일반기술

다공성 유.무기 혼성 실리카 겔을 유효성분으로 하는 공기중 휘발성 유기화합물 혹은 수중 오일성분 흡착제

1992년 계면활성제를 주형으로 사용하여 졸-겔 방법으로 균일한 기공 크기 분포를 갖는 실리카계 다공성 물질을 합성하는 방법이 보고된 이래로 이들 물질에 관한 많은 연구들이 수행되고 있다. 특히 이러한 다공성 실리카계 물질들은 비표면적이 크므로 흡착제로의 응용가능성이 크다. 그러나 이러한 실리카계 다공성 물질은 친수성을 가지므로 이들을 흡착제로 사용하는 경우 물을 우선적으로 흡착하는 성질을 가지므로, 물과 혼재하는 유기물을 선택적으로 흡착하는 물질로 이용하기에는 어려운 점이 있으며, 물에 의해 쉽게 구조가 분해되는 단점도 있다. 본 연구진은 다공성 실리카계 물질에 소수성을 부여하여, 소수성 유기물의 흡착 정도를 향상시키기 위한 여러 가지 방안을 연구한 결과, 유․무기 혼성 구조를 갖는 실리카 전구체를 유기실란과 공중합하여 제조한 유.무기 혼성 다공성 물질이 공기 중의 휘발성 유기화합물의 흡착 제거에 우수한 성능을 가진다는 사실을 관찰하고 본 발명에 도달하였다. 또, 이러한 물질들은 물에 분산되어 있는 비극성 기름 성분을 흡착하여 응집되는 성질을 가지므로 물에 분산되어 있는 기름 성분의 흡착 제거에도 사용할 수 있음을 알았다.본 발명의 다공성 유.무기 혼성 흡착제는 기공 형성을 위한 주형 역할을 하는 계면활성제의 존재 하에서 관능기 4개 이상을 가진 실리카 전구체와 관능기 4개 미만의 유기실란을 공중합하여 제조한다.관능기 4개 이상의 실리카 전구체로는 네 개 이상의 알콕시 기를 가진 무기 실리카 전구체, 유기물 구조의 양 말단에 네 개 이상의알콕시 기를 가진 유.무기 혼성 실리카 전구체 등이 있으며, 무기 실리카의 대표적인 예는 tetraethyl orthosilicate (TEOS)이며, 유.무기 혼성 실리카 전구체의 대표적인 예는 1,2-bis(triethoxysilyl) ethane (BTSE), 1,2-bis(triethoxysilyl) ethylene (BTSEY) 등이다. 무기 실리카 전구체와 유.무기 혼성 실리카 전구체는 단독 혹은 혼합하여 사용할 수 있으나, 무기 실리카 전구체 보다는 유.무기 혼성 실리카 전구체가 본 발명의 목적에 유리하였다.