메조다공성 실리카의 흡착성에 관한 연구(농약)

Abstract

최근 연구되고 있는 나노구조 물질은 대부분 계면활성제나 이와 비슷한 양쪽성 분자들의 자기조합 현상을 이용하여 직접 합성하거나, 이렇게 합성한 물질을 거푸집으로 활용하여 제조되고 있다. 이러한 연구 분야 중에서 무기 소재의 기능성과 응용성을 높이는 한 방법이 메조 크기의 동공을 갖는 물질에 대한 연구이다. 최근에는 메조 다공성 물질을 합성할 때 물리적으로 또는 화학적으로 불안정한 기능성물질들을 동공에 포집하여 그 기능성을 확인하는 연구가 의약품, 화장품, 농약 등 여러 산업분야에서 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 수용성 유기물을 흡착하는데 효과적인 메조다공성 실리카를 합성하여 농약에 대한 흡착성을 알아보았다. 메조다공성 실리카는 흡착제로써 넓은 표면과 동공을 가진 구조로, 모세관 응축현상과 친수성과 소수성인 특성뿐만 아니라 동공의 크기와 구조에도 영향을 받는다. 따라서 메조 다공성 실리카를 합성하여 농약을 농도와 시간별로 단순 흡착시켜 HPLC를 이용하여 농도변화로 인한 흡착량을 알아보았다. 또한 농약을 나노 에멀젼 방법(nano-emulsion method)를 이용하여 에멀젼화 시켜 porous한 실리카와 함께 SNEDDS방법으로 합성한 후 탈착시켜 흡착성을 비교․연구하였다. 농약은 현대 농업에서 없어서는 안 될 중요한 농업자재로 등장하면서 농약의 사용은 일반화되어 가고 있다. 미량의 성분으로도 큰 독성을 나타내는데 농민들은 점차 농약과 접촉하는 기회가 많아지고 있다. 따라서 농약을 실리카로 포집하여 보호하면서도 기능성을 발휘한다면 현대 농약산업의 응용분야로서 큰 기대가 되어진다.| In this study, mesoporous silica materials were synthesized by a sol-gel process using a p-64(non-ionic surfactant) and triblockcopolymer under an acidic condition. Then, I performed two types of methods to trapp pesticides in the synthesized mesoporous silicas. One is mixing and shaking the synthesized silica gel and methanol-water solution of the pesticides. The amount was analysed using HPLC(DAD) at 254nm wavelength area. Imidacloprid, Thiamethoxam, Cyhalofop-butyl, Pyroquilon, Theylchlor were the materials easily trapped. Based on this, Theychlor showed 50% of sorption rate which was the best result. Additionally, I have received maximum value in HPLC data when the mixture of silica and solution of pesticide was shaken for 3 hours rather than 1 hour or 6 hours. The other method was trapping chemicals using SNEDDS(Self Nano-Emulsioned Drug Delivery System; the pesticides were adsorbed into mesoporous silica changed from the nano emulsification). The SNEDDS technique showed the best result which was 87% in the case of Imidacloprid.