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활성탄의 구조와 표면 특성 및 산화

전문가 제언: ○ 활성탄의 응용은 본 리뷰에서도 서술한 바와 같이 흡착제, 촉매제 및 촉매 지지체로 그 활용 분야가 표면 기능기 도입 기술의 발달로 점차 확대되고 있다. 그러나 국내 활성탄 기술 수준은 기체 흡착 및 수용액 중의 환경 오염물질을 흡착하는 수준으로 활성탄 표면개질에 의한 선택적 흡착질 제거 능력 향상, 촉매 및 촉매 지지체로써의 응용분야는 아직 연구 개발이 뒤떨어져 있는 실정이다.

○ 활성탄 표면은 산성, 염기성 및 중성으로 분류되며, 다양한 방법에 의하여 표면에 산소 함유 기능기인 카르복실, 페놀, 카르보닐과 같은 산성 기능기와 니트릴, 아민 및 아마이드기와 같이 질소가 함유된 기능기를 도입시킬 수 있으므로 표면 기능기 도입 방법 연구, 활성탄 표면화학 특성 분석 및 흡착, 촉매 작용 등에 미치는 효과 연구 등에 대한 연구가 앞으로 큰 관심을 갖고 활발히 연구 추진되어야 할 것이다.

○ 카본 블랙 및 CNTs를 포함하여 활성탄처럼 graphene 층의 구조를 갖는 탄소 소재들은 습식 및 건식 산화반응에 의하여 탄소표면에 다양한 산소 함유 기능기를 도입할 수 있을 것이다. 특히, 21세기 핵심 소재로 인식되고 있는 CNTs에 대한 기술은 나노기술 중의 핵심 기술로 이미 그 활용 분야는 전자공학, 공업적 제조공정, 혁신 소재 개발, 환경, 에너지 뿐 아니라 생물공학 및 의약 분야 등의 미래 기술로 부각되고 있는 실정으로 표면 기능기 도입은 CNTs의 활용 분야를 더욱 확대시킬 것이다.

○ 활성탄은 이종 원자 및 무기 불순물의 존재로 구조특성 및 표면화학이 복잡하나 탄소나노튜브는 구조 특성과 표면화학에 균일성이 있어 도입 기능기에 대한 최적화 조건 설정이 활성탄보다는 어렵지 않을 것으로 생각되어 집중적 이 분야에 대한 연구가 이루어진다면 선택적 흡착 및 촉매제 개발 분야의 핵심기술을 확보할 수 있기 때문에 향후 산업 및 학계의 많은 연구가 기대된다.

저자: Wan Mohd Ashri Wan Daud, Amir Hossein Houshamnd
자료유형: 학술정보