 미립화된 자성 산화철은 고유한 자기력에 의하여 철분입자의 표면에 피복된다. 이렇게 피복된 철분은 자성 산화철의 자기력과 미립화로 인한 비표면적의 증가로 인하여 표면이 활성화되어 환원 활성화가 증가하게 된다.As in
철분에 미립화 자성 산화철를 첨가할 경우 상기 도 2와 같이 해석된다. 도 2는 환원 활성화 모식도를 나타낸다. 도 2에서 A의 경우 철분의 입자 크기가 크기 때문에 표면적이 작아져서 철분 표면의 Fe0의 활성화가 낮기 때문에 물분자의 라디칼이 적게 생성이 되어 염소계 휘발성 유기화합물의 분해속도가 매우 느리게 진행 되고, B의 경우 미립화 된 자성 산화철이 가지고 있는 자기력에 의하여 철분과 결합하게 되고 결합한 자성 산화철의 자기력과 비표면적의 증가로 인하여 Fe0의 활성화 에너지가 증가하게 되며, 이로 인하여 많은 물분자를 라디칼화 시킬 수 있기 때문에 염소계 휘발성 유기화합물의 분해 속도가 매우 빠르게 진행된다.When the atomized magnetic iron oxide is added to iron powder, it is interpreted as shown in FIG. 2. 2 shows a schematic diagram of reduction activation. In the case of A in Fig. 2, since the particle size of iron is small, the surface area is small, and Fe 0 activation on the surface of iron is low, so that less radicals of water molecules are generated, so that the decomposition rate of chlorine-based volatile organic compounds is very slow. In the case of, the atomized magnetic iron oxide is combined with iron by the magnetic force of magnetic iron oxide, and the activation energy of Fe 0 increases due to the increase of magnetic force and specific surface area of the combined magnetic iron oxide, which can radicalize many water molecules. Therefore, the decomposition rate of chlorine-based volatile organic compounds proceeds very fast.
상기 분해제는 염소계 휘발성 유기화합물의 분해용인 것이며, 이러한 염소계 휘발성 유기화의 정의로는 0.02psi 이상의 증기압을 갖거나, 끓는점이 100℃미만인 탄화 수소 화합물을 총칭한다. 이중 염소계 휘발성 유기 화합물은 에틸렌기나 에탄기, 메탄기, 프로판기등에 염소기를 가지고 있는 화합물로서, 그 예를 들면 트리클로로에틸렌(Trichloroethylene), 테트라클로로에텔렌(Tetrachloroethylene), 디클로로메탄(Dichloromethane), 카본테트라클로라이드(Carbon tetrachloride), 1,2 디 크로로에탄(1,2-Dichloroethane), 1,1 디클로로에틸렌(1,1-Dichloroethyene), 시스 1,2 디클로로에틸렌(cis-1,2-Dichloroethyene), 1,1,1 트리클로로에탄(1,1,1-Trichloroethane), 1,1,2-트리클로로에탄(1,1,2-Trichloroethane), 1,3-디클로로프로판(1,3-Dichloropropene), 및 벤젠으로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. The decomposing agent is for the decomposition of chlorine-based volatile organic compounds, and the definition of such chlorine-based volatile organication refers to a hydrocarbon compound having a vapor pressure of 0.02 psi or more or a boiling point of less than 100 ° C. The chlorine-based volatile organic compound is a compound having a chlorine group in an ethylene group, an ethane group, a methane group, a propane group, for example, trichloroethylene, tetrachloroethylene, dichloromethane, carbon Carbon tetrachloride, 1,2-dichloroethane, 1,1 dichloroethylene, 1,1-Dichloroethyene, cis-1,2-Dichloroethyene , 1,1,1 trichloroethane, 1,1,2-trichloroethane, 1,3-dichloropropene And, and at least one selected from the group consisting of benzene.
철분에 자성 산화철을 혼합한 염소계 휘발성 유기화합물 분해제에서 자성 산화철의 조성은 10 ~ 90 중량 %이고, 바람직하게는 30 ~ 70 중량 %이다. 자성 산화철의 조성이 10 중량% 이하일 경우는 철분의 산화 환원 전위차가 낮아지지 않기 때문에 염소계 휘발성 유기화합물의 분해 속도가 낮아져서 염소계 휘발성 유기화합물의 분해제로 적합하지 않고, 자성 산화철의 조성이 90 중량 % 이상일 경우도 산화 환원 전위차가 낮아지지 않기 때문에 염소계 휘발성 유기화합물의 분해 속도가 늦기 때문에 염소계 휘발성 유기화합물의 분해제로 적합하지 않다.In the chlorine-based volatile organic compound decomposition agent in which magnetic iron oxide is mixed with iron, the composition of the magnetic iron oxide is 10 to 90% by weight, preferably 30 to 70% by weight. When the composition of the magnetic iron oxide is less than 10% by weight, the redox potential difference of the iron powder is not lowered, so that the decomposition rate of the chlorine-based volatile organic compound is lowered, and thus the composition of the magnetic iron oxide is not less than 90% by weight. In this case, since the redox potential difference does not decrease, the decomposition rate of the chlorine-based volatile organic compound is slow, and therefore, it is not suitable as a decomposition agent of the chlorine-based volatile organic compound.
염소계 휘발성 유기화합물의 분해제인 혼합 철분의 환원성을 나타내는 대표적인 산화환원 전위차(OPR : Oxidation Reduction Potential)값은 "-"mV이하일 경우 혼합 철분의 환원 경향이 있는 것으로 알 수 있으며 반대로 "+"mV 경우는 산화 경향이 있음을 알 수 있다. 여러 실험을 거친 결과 산화 환원 전위차 -300 mV이하 일 경우이어야만 경제성이 있는 염소계 휘발성 유기화합물의 분해제로서 적합하다. 산화 환원 전위차기 0 mV이상일 경우는 산화 경향성을 가지고 있기 때문에 염소계 휘발성 유기화합물의 분해제로는 적합 하지 않고, 0에서 -300 mV 일 경우는 염소계 휘발성 유기화합물의 분해 속도가 느리기 때문에 토양내에 많은양의 환원철 을 주입 하여야 하기 때문에 경제적이지 못하다. Representative Oxidation Reduction Potential (OPR) value, which represents the reducibility of mixed iron, which is a decomposition agent of chlorine-based volatile organic compound, can be seen to be a tendency to reduce mixed iron when "-" mV or less. It can be seen that there is a tendency to oxidation. As a result of several experiments, the redox potential difference is less than -300 mV to be suitable as a decomposer of economical chlorine-based volatile organic compounds. If the redox potential is more than 0 mV, it has a tendency of oxidation, so it is not suitable as a disintegrating agent of chlorine-based volatile organic compounds. If it is from 0 to -300 mV, the decomposition rate of chlorine-based volatile organic compounds is slow. It is not economical because it requires the injection of reduced iron.
철분의 산화 환원 전위차는 0 내지 -300 mV 이고, 바람직하게는 -20 내지 -300mV 이다. 산화 환원 전위차가 0 mV 이상일 경우는 철분의 산화 경향성이 커지기 때문에 자성 산화철와 혼합이 되어도 염소계 휘발성 유기화합물 분해제로는 적합 하지 않다.The redox potential difference of iron is 0 to -300 mV, preferably -20 to -300 mV. If the redox potential difference is 0 mV or more, the oxidation tendency of iron increases, so even when mixed with magnetic iron oxide, it is not suitable as a chlorine-based volatile organic compound decomposition agent.
산화 환원 전위차는 시료를 100 ㎖ 비이커에 철분의 농도를 50g/ℓ로 하여 20℃의 온도를 유지하며 마그네틱바로 교반하면서 Metrohm사 736 GP Titrator로 측정 하였다.The redox potential difference was measured by Metrohm's 736 GP Titrator while stirring the sample with a magnetic bar at a temperature of 20 ° C. in a 100 ml beaker with iron concentration of 50 g / l.
자성 산화철은 황산 제일철(FeSO4)용액에 알카리로 침전하여 합성한 미립화 산화철로서, 사용 되는 알카리로는 수산화 나트륨(NaOH), 탄산나트륨(Na2CO3), 탄산 수소 나트륨(NaHCO3), 수산화 칼슘(Ca(OH2)등을 사용하여 침전 합성을 시키며, 알카리로 침전 합성 방법에 따라서 입자의 모양이 구상, 육면체, 팔면체 또는 침상의 모양을 가질 수 있다. Magnetic iron oxide is an atomized iron oxide synthesized by alkali precipitation in ferrous sulfate (FeSO 4 ) solution. Alkali used is sodium hydroxide (NaOH), sodium carbonate (Na 2 CO 3 ), sodium hydrogen carbonate (NaHCO 3 ), calcium hydroxide Precipitation synthesis is performed using (Ca (OH 2 ), etc., and the shape of the particles may be spherical, hexahedral, octahedral or acicular according to the precipitation synthesis method with alkali.
자성 산화철의 입자의 모양이 구상, 육면체, 팔면체의 경우 입자의 양끝에서 중심을 지나는 가장긴 선분의 길이가 0.05내지 1.0㎛이며 바람직하게는 0.1 내지 0.8㎛ 이다. 선분의 길이가 0.05㎛ 이하일 경우는 입자의 크기가 너무 작기 때문에 제조 과정에서 수율에 문제가 있으며, 입자의 크기가 1.0㎛ 이상일 경우는 비표면적이 커지기 때문에 원하는 염소계 휘발성 유기 화합물의 분해제로 적합하지 못하다.In the case of spherical, hexahedral, and octahedral particles of magnetic iron oxide, the length of the longest line segment passing through the center at both ends of the particles is 0.05 to 1.0 mu m, and preferably 0.1 to 0.8 mu m. If the length of the line segment is 0.05 μm or less, there is a problem in the yield during the manufacturing process because the particle size is too small. If the particle size is 1.0 μm or more, the specific surface area becomes large, and thus it is not suitable as a disintegrating agent of the desired chlorine-based volatile organic compound. .
자성 산화철의 침상형의 경우는 입자의 폭을 단축, 길이방향을 장축으로 정의 하며, 단축/장축의 비율이 0.3 내지 1.5이며 바람직하게는 0.5 내지 1.0 이다. 단축/장축의 비율이 0.3 이하일 경우는 비표면적이 작아지는 단점과 형상 자기 이방성이 낮아 지게 되어 원하는 자기 특성을 발휘하지 못한다. 또한 1.5이상일 경우는 제조 과정에서 입자가 쉽게 부러지기 때문에 마찬가지로 형상 자기 이방성이 낮아지게 되어 원하는 자기 특성을 발휘하지 못하기 때문에 적합하지 않다. In the case of needle-shaped magnetic iron oxide, the width of the particles is shortened and the longitudinal direction is defined as the long axis, and the ratio of the short axis / long axis is 0.3 to 1.5, and preferably 0.5 to 1.0. If the ratio of the short axis / long axis is 0.3 or less, the specific surface area becomes smaller and the shape magnetic anisotropy is lowered, thereby failing to exhibit the desired magnetic properties. In the case of 1.5 or more, since the particles easily break during the manufacturing process, the shape magnetic anisotropy is similarly lowered, which is not suitable because the particles cannot exhibit the desired magnetic properties.
자성 산화철의 침상형 입자의 크기는 장축의 길이가 0.05 내지 1.0 ㎛ 바람직하게는 0.1 내지 0.8㎛이다. The size of the needle-shaped particles of magnetic iron oxide is 0.05-1.0 탆 in length of the major axis, preferably 0.1-0.8 탆.
자성 산화철 입자의 크기와 단축, 장축의 측정 방법은 SEM이나 TEM사진으로 3만배 또는 12만배의 배율로 사진을 찍은 후 100개 이상의 입자의 크기를 재서 평균 값으로 계산 하였다.The method of measuring the size, shortening, and long axis of the magnetic iron oxide particles was calculated as an average value by measuring the size of 100 or more particles after taking a picture with a magnification of 30,000 times or 120,000 times with SEM or TEM.
합성된 자성 산화철은 Fe2 +의 함량은 5~24%이며 바람직하게는 7~ 18%이다. Fe2+의 함량이 24%이상일 경우는 제조 비용이 증가하게 되어 경제적이지 못하며, 또한 Fe2 +의 산화 경향성이 커지기 때문에 쉽게 산화되어 경시 변화가 불안정하게 된다. 또한 Fe2 +가 5% 이하일 경우는 산화철의 고유한 성질인 자기적인 성질이 떨어지기 때문에 자성 산화철로는 적합하지 못하다. To the synthesized magnetic iron oxide content of Fe + 2 is from 5 to 24% preferably 7 to 18%. If the content of Fe 2+ is more than 24%, the manufacturing cost increases and it is not economical, and also because the oxidation tendency of Fe 2 + increases, it is easily oxidized and the change over time becomes unstable. In addition, if the
철분의 Fe2 +의 함량은 50 내지 99.0 중량% 이며 바람직하게는 70 내지 99.0 중량%이다. 철분의 Fe2 +함량이 50 중량%이상일 경우는 철분에서 Fe2+가의 함량이 낮다는 것은 철분의 주성분은 순철인 Fe 0가(Fe0)로 이루어져 있다고 볼 수 있다.The content of Fe 2 + in the iron is 50 to 99.0% by weight and preferably from 70 to 99.0% by weight. If the Fe 2 + content of the iron is 50% by weight or more it is the valence Fe2 + content is low in iron can be seen that consists of a main component of the iron is pure iron is Fe 0 (Fe 0).
측정방법은 시료 0.5g을 칭량하여, 황산, 인산, 증류수 1.5 : 1.5 : 7 용액 25ml를 넣고 잘 흔들면서 Heater에서 가열 용해하고 완전 냉각시킨다. 냉각후 증류수100ml를 가한 후 Metrohm사 736 GP Titrator를 이용하여 적정을 실시하였다.In the measurement method, 0.5 g of a sample is weighed, and 25 ml of sulfuric acid, phosphoric acid, and distilled water 1.5: 1.5: 7 solution is added thereto. After cooling, 100 ml of distilled water was added, followed by titration using a Metrohm 736 GP Titrator.
철분의 총 Fe함량은 70 내지 100% 이고, 바람직하게는 80 내지 100% 이다. Fe총함량이 낮을 경우 환원철로서의 기능을 상실하게 때문에 자성 산화철와 혼합이 되어도 염소계 휘발성 유기화합물 분해제로는 적합하지 않다. 총 Fe함량의 측정 방법으로는 시료 1.0g를 정확히 칭량하여 300ml 코니칼 비이커에 넣고 1 : 3황산 30ml를 가한다. 이 시료를 Heater에서 완전 용해 후 증류수 75ml를 가하고 실온으로 냉각하고 황산, 인산 1 : 1 용액 50ml 첨가한다. 이 용액을 Metrohm사 736 GP Titrator를 이용하여 적정을 실시하였다.The total Fe content of iron is 70 to 100%, preferably 80 to 100%. If the total Fe content is low, it will lose its function as a reduced iron, and therefore it is not suitable as a chlorine-based volatile organic compound decomposition agent even when mixed with magnetic iron oxide. As a method for measuring the total Fe content, 1.0 g of a sample is accurately weighed and placed in a 300 ml conical beaker, and 30 ml of 1: 3 sulfuric acid is added thereto. After completely dissolving this sample in a heater, 75 ml of distilled water is added, cooled to room temperature, and 50 ml of sulfuric acid and phosphoric acid 1: 1 solution is added. This solution was titrated using a Metrohm 736 GP Titrator.
자성 산화철의 비표면적은 5 ~ 50 m2/g이고, 바람직하게는 7 ~ 30 m2/g이다. 비표면적이 50 m2/g이상으로 증가할 경우는 자성 산화철의 입자 크기가 매우 작아지기 때문에 염소계 휘발성 유기 화합물의 분해제로서의 역할은 증가하게 되나 비표면적이 너무 클 경우 겉보기 부피의 증가, 제조과정에서의 분진 비산, 사용시의 분진 비산등 취급상의 문제점이 있기 때문에 적합하지 못하다. 반면 입자의 비표면적이 5 m2/g이하일 경우는 산화철의 입자의 크기가 커지기 때문에 표면 활성이 줄어서 자성 산화철로는 적합하지 못하다. The specific surface area of the magnetic iron oxide is 5 to 50 m 2 / g, preferably 7 to 30 m 2 / g. When the specific surface area increases above 50 m2 / g, the particle size of the magnetic iron oxide becomes very small, so the role of the chlorine-based volatile organic compound as a decomposer increases, but when the specific surface area is too large, the apparent volume increases, and during the manufacturing process. It is not suitable because of handling problems such as dust scattering and dust scattering during use. On the other hand, when the specific surface area of the particles is 5
자성 산화철과 혼합하여 염소계 휘발성 유기화합물을 분해시키기에 적합한 철분의 비표면적은 0.01 내지 5.0 m2/g이상 이고, 바람직하게는 1.0 내지 3.0 m2/g이상 이다. 비표면적이 0.01 m2/g이하일 경우는 입자의 크기가 크기 때문에 표면활성이 줄어서 염소계 휘발성 유기화합물 분해제로는 적합하지 않으며, 5.0m2/g이상일 경우는 철분의 미립화로 인하여 산화되기 쉽다.The specific surface area of iron suitable for decomposing chlorine-based volatile organic compounds by mixing with magnetic iron oxide is 0.01 to 5.0 m 2 / g or more, preferably 1.0 to 3.0 m 2 / g or more. If the specific surface area is less than 0.01 m 2 / g, the particle size is large, the surface activity is reduced, so it is not suitable as a chlorine-based volatile organic compound decomposing agent, and when it is more than 5.0
측정 방법은 시료를 0.20±0.01g 범위 내로 계량하여 Sample 튜브에 Funnel을 이용하여 넣고, 진공을 걸어서 탈기를 한다. 탈기조건은 120℃ X 1Hr 이다. 탈기후 무게를 측정하여 기록한 다음, micrometrics사의 GEMINI III2375로 측정하였다. In the measurement method, the sample is weighed in the range of 0.20 ± 0.01g, put into the sample tube using a funnel, and degassed by applying vacuum. Degassing condition is 120 ° C X 1Hr. Post-degassing weights were measured and recorded and measured by micrometrics GEMINI III2375.
미세한 자성 산화철 입자가 철분의 표면에 부착하기 위한 자기력은 보자력(Hc)는 50 ~ 400 Oe이고 포화자속밀도(σs)가 30 ~ 90 emu/g, 잔류자속 밀도가 5 ~ 40 emu/g이다. 자성 산화철이 구상일 경우는 보자력(Hc)는 50 ~ 150 Oe이고 침상일 경우는 보자력(Hc)는 100 ~ 400 Oe이다. The magnetic force for attaching the fine magnetic iron oxide particles to the surface of iron has a coercive force (Hc) of 50 to 400 Oe, a saturation magnetic flux density (σs) of 30 to 90 emu / g, and a residual magnetic flux density of 5 to 40 emu / g. When the magnetic iron oxide is spherical, the coercive force (Hc) is 50 to 150 Oe, and when it is acicular, the coercive force (Hc) is 100 to 400 Oe.
본 발명의 목적은 철핵화합물을 미립화시켜 자기적인 특성을 가지는 자성 산화철 입자분말을 제조 후 이를 철분과 혼합하여 표면의 활성을 증대시켜서 염소계 휘발성 유기화합물의 분해에 탁월한 성능을 발휘하는 것을 특징으로 하는 토양 정화용 환원철 입자 분말을 경제성이 있게 제조할 수 있다.An object of the present invention is to prepare a magnetic iron oxide particle powder having magnetic properties by atomizing the iron nucleus compound and then mixed with iron powder to increase the activity of the surface to show excellent performance in the decomposition of chlorine-based volatile organic compounds Purified reduced iron particle powder can be produced economically.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 다만, 하기하는 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시되는 것이 뿐 본 발명이 하기와 같은 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples are provided to aid in understanding the present invention. However, the following examples are presented to aid the understanding of the present invention, but the present invention is not limited to the following examples.
실시예Example 1: 자성 산화철의 제조 1: Preparation of Magnetic Iron Oxide
1-1: 구상, 형태를 갖는 자성 산화철(산화철 A)의 제조1-1: Preparation of spherical, shaped magnetic iron oxide (iron oxide A)
25ℓ반응기에 황산제1철 수용액을 Fe2 +가 50g/ℓ농도로 투입후 수산화나트륨 용액을 Fe2 +에 대하여 0.5당량을 투입하여 80℃의 온도에서 산소가 함유된 가스를 투입하면서 pH가 5.0 이 될때까지 교반을 하는 1단계 반응을 진행한다. pH가 5.0으로 1단계 반응이 종료 되면 산소가 함유된 가스를 투입하면서 수산화나트륨을 투입하여 pH를 5.0으로 유지하면서, 수산화나트륨의 나머지 0.5당량이 투입이 완료되는 시점에서 반응이 종료되는 2단계 반응을 완료 한다.An aqueous ferrous sulfate solution to the 25ℓ reactor Fe 2 + is the pH as input to which the oxygen-containing-at a temperature of 80 ℃ gas charged into the 0.5 equivalents per equivalent of the sodium hydroxide solution and then added to 50g / ℓ concentration in the Fe 2 + 5.0 Proceed with a one-step reaction with stirring until this. When the one-step reaction is completed with pH of 5.0, sodium hydroxide is added while adding oxygen-containing gas to maintain the pH at 5.0, and the two-step reaction is completed when the remaining 0.5 equivalent of sodium hydroxide is completed. To complete.
반응이 종료된 마그네타이트 반응액 슬러리를 필터프레스나 진공여두로 탈수, 세정을 거치고, 건조 후, 막자 사발로 분쇄하여 구상형 자성 산화철을 만들었다.After completion of the reaction, the magnetite reaction liquid slurry was dehydrated and washed with a filter press or a vacuum filter, dried, and then ground in a mortar to produce spherical magnetic iron oxide.
1-2: 침상의 형태를 가지는 자성 산화철(산화철 B)의 제조1-2: Preparation of magnetic iron oxide (iron oxide B) having a needle shape
25ℓ반응기에 황산제1철 수용액을 Fe2 +가 50g/ℓ농도로 투입후 수산화나트륨 용액을 Fe2 +에 대하여 0.4당량을 투입하여 60℃의 온도에서 산소가 함유된 가스를 투입하면서 pH가 2.7이 될 때까지 교반을 하는 1단계 반응을 진행한다. 이후 산소가 함유된 가스와 수산화나트륨을 투입하면서 pH를 2.7에서 3.4까지 서서히 증가 시키면서 360분간 반응을 진행하여 슬러리 용액중의 Fe2 +가 0.5 이하가 되는 시점에서 반응이 종료되는 2단계 반응을 완료한다.An aqueous ferrous sulfate solution to the 25ℓ reactor Fe 2 + is a pH of 2.7 and added to the containing an oxygen gas at a temperature of 60 ℃ by putting 0.4 equivalents per equivalent of the sodium hydroxide solution and then added to 50g / ℓ concentration in the Fe 2 + Proceed with a one-step reaction with stirring until this. Since, while oxygen is added to contain the gas and sodium hydroxide, while gradually increasing the pH from 2.7 to 3.4 proceed to 360 minutes of reaction the slurry Fe 2 + is complete, a two-step reaction the reaction is completed at the point that is less than or equal to 0.5 of do.
반응이 종료된 케타이트 반응액 슬러리를 필터프레스나 진공여두로 탈수, 세정을 거친후 로타리 킬른에서 350℃의 온도로 한시간 가량 가수분해 반응을 한후 700℃의 온도로 소성, 수소분위기에서 환원을 시켜서 마그네타이트를 제조한다. 이후 질소 분위기에서 100℃이하까지 냉각을 시킨후 막자사발로 분쇄하여 침상형 자성 산화철을 만들었다.After the reaction, the ketite reaction slurry was dehydrated and washed with a filter press or vacuum filter, and then hydrolyzed at a temperature of 350 ° C. for 1 hour in a rotary kiln, and then calcined at 700 ° C. and reduced in a hydrogen atmosphere. Magnetite is prepared. After cooling to 100 ° C. or less in a nitrogen atmosphere, it was pulverized with a mortar to make acicular magnetic iron oxide.
상기와 같이 제조된 자성 산화철 A와 B의 특성은 아래의 표와 같다.Magnetic iron oxides A and B produced as described above are shown in the table below.
[표 1] 자성 산화철의 특성[Table 1] Characteristics of magnetic iron oxide
1-3: 염소계 휘발성 유기화합물 분해용 환원철의 제조1-3: Preparation of Reduced Iron for Decomposition of Chlorinated Volatile Organic Compounds
실험에 사용될 철분은 제강 또는 철을 가공하는 과정에서 발생하는 철분중에서 토양에 주입하여 사용해야 하기 때문에 중금속 함유량이 낮은 철분을 골라서 선택 하였다. 철분의 특성은 아래의 표와 같다.The iron to be used in the experiment was selected by selecting iron with a low content of heavy metals because it should be used by injecting it into the soil from iron produced during steelmaking or iron processing. The characteristics of iron are shown in the table below.
[표 2] 철분시료[Table 2] Iron Sample
상기 표1의 자성 산화철과 상기 표2의 철분을 혼합하여 염소계 휘발성 유기화합물 분해용 환원철분을 제조 하였다. 그 특성은 아래의 표와 같다.Magnetic iron oxide of Table 1 and iron powder of Table 2 were mixed to prepare reduced iron powder for decomposition of chlorine-based volatile organic compounds. The characteristics are shown in the table below.
[표3] 염소계 휘발성 유기화합물 분해용 환원철분[Table 3] Reduced iron powder for decomposition of chlorine-based volatile organic compounds
표 2에서 철분의 산화환원 전위차가 자성 산화철을 혼합함으로써 표 3에서와 같이 산화환원 전위차(ORP값)이 낮아진 것을 알 수 있었다. 즉, 자성 산화철을 첨가함으로써 철분의 산화 환원 전위차가 낮아짐으로 인하여 환원철로서의 염소계 휘발성 유기화합물의 분해에 유리하게 작용 되는 염소계 휘발성 유기화합물 분해제를 제조할 수 있었다.In Table 2, it was found that the redox potential difference of iron powder was lowered as shown in Table 3 by mixing magnetic iron oxide. That is, by adding magnetic iron oxide, the oxidation-reduction potential difference of iron was lowered, and thus a chlorine-based volatile organic compound decomposing agent which advantageously acts on the decomposition of chlorine-based volatile organic compounds as reduced iron could be prepared.
실시예Example 2 내지 7: 염소계 휘발성 유기화합물의 분해 실험 2 to 7: Degradation experiment of chlorine-based volatile organic compounds
다음은 환원활성화 산화철을 이용한 토양 정화제용 산화철 입자 분말의 휘발성 유기화합물의 분해 능력 실험이다. 분해용 휘발성 유기 화합물로는 대표적인 염소계 휘발성 유기화합물인 TCE (Trichloroethylene)와 PCE(Tetrachloroethylene)을 사용 하였다. The following is an experiment on the decomposition ability of volatile organic compounds of iron oxide particle powder for soil purifier using reduction activated iron oxide. As volatile organic compounds for decomposition, representative chlorine-based volatile organic compounds, TCE (Trichloroethylene) and PCE (Tetrachloroethylene), were used.
[표 4] 실험에 사용될 염소계 휘발성 유기화합물 시약[Table 4] Chlorine-based volatile organic compound reagent to be used in the experiment
실시예 1-3에서 제조한 상기 표 3의 시료 1 내지 시료 6에 대해서 동일한 실험을 수행하였다, 한 가지 시료를 8개의 65 ㎖ 바이엘병에 2.5g을 각각 넣은후, 50 ㎖의 증류수를 넣고, 10ppm이 되도록 TCE 4개 PCE 4개의 시료를 만든다. 바이엘병의 마개는 액이 닿는 부위가 테프론으로 처리된 것을 사용하여, 알루미늄 캡으로 밀봉 한다. 만들어진 시료들을 20℃의 온도를 유지하면서 진동기를 이용하여 회전 교반을 시킨다. 시료는 0일 2일, 3일, 7일 경과한후 시료를 20 ㎖ 바이엘병에 10㎖ 채취하여 시마즈사 모델명 QP-5050의 GC-MS를 이용하여 Head-space법으로 분해후의 잔류량을 측정 하였다.The same experiment was performed on
비교예Comparative example 1: 자성 산화철 입자를 이용한 분해실험 1: Degradation experiment using magnetic iron oxide particles
실시예 1에서 제조한 자성 산화철 A를 8개의 65 ㎖ 바이엘병에 2.5g을 각각 넣은후, 50 ㎖의 증류수를 넣고, 10ppm이 되도록 TCE 4개 PCE 4개의 시료를 만들었다. 바이엘병의 마개는 액이 닿는 부위가 테프론으로 처리된 것을 사용하여, 알루미늄 캡으로 밀봉하였다. 만들어진 시료들을 20℃의 온도를 유지하면서 진동기를 이용하여 회전 교반을 시켰다. 시료는 0일 2일, 3일, 7일 경과한 후 시료를 20 ㎖ 바이엘병으로 10㎖ 채취하여 시마즈사 모델명 QP-5050의 GC-MS를 이용하여 Head-space법으로 분해후의 잔류량을 측정하였다.2.5 g of each of the magnetic iron oxide A prepared in Example 1 was put into eight 65 ml Bayer bottles, 50 ml of distilled water was added, and four TCE four PCE samples were made to be 10 ppm. The stopper of the Bayer bottle was sealed with an aluminum cap, using a Teflon-treated area where the liquid contacted. The prepared samples were subjected to rotary stirring using a vibrator while maintaining a temperature of 20 ° C. After 2 days, 3 days, and 7 days, the sample was taken with 10 ml of 20 ml Bayer bottle, and the residual amount after degradation was measured by head-space method using GC-MS of Shimadzu Corporation model name QP-5050. .
비교예Comparative example 2: 2: 철분를Iron 이용한 분해실험 Decomposition Experiment
실시예 1에 기재된 철분 A을 8개의 65 ㎖ 바이엘병에 2.5g을 각각 넣은후, 50 ㎖의 증류수를 넣고, 10ppm이 되도록 TCE 4개 PCE 4개의 시료를 만든다. 바이엘병의 마개는 액이 닿는 부위가 테프론으로 처리된 것을 사용하여, 알루미늄 캡으로 밀봉하였다. 만들어진 시료들을 20℃의 온도를 유지하면서 진동기를 이용하여 회전 교반을 시킨다. 시료는 0일 2일, 3일, 7일 경과한후 시료를 20 ㎖ 바이엘병으로 10㎖ 채취하여 시마즈사 모델명 QP-5050의 GC-MS를 이용하여 Head-space법으로 분해후의 잔류량을 측정하였다.After putting 2.5 g of iron A described in Example 1 into eight 65 ml Bayer bottles, respectively, 50 ml of distilled water was added, and four TCE four PCE samples were made to be 10 ppm. The stopper of the Bayer bottle was sealed with an aluminum cap, using a Teflon-treated area where the liquid contacted. The prepared samples are subjected to rotary stirring using a vibrator while maintaining a temperature of 20 ° C. After 2 days, 3 days, and 7 days, the sample was taken with 10 ml of a 20 ml Bayer bottle, and the residual amount after decomposition was measured by the head-space method using GC-MS of Shimadzu model name QP-5050. .
비교예Comparative example 3: 철분을 이용한 분해실험 3: Decomposition test using iron
실시예 1에 기재된 철분 B를 8개의 65 ㎖ 바이엘병에 2.5g을 각각 넣은후, 50 ㎖의 증류수를 넣고, 10ppm이 되도록 TCE 4개 PCE 4개의 시료를 만든다. 바이엘병의 마개는 액이 닿는 부위가 테프론으로 처리된 것을 사용하여, 알루미늄 캡으로 밀봉 한다. 만들어진 시료들을 20℃의 온도를 유지하면서 진동기를 이용하여 회전 교반을 시킨다. 시료는 0일 2일, 3일, 7일 경과한후 시료를 20 ㎖ 바이엘병으로 10㎖ 채취하여 시마즈사 모델명 QP-5050의 GC-MS를 이용하여 Head-space법으로 분해후의 잔류량을 측정하였다. 하기 표 5는 상기 실험의 TCE분해 결과이고 이를 이 용한 그래프는 도 6에 나타냈다. After putting 2.5 g of iron B described in Example 1 into each of eight 65 ml Bayer bottles, 50 ml of distilled water was added, and four TCE four PCE samples were prepared to make 10 ppm. The stopper of the Bayer bottle is sealed with an aluminum cap, using a Teflon-treated area where the liquid comes into contact. The prepared samples are subjected to rotary stirring using a vibrator while maintaining a temperature of 20 ° C. After 2 days, 3 days, and 7 days, the sample was taken with 10 ml of a 20 ml Bayer bottle, and the residual amount after decomposition was measured by the head-space method using GC-MS of Shimadzu model name QP-5050. . Table 5 below shows the results of TCE decomposition of the experiment and a graph using the same is shown in FIG. 6.
[표5] TCE 분해 실험 결과 Table 5 TCE Degradation Experiment Results
상기 표 5의 TCE의 분해 결과에서 알 수 있듯이 산화환원 전위차(ORP)가 -300 mV이하 일 때 분해 결과가 우수하게 나타나고 있다. As can be seen from the decomposition result of TCE of Table 5, the decomposition result is excellent when the redox potential difference (ORP) is -300 mV or less.
아래의 표 6은 상기 실험의 PCE분해 결과이고 이를 이용한 그래프는 도 7에 나타냈다. Table 6 below shows PCE decomposition results of the experiment and a graph using the same is shown in FIG. 7.
[표6] PCE 분해 실험 결과[Table 6] PCE decomposition test results
PCE의 분해 결과도 산화환원 전위차(ORP)가 -300 mV이하 일 때 분해 결과가 우수하게 나타나고 있다. The decomposition results of PCE are also excellent when the redox potential difference (ORP) is less than -300 mV.
산화 환원 전위차는 -300 mV 이하의 낮은 값을 가지면 할로겐 유기 화합물의 분해속도가 빨라짐을 알 수 있었으나, - 500mV 이하일 경우는 분해 속도와의 상관 관계를 찾기 어려운 결과가 나왔다. 이것은 염소계 휘발성 유기화합물의 분해 속도에 영향을 미치는 또 다른 변수 즉, 환원철의 물리 화학적인 기타 특성들이 영향을 미치기 때문인 것으로 판단된다.When the redox potential difference was lower than -300 mV, the decomposition rate of the halogen organic compound was found to be faster. However, when the oxidation reduction potential was lower than -500 mV, it was difficult to find a correlation with the decomposition rate. This is believed to be due to other variables affecting the decomposition rate of chlorine-based volatile organic compounds, that is, the physicochemical and other properties of reduced iron.
도 1은 철분이 염소계 휘발성 유기화합물을 분해시키는 메커니즘을 나타내는 반응식이다. 1 is a reaction scheme showing a mechanism in which iron decomposes chlorine-based volatile organic compounds.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 환원 활성화 모식도로서, 철분에 나노입자 자성 산화철를 첨가한 것을 나타내는 것이다.FIG. 2 is a schematic diagram illustrating reduction activation according to an embodiment of the present invention, showing that nanoparticle magnetic iron oxide is added to iron powder.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 구상의 형태를 가지는 자성 산화철의 SEM 사진이다. 3 is a SEM photograph of a magnetic iron oxide having a spherical shape according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 침상의 형태를 가지는 자성 산화철의 SEM 사진이다.4 is a SEM photograph of a magnetic iron oxide having a needle shape according to an embodiment of the present invention.
도 5a는 본 발명의 일실시예에 따른 철분입자의 SEM 사진이고, 도 5b는 상기 철분입자에 환원활성화 산화철을 피복 시킨 SEM사진이다.Figure 5a is a SEM picture of the iron powder in accordance with an embodiment of the present invention, Figure 5b is a SEM picture of the iron oxide particles coated with reduced activation.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 TCE 분해속도를 나타내는 그래프이다. 6 is a graph showing the decomposition rate of TCE according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 PCE 분해속도를 나타내는 그래프이다. 7 is a graph showing the PCE decomposition rate according to an embodiment of the present invention.
Claims (17)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020070126062A KR100888051B1 (en) | 2007-12-06 | 2007-12-06 | Chlorine-Based Volatile Organic Compound Decomposer Including Magnetic Iron Oxide and Method for Producing the Same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020070126062A KR100888051B1 (en) | 2007-12-06 | 2007-12-06 | Chlorine-Based Volatile Organic Compound Decomposer Including Magnetic Iron Oxide and Method for Producing the Same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR100888051B1 true KR100888051B1 (en) | 2009-03-10 |
Family
ID=40698024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020070126062A KR100888051B1 (en) | 2007-12-06 | 2007-12-06 | Chlorine-Based Volatile Organic Compound Decomposer Including Magnetic Iron Oxide and Method for Producing the Same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100888051B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210152114A (en) * | 2020-06-08 | 2021-12-15 | 경북대학교 산학협력단 | Method of preparing silica-coated iron oxide nanobeads and its use for separating nucleic acids from sample under magnetic field |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07330341A (en) * | 1994-06-09 | 1995-12-19 | Toda Kogyo Corp | Production of needle-like magnetic iron oxide particle powder |
| KR20050075568A (en) * | 2004-01-16 | 2005-07-21 | 주식회사 이엔쓰리 | Method for treating chlorinated organic contaminants using steel slag and ferrous iron |
| JP2006088110A (en) | 2004-09-27 | 2006-04-06 | Takenaka Komuten Co Ltd | Purification material for organic chlorine compound contamination and purification method |
| KR20070004650A (en) * | 2004-04-26 | 2007-01-09 | 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 | Reducing purified water, manufacturing method of reducing purified water, wastewater treatment method, and wastewater treatment apparatus |
-
2007
- 2007-12-06 KR KR1020070126062A patent/KR100888051B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07330341A (en) * | 1994-06-09 | 1995-12-19 | Toda Kogyo Corp | Production of needle-like magnetic iron oxide particle powder |
| KR20050075568A (en) * | 2004-01-16 | 2005-07-21 | 주식회사 이엔쓰리 | Method for treating chlorinated organic contaminants using steel slag and ferrous iron |
| KR20070004650A (en) * | 2004-04-26 | 2007-01-09 | 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 | Reducing purified water, manufacturing method of reducing purified water, wastewater treatment method, and wastewater treatment apparatus |
| JP2006088110A (en) | 2004-09-27 | 2006-04-06 | Takenaka Komuten Co Ltd | Purification material for organic chlorine compound contamination and purification method |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210152114A (en) * | 2020-06-08 | 2021-12-15 | 경북대학교 산학협력단 | Method of preparing silica-coated iron oxide nanobeads and its use for separating nucleic acids from sample under magnetic field |
| KR102359187B1 (en) * | 2020-06-08 | 2022-02-07 | 경북대학교 산학협력단 | Method of preparing silica-coated iron oxide nanobeads and its use for separating nucleic acids from sample under magnetic field |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Liu et al. | Heterogeneous activation of peroxymonosulfate by sillenite Bi25FeO40: Singlet oxygen generation and degradation for aquatic levofloxacin | |
| Singh et al. | Mechanism and kinetics of adsorption and removal of heavy metals from wastewater using nanomaterials | |
| Huang et al. | Catalytic degradation of ciprofloxacin by magnetic CuS/Fe2O3/Mn2O3 nanocomposite activated peroxymonosulfate: Influence factors, degradation pathways and reaction mechanism | |
| Nie et al. | Degradation of tetracycline in water using Fe 3 O 4 nanospheres as Fenton-like catalysts: kinetics, mechanisms and pathways | |
| Liu et al. | Effective mineralization of quinoline and bio-treated coking wastewater by catalytic ozonation using CuFe2O4/Sepiolite catalyst: Efficiency and mechanism | |
| Zhou et al. | Applications of nanoscale zero-valent iron and its composites to the removal of antibiotics: a review | |
| Wang et al. | Water-soluble Fe 3 O 4 nanoparticles with high solubility for removal of heavy-metal ions from waste water | |
| Duan et al. | Effective removal of Pb (II) using magnetic Co0. 6Fe2. 4O4 micro-particles as the adsorbent: synthesis and study on the kinetic and thermodynamic behaviors for its adsorption | |
| Hernández-Flores et al. | Concrete/maghemite nanocomposites as novel adsorbents for arsenic removal | |
| Tang et al. | Heterogeneous activation of peroxymonosulfate for bisphenol AF degradation with BiOI 0.5 Cl 0.5 | |
| Xie et al. | Decomposition of Nickel (Ⅱ)− Ethylenediaminetetraacetic acid by Fenton− Like reaction over oxygen vacancies-based Cu− Doped Fe3O4@ γ− Al2O3 catalyst: A synergy of oxidation and adsorption | |
| Tao et al. | Highly efficient Cr (VI) removal from industrial electroplating wastewater over Bi2S3 nanostructures prepared by dual sulfur-precursors: Insights on the promotion effect of sulfate ions | |
| JPWO2006088083A1 (en) | Iron oxyhydroxide production method and iron oxyhydroxide adsorbent | |
| Liao et al. | Rational assembly of GO-based heterocyclic sulfur-and nitrogen-containing aerogels and their adsorption properties toward rare earth elementals | |
| Nguyen et al. | Improving Fenton-like oxidation of Rhodamin B using a new catalyst based on magnetic/iron-containing waste slag composite | |
| Paswan et al. | Spinel ferrite magnetic nanoparticles: an alternative for wastewater treatment | |
| Eslami et al. | Magnetically separable MgFe2O4 nanoparticle for efficient catalytic ozonation of organic pollutants | |
| JP2007196170A (en) | Adsorbent | |
| Li et al. | Rapid removal of thallium from water by a new magnetic nano-composite using graphene oxide for efficient separation | |
| Lu et al. | Activation of peroxymonosulfate with magnetic and recyclable Fe3O4@ C/MnCo2O4 nanocomposites for the decolorization of Acid Orange II | |
| Li et al. | Periodate activation by MnFe2O4 spinel for sulfamethoxazole degradation: Iodate radical dominance, degradation pathway, DFT calculation and toxicity assessment | |
| Saharan et al. | Efficient photocatalytic degradation of victoria blue R and fast green FCF dyes using γ-Fe2O3 and Fe3O4 nanoparticles | |
| Tran et al. | Properties of poly (1-naphthylamine)/Fe 3 O 4 composites and arsenic adsorption capacity in wastewater | |
| CN106512952A (en) | Method for treating antibiotic and heavy metal combined pollution water by using modified graphene oxide | |
| KR100888051B1 (en) | Chlorine-Based Volatile Organic Compound Decomposer Including Magnetic Iron Oxide and Method for Producing the Same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20071206 |
|
| PA0201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20090226 |
|
| GRNT | Written decision to grant | ||
| PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20090303 Patent event code: PR07011E01D |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20090304 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
| PG1601 | Publication of registration | ||
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20111129 Start annual number: 4 End annual number: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130208 Year of fee payment: 5 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20130208 Start annual number: 5 End annual number: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140303 Year of fee payment: 6 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20140303 Start annual number: 6 End annual number: 6 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150217 Year of fee payment: 7 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20150217 Start annual number: 7 End annual number: 7 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160303 Year of fee payment: 8 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20160303 Start annual number: 8 End annual number: 8 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170303 Year of fee payment: 9 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20170303 Start annual number: 9 End annual number: 9 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180305 Year of fee payment: 10 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20180305 Start annual number: 10 End annual number: 10 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190403 Year of fee payment: 11 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20190403 Start annual number: 11 End annual number: 11 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20200429 Start annual number: 12 End annual number: 12 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20210303 Start annual number: 13 End annual number: 13 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20220303 Start annual number: 14 End annual number: 14 |