메조다공성 실리카합성 및 GC/MS를 이용한 변이원성 물질의 흡착에 대한 연구

Abstract

영문초록: p. [42]-43|MX (3-chloro-4(dichloromethyl)-5-hydroxy-2(5H)-furanone)는 ppt(ng/L) 정도의 매우 낮은 농도로 음용수에 존재하기 때문에 전통적인 방법은 다소 효과적이지 못했다. MX는 염소처리한 수도 물에 존재하는 아플라톡신과 맞먹는 독성을 가진 물질이다. 1990년에 들어서면서부터 MX가 염소소독 음용수의 총 변이원성의 20-50%에 해당된다는 것이 관심을 받기 시작했다. 이 강력한 변이원성 때문에 세계보건기구(WHO : World Health Organization)는 음용수질 가이드라인에 건강에 유해한 물질로 선정하였지만, 실제 음용수 중 발견되고 있는 농도보다 훨씬 높으며, 분석적 어려움과 독성자료의 부족으로 인해 아직 정확한 기준치가 설정되지는 않았으나 현재까지는 1.8㎍/ℓ이다. MX는 음용수 중에 ppt(pg/ml) 수준의 미량이 존재하므로 정확한 농도측정을 위해서는 좀 더 효율적인 방법이 요구된다. 본 연구에서는 MX 검출 방법을 개선하기 위해서 유기물을 흡착하는데 효과적인 메조 다공성 실리카를 합성하였다. 독성물질은 수용액 상에서 매우 낮은 농도로 존재한다. 메조다공성 실리카는 넓은 표면과 동공을 가진 구조로 흡착제로써 널리 사용되어왔다. 이런 흡착제들의 모세관 응축현상은 흡착제들의 친수성과 소수성인 특성뿐만 아니라, 동공의 크기와 구조에도 영향을 받는다. 소수성의 표면을 가진 상태는 물에 용해된 유기 물질을 흡착하는데 적절하다고 본다. 메조 다공성 실리카는 공업용의 트리블록 코폴리머 또는 양이온성 계면활성제와 염산 또는 암모니아수로 이루어진 반응계에서 단일과정으로 합성할 수 있다. 양이온성 계면활성제를 주형으로 사용한 경우에는 비이온성 계면활성제를 사용한 경우와 다르게 올리고머의 첨가량에 따라 메조 동공의 크기가 거의 일정하게 나타났다. 이러한 결과는 본 연구에서 합성한 올리고머가 비이온성의 양쪽성 특성을 나타내므로 함께 첨가되는 계면활성제도 비이온성이고 분자량이 클수록 미셀이 안정하고 균일하게 형성된다. 본 연구방법으로 만들어진 시료 중 올리고머/P64/에탄올/암모니아수 반응계에서 합성된 메조다공성 실리카가 수용액 중에 MX를 가장 효과적으로 흡착하는 특성을 나타낸다. 본 연구 결과, 동공 안에 폴리머가 들어간 메조 다공성 실리카가 흡착제로써 효과적임을 확인할 수 있었다.|MX (3-chloro 4-dichloromethyl-5hydroxy-2(5H)-furanone), the compound generated from extremely high mutagenic activity when chlorinating the water can be toxic as aflatoxines. It takes 20-50% of all the mutagenic activity in drinking water. It is sorted as a toxic substance in Guideline for Drinking Water Quality by WHO. But the standard has not set up due to analytical difficulties in measuring this compound at low concentration and lack of data showing its toxicity to human. The determination of MX is difficult because the compound in drinking water usually exist at low levels. Therefore traditional testing method are ineffective. This study shows synthesizing the mesoporous silicas to improve the MX detection. The mesoporous silicas are known as an effective method in absorbing the organic compound. The organic toxic compounds dissolved in aqueous solution at low concentrations. Mesoporous silicas have been used as conventional adsorbents since they have high surface area and porous structure. The capillary condensation property of these absorbents should depend on not only their surface hydrophilic-hydrophobic properties but also pore morphologies such as pore size and pore structure. The highly hydrophobic surface seems to be suitable for the adsorption of organic compound diluted in water. Mesoporous silicas have been prepared in a simple one-step; synthetic procedure from the aqueous reaction system consists of commercial various pluronic triblock copolymer, cationic surfactant, HCl and NH4OH. The mesoporous silica synthesized using the cationic surfactant had shown consistent pore size and were unaffected by the amount of oligomer that had been added. Since oiligomer had non-ionic amphilillic property, the cationic surfactant should also be non-ionic with large molecular weights to make micelles more stable and well uniformed. Among the silica samples prepared by using these methods, the mesoporous silica synthesized in oligomer/P64/ethanol/ammonia system had the most adsorbing-ability of MX in the aqueous solution. And the result shows that the mesoporous silica with polymer-trapped pores is an effective absorbent.