본 기술은 나노 크기 기공을 가진 알루미나계 세라믹 필터 표면에 금속산화물과 금속합금 이중층산화물(LDO)로 이루어진 고반응성 복합체층을 코팅해, 양이온성 중금속과 음이온성 중금속을 동시에 흡착하고 다시 떼어 내 재사용할 수 있도록 한 기능성 세라믹 필터와 그 제조방법입니다.
세라믹 필터 같은 막분리 기술은 약품 사용과 슬러지 발생이 적고 내구성이 뛰어나지만, 표면 반응성이 부족하고 물리적 여과에 주로 의존하기 때문에 고농도 중금속 폐수에서는 처리 효율이 낮았습니다. 성능을 유지하려면 필터를 자주 교체해야 했고, 단순 금속산화물 코팅은 금속이 녹아 나오거나 코팅이 벗겨지는 한계가 존재했습니다.
본 기술은 마그네슘·칼슘·철 등 제1 금속 용액에 필터를 담지한 뒤, 제1·제2 금속을 2~5:1 몰비로 섞어 만든 이중층산화물 전구체 현탁액을 분무·건조하고 500~700℃ 질소 분위기에서 소성하도록 구성됩니다. 그 결과 13~18nm의 제2 기공이 형성되어 비표면적이 넓어지고, 층간 음이온 교환 반응이 더해져 음이온성 중금속의 흡탈착 효율이 높아집니다. 도금·제련·반도체 공정의 중금속 폐수 처리, 광산 배수와 오염 지하수 정화, 산업단지 공공 폐수처리장의 후단 여과 공정에 적용될 수 있어 필터 교체 주기를 늘리고 흡착된 중금속을 탈착해 필터를 반복 사용할 수 있습니다.
본 발명은 환경부의 유해중금속 제거를 위한 고기능성 Ceramic Microfilter 적용 기술 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
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