난분해성 유기 메트릭스를 포함하는 환경폐수 중 오염 중금속의 극미량 정량의 전처 리법을 개발하기 위하여 난분해성 유기 메트릭스 분해를 위한 흐름전기분해조 제작, 전기분해조의 효율적 전극물질 개발 및 제조, 전극물질의 전기화학적 특성 및 표면특 성 조사, 흐름전해조에서의 난분해성 유기메트릭스(benzoquinone, phenol, 2- chlorophenol, methylene blue, Basic Red, Basic Blue, 및 Basic Yellow)의 전기화 학적 분해조건 최적화하였다.

양극물질에 따라 다공성유리로 전해질과 시료용액을 분리할 수 있는 흐름전해조(I) 와 고체전극을 사용하여 대량의 시료를 처리할 수 있는 흐름전해조(II)를 제작하고 각 전해조에서 양극물질(carbon fiber, Pt/Ti, 및 boron doped diamond(BDD))에 따른 대표 화합물들의 분해 조건, 즉 용액의 pH, 흐름속도, 농도, 전류 및 처리 시간 등을 최적화 하였다. 용액의 흐름속도는 전기분해 효율에 영향을 미치지 않았으나 반응전류의 세기와 반응시간이 증가할수록 전기분해 효율이 높아지는 것으로 나타났다. 또한 반응에 사용하는 양극물질은 높은 과전압과 화학적 안정성을 갖는 BDD가 가장 높은 분해효율을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.

 

흐름전해조(II)에서의 전기분해 효율이 동일한 조건(일정전류, 일정시간, 일정 흐름속도 등)에서는 우수한 것으로 나타났으며 용해도에 해당하는 농도의 대표 난분해성 화합물들이 200mA의 반응전류에서 1 시간 정도(2-chlorophenol은 3시간)반응시키면 90 % 이상 분해되는 것을 확인할 수 있었다.

환경폐수 중 중금속(Pb, Cd, Hg, Cu) 정량을 위하여 전극물질에 따른 양극벗김법에 대한 조건을 최적화하고 각 전극의 감도를 비교 검토하였다. 극미량의 중금속 검출을 위해 높은 과전압 및 화학적 안정성을 가지는 BDD 전극을 작업전 극으로 사용하여 양극 벗김법(Anodic Stripping Voltammetry, ASV)을 측정한 결과 농도와 전착시간이 증가 할수록 current가 증가하였으며 용액의 pH에 따른 효과는 크지 않은 것을 알 수 있었다.

 

따라서 중성의 환경시료인 경우 용액의 pH를 존절하지 않고도 중금속의 정량이 가능함을 확인하였다. BDD 전극을 이용한 ASV에서 10 ppb 농도 조건에도 중금속이 검출 되었으며 전착시간을 길게 하는 경우 더 낮은 검출한계를 얻을 수 있을 것이다.

뛰어난 감도를 가진 BDD 전극의 실용성에 대해 검토하기 위하여 BDD 전극으로 난분 해성 유기물과 실제 염색 공장에서 발생되는 폐수인 처리수를 대상용액으로 정해 전 기화학적 전처리과정과 금속정량을 위한 ASV 측정을 행하였다. 전기 분해 전 asv에서 검출되지않았던 중금속 peak들이, 전기화학적 전처리과정을 거친 후에는 4가지의 중금속 원소의 peak가 모두 분리 가능하였으며 약 70% 가량의 완전 분해율을 나타내 었다.

 

따라서 난분해성 유기 메트릭스의 처리 과정에서 작업전극으로 높은 과전압과 뛰어난 감도를 가진 BDD 전극을 사용하면 높은 효율성과 실용성을 얻을 수 있다는 결
론을 내릴 수 있다.

 

 

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