순환자원을 활용한 나노 기공 물질의 합성 및 자율조습재로의 응용연구

Abstract

본 연구에서는 폐자원으로 버려지고 있는 플라이 애쉬와 광미로부터 고부가가치의 물질인 나노 기공 소재를 합성하였다. 먼저 나노 기공 물질을 합성하기위해 플라이 애쉬는 메카노케미컬 처리와 산 처리, 추출공정을 거쳤고, 광미는 Alkali fusion Method를 이용하여 실리케이트 용액을 얻었다. 합성한 나노 기공 물질은 BET를 이용하여 비표면적, 기공부피, 기공크기를 확인하였고, 미세 기공은 TEM을 통해 관찰하였다. 이 때 합성한 나노물질의 비표면적은 215.06 m2/g∼808 m2/g, 기공 부피는 0.5 cm3/g∼0.9 cm3/g, 그리고 기공 크기는 2.5 nm∼7 nm이었다. 합성한 소재와 함께 제올라이트, 황토를 비교 물질로 최근 이슈화 되고 있는 새집 증후군 등 실내 습도 문제를 해결하기 위한 조습재로서의 조습 성능을 평가하였다. 조습성 평가는 재료 주변의 온습도 조건이 재료에 영향을 미칠 수 있는 충분한 시간을 필요로 하므로 항온항습기를 이용한 습도 응답법으로 자율 조습재로의 응용 가능성을 확인하였다. 합성한 메조포러스 물질 MCM-41, SBA-15의 흡⋅ 방습량은 각각 197.06 g/m2, 92.57 g/m2와 170.05 g/m2, 96.64 g/m2으로 비교물질보다 흡습량은 2.7∼9.4배정도 높았고, 방습량은 1.5∼4.6배정도 더 높음을 확인하였다. 이를 통해 합성된 메조포러스 물질의 조습성을 확인하였고, 얻은 결과를 기공 특성과 두께, 내수열성 영향에서 해석하였다. 그 결과 합성 물질인 MCM-41은 내수열성의 취약성으로 인해 합성한 SBA-15가 자율 조습재로 적용이 더 적합할 것으로 생각된다.