HCFC-22 열분해 폐수를 이용한 Ti의 급속 파괴 양극산화법에 관한 연구

초록

냉매로 사용되고 있는 CHClF2 (관용명 HCFC-22)는 지정된 오존층 파괴 물질로써 다가올 미래에는 폐기하여야 한다. 이에 99.99 % 가량의 분해 효율을 가지는 질소 열플라즈마 분해를 실시하나, 후생으로 발생하는 폐수는 매우 강한 산성을 나타내며, HCFC의 구성 원소에 의해 많은 할로겐 음이온을 포함한다. 그리하여 본 연구에서는 이를 유용하게 재활용 하는 방안으로 Ti의 양극산화를 통한 TiO2 생산 방법을 연구하였다. 폐수는 F뿐만 아니라 고농도의 Cl을 함께 포함하여 급속 파괴 양극산화로 인한 TiO2 나노튜브 번들 분말이 만들어지는 것을 확인하였으며, Ti 금속으로부터 바로 떨어져 나오는 분말이 발생함을 확인하였다. 생산되는 분말의 양은 입력되는 전력에 비례하며 80 V 기준 약 280 mg/h를 생산할 수 있다. 또한, HCFC 분해 폐수는 질소 열플라즈마로부터 발생한 NO3- 이온을 포함하는데 이는 유사 용액을 통한 모사 실험 결과로부터 생산량을 2배 가량 높이는 촉매로 작용함을 알 수 있었다. 그리고 분해 공정에서 산성을 중화하기 위해 사용하는 NaOH롤 인해 폐수는 pH 10 가량의 염기성을 띤다. 이 또한 모사 실험 결과로부터 중화제 투입 여부에 따라 나노튜브 분말의 표면 거칠기 차이를 나타내는 것을 표면 분석을 통해서 알 수 있었다.