FeO/Fe(Ⅱ) 시스템에서 TCE의 제거특성

Abstract

철의 환원 특성에 관한 연구는 이미 널리 수행되었으며 특히 미네랄과 2가철의 반응 메커니즘은 2가철의 흡착이나 바운드를 통해 Fe(II)-Fe(III) (hydro)oxides를 생성하여 2가철이 3가철로 산화됨으 로써 물질을 환원시키는 것으로 받아들여지고 있다. 그러나 2가철로 개질된 재강슬래그를 이용한 DS/S 실험과정에서 이러한 메커니즘으 로 설명하기 힘든 현상을 발견하였다. 재강슬래그의 주요 성분중의 하나인 FeO와 Fe(II)만을 이용하여 TCE의 분해과정을 실험해 본 결 과 초기 TCE의 분해가 이루어지지 않다가 급속히 분해되는 현상을 보였으며 이러한 시스템에서 TCE의 분해는 예상치 못한 결과였다. FeO/Fe(II) 시스템은 3가철이 존재하지 않기 때문에 기존의 Fe(II)-Fe(III) (hydro)oxides를 형성하는 환원 메커니즘으로는 설명 할 수 없었다. 따라서 본 연구에서는 TCE의 분해실험과 분해 부산 물의 측정, 2가철과 3가철을 확인함으로써 FeO/Fe(II) 시스템의 환원 특성을 확인해 보고자 하였다. 실험 결과 2가철이 FeO에 흡착 또는 바운드 되는 것을 확인 할 수 는 있었으나 기존의 메커니즘으로 설 명하기에는 부족한 부분이 있었다. 3가철이 존재하지 않는 시스템에 서 2가철만으로 TCE의 환원을 설명하기 위해서는 TCE를 환원시킬 수 있는 즉 환원제의 역할을 해줄 수 있는 다른 물질 혹은 성상의 변화를 필요로 한다. 그러나 FeO/Fe(II) 시스템이 복잡한 성분을 갖 고 있지도 않으며 일반적으로 2가철이 환원제 역할을 해줄 수 있도 록 하는 3가철을 포함하고 있지 않기 때문에 기존의 환원메커니즘으 로 설명할 수 없었다. TCE가 충분한 시간을 거쳐 급속도로 분해되 - vi - 는 현상을 통해서 이 시간 동안 환원제 역할을 해줄 수 있는 물질의 생성 혹은 성상의 변화를 추측해볼 따름이다. 분해부산물들을 확인 해볼 때 환원으로 인한 TCE의 분해는 의심의 여지가 없었다. 따라 서 TCE 분해 시 FeO/Fe(II) 시스템이 새로운 species를 형성하는지, 혹은 FeO에 Fe(II)가 흡착 또는 바운드 되어 이제껏 알려지지 않은 형태의 새로운 미네랄 상를 형성하는지는 좀 더 상세한 연구가 필요 하다.; The reaction between iron oxide and ferrous iron is known to be the adsorption of ferrous iron onto the oxide surfaces that produces Fe(II)-Fe(III) (hydro)oxides and ferrous ion oxidized to ferric ion which is the reducing agent of the target compounds. In our investigations on DS/S using ferrous modified steel slag, the results did not follow the trends. FeO and Fe(II), the major component of steel slag, were used to investigate the degradation of TCE. Degradation did not take place for the first and suddenly degraded after awhile. Degradation of TCE in this system was unexpected because Fe(II)-Fe(III) (hydro)oxides could not be produced in absence of ferric oxide. In this study, the characteristics of FeO/Fe(II) system as a reducing agent were observed through the degradation of TCE, measuring byproducts of TCE and the concentration of Fe(II) and Fe(III). Adsorption of ferrous ion on FeO was observed and the generation of byproducts of TCE showed the degradation of TCE by reduction in the system is obvious. However it did not correspond with the typical reducing mechanisms. Future research on this system needs to be continued to find out whether new species were generated or any unknown mineral oxides were produced in the system that acted in the degradation of TCE.