• 자원환경지질
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• 제56권1호
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• pp.23-53
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• 2023

본 리뷰 논문에서는 지금까지 한국학술지인용색인(KCI)에 발표된 이중층수산화물(LDH) 관련 모든 논문을 조사하여 LDH를 대상으로 한 국내의 연구동향을 분석하였다. LDH를 주제로 한 연구는 2002년 처음 KCI에 발표된 이후 2023년 1월까지 총 160편의 논문이 발표되었으며, 최근 10년 동안 급격히 증가한 특징을 보였다. 총 31개 학문분야 중 상위 5개 분야는 화학공학, 화학, 재료공학, 환경공학, 그리고 물리학 순으로 나타났으며, 이중 화학공학이 71편으로 10편 내외의 다른 분야에 비해 압도적으로 높았다. 각 논문들은 구체적인 소재 응용 연구내용에 기반하여 15개 연구분야로 재분류 되었으며, 그 결과 상위 5개 분야는 환경정화소재, 고분자촉매소재, 배터리소재, 의약의학소재, 그리고 기초 이화학특성 순으로 나타났다. 이러한 조사 결과는 환경정화소재, 고분자촉매, 그리고 배터리 등의 기능 개선을 위한 화학공학 및 화학 분야에서의 LDH 소재 응용 연구가 활발하게 진행되고 있음을 시사한다. 이해 비해 화장품, 환경센서 그리고 농업소재로서의 LDH의 응용은 아직 미비한 단계지만 시장잠재성과 고효율-친환경 트랜드를 고려할 때 향후 떠오르는 연구분야로 주목할 만 하다. 재분류 된 모든 논문들은 응용소재, 핵심연구성과, 사용된 LDH의 특징과 합성법 등의 정보를 포함하여 표와 보충자료에 요약 정리되었다. 본 리뷰 논문에서 최초 제공한 국내 LDH에 대한 전반적인 연구 동향과 관련 세부자료들을 통해 향후 LDH를 활용한 연구방향 설계와 자원·에너지 및 환경분야에서의 효율적인 정책 제안에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다.

• 환경생물
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• 제40권3호
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• pp.267-274
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• 2022

양돈 폐수로부터 NH₃를 제거하기 위해서 양돈 폐수의 무게 대비 MgO(wt. %)의 양을 변화시키면서 양돈 폐수에 주입하였다. 24시간 동안 폭기시키면서 MgO (0.8 wt. %)로 처리한 양돈 폐수는 미처리 양돈 폐수에 비하여 NH₃ 가스 발생량이 75.5% 감소하였으며, 1개월 동안 밀폐된 상태에서도 NH₃ 가스가 거의 발생하지 않았다. 본 연구에서 사용한 MgO는 양돈 폐수의 pH를 상승시켜 NH₃가 가스 형태로 탈기될 수 있는 조건을 제공해 주었으며, 과량 주입할 경우에도 호기성 미생물 활동에 악영향을 줄 수 있는 pH 10.5를 초과하지 않았다. 양돈 폐수에서 제거되지 않고 남아 있는 NH₄⁺는 인산과 MgO를 첨가하여 스트루바이트의 형태로 침전시켜 제거하였다. 스트루바이트를 합성하기 위해서 NH₄⁺의 몰비와 동일하게 인산과 MgO를 주입하고 황산을 첨가하여 양돈 폐수의 초기 pH를 5로 조정한 후 점진적으로 폐수의 pH를 상승시켰다. pH 6에서 흰 침전물 소위 스트루바이트가 생성되기 시작하여 pH 10까지 지속적으로 합성이 이루어졌다. 총 86.1%의 NH₄⁺ 제거 중에서 62.4%가 약산성인 pH 6에서 제거되었다. 침전물 중에 스트루바이트의 존재를 XRD로 조사하였고 그 결과 pH 6에서 침전물이 스트루바이트의 결정성을 갖는다고 확인되었다. pH 7~10인 조건에서는 스트루바이트가 비결정질 형태로 존재하며, pH가 11인 이상에서는 생성된 스트루바이트가 완전히 붕괴되었다. 침전물 내에서 스트루바이트의 수득률은 에너지 분산형 X-ray, 열중량분석기, 원소분석기의 결과치를 바탕으로 하여 68%~84%임을 확인할 수 있었다. 만약 NH₃가 제거된 양돈 폐수를 건조 퇴비에 뿌려 부숙하게 된다면 퇴비의 부숙 기간 동안 NH₃로 인한 악취를 상당히 감소시킬 수 있을 것이다. 이와 더불어, MgO로 처리한 양돈 폐수는 가축 퇴비에 인과 질소를 보충하는 역할을 담당할 수 있을 것이다. 앞으로도 본 연구를 계속적으로 진행하여 국내에서 친환경퇴비를 생산할 수 있는 기틀을 마련하고자 한다.