거품안정용 실리카 나노입자의 표면 개질

• 영문명: Chemical Modification on Surface of Silica Nanoparticles as Foam Stabilizing Agent
• 발행기관: 한국환경에너지공학회
• 저자명: 정종헌,윤인호,최왕규,문제권
• 간행물 정보: 『한국환경에너지공학회 학술대회지』2016년 추계학술발표회, 166~167쪽, 전체 2쪽
• 주제분류: 공학 > 환경공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2016.11.03

국문 초록

방사성 대형기기 및 대면적 설비의 제염 시 작업자의 접근이 용이하지 않거나 구조물의 형상이 복잡한 설비 내부표면의 경우 기존 화학제염용액을 사용한 습식제염에 비해 이차폐기물의 발생량이 획기적으로 저감되고, 복잡한 구조물에 대해 적용이 용이한 거품 제염기술이 요구되고 있다. 거품제염기술이 효과적이기 위해서는 화학제염제와 함께 혼합된 거품이 일정시간 유지되는 거품의 안정성을 확보하는 것이 필요하고 이러한 거품 안정화제로는 계면활성제와 점도제인 고분자 물질 또는 무기 물질 등이 사용될 수 있다. 본 연구에서는 거품의 안정성 증진을 통한 제염효율 증대와 이차폐기물 저감하고 이차폐기물 처리 용이성을 증진하기 위해 나노 크기의 실리카 고체입자의 개발을 추진하고 있다. 실리카 나노입자 표면 및 분산 특성 개선을 위해 나노입자 표면개질 제조방법과 개질제를 선정하였고, 표면개질된 나노입자의 소수도 및 접촉각 분석을 통해 개질정도를 분석하였으며, Turbiscan Stability Kinetics (TSI) 및 제염실험을 통해 표면 개질된 나노입자의 분산안정성 및 나노복합유체의 제염성능을 평가하였다. 높은 범위의 분산안정성을 갖는 (동적 계면 접촉각: 75-85o) 실리카 나노입자 펴면의 의 화학적 개질 조건으로, 실리카 몰 대비 0.5 wt% DCDMS 농도조건을 도출하였다. TSI로 평가한 분산안정성은, 실리카 몰 대비 2.5 wt% DCDMS로 개질한 실리카 나노입자 함유 복합유체의 분산안정성이 가장 낮았고, 실리카 몰 대비 0.5 wt% DCDMS 개질실리카 나노입자 함유 복합유체의 경우 시험시간 100min 까지 미개질 실리카 함유 복합유체에 비해 분산안정성이 높은 것으로 나타났다. 또한 실리카 몰 대비 0.5 wt% DCDMS 개질 나노입자 함유 복합유체 제염제가 미개질 실리카 함유 복합유체 제염제에 비해 약 10% 제염성능이 증진되는 것으로 나타났고 (부식산화물 제거량 기준), 용해 금속이온농도는 미개질 실리카 나노입자 함유 복합유체 제염제 대비 약 50% (Fe), 80% (Cr) 증가하여 0.5 wt% DCDMS 개질 나노입자 함유 복합유체가 우수한 거품 안정성을 나타내면서, 제염성능 또한 크게 증가하는 것으로 나타났다.

키워드

거품제염,거품안정제,실리카,나노입자,개질