Citation : 신서영, 김나현, 이수진. GO와 Fe3+ 첨가한 Alginate 비즈의 Bisphenol A 흡착에 관한 연구. 제68회 전국과학전람회, (2022)
연구자 : 신서영, 김나현
지도교사 : 이수진
대회 : 제68회 전국과학전람회
중요단어 : Alginate(알긴산) gel, Bispheol A(BPA), Graphite Oxide(GO)
요약 :
본 연구는 Graphene oxide (GO)와 Fe3+를 Alginate비즈에 첨가하여 환경호르몬의 일종인 Bisphenol A (BPA)에 대한 흡수율을 향상시키기 위하여 진행되었다. 요즘 코로나로 인한 배달음식의 증가로 플라스틱 용기 사용이 급증하면서 환경호르몬에 대한 관심이 증가하고 있다. 따라서 인체에 무해하면서도 환경호르몬을 효과적으로 흡착시킬 수 있는 물질에 대한 연구를 하고자 하였다. GO는 BPA와 수소결합을 할 수 있어 비즈의 흡수율을 향상시키며, Alginate에 잘 엉겨붙는다. Fe3+는 gel의 물리적 특성을 향상시켜주고 흡수율도 증가시킨다. 이러한 장점을 이용해 흡수율이 더 상승된 비즈를 제작하였다. 제작한 비즈는 티백에 넣어 BPA가 담긴 용액에 6시간 동안 담갔다. 이후 UV-Vis을 사용하여 측정된 흡광도를 이용하여 농도를 측정하였고, SEM과 FT-IR을 이용해 만들어진 비즈의 모습과 작용기를 분석하였다. SEM으로 비즈의 표면을 관한 결과 GO와 Fe3+가 섞인 비즈의 표면이 더 거칠어진 것을 확인할 수 있었다. FT-IR로 비즈를 분석한 결과 GO와 Fe3+가 비즈와 효과적으로 결합을 형성했다는 것을 확인할 수 있었다. UV-Vis을 이용하여 흡광도를 측정한 결과, GO의 농도가 5 mg/mL, 의 Fe3+농도가 10 mg/mL일 때 흡수율이 80.1%로 가장 높게 나왔다. GO의 농도가 3 mg/mL, Fe3+의 농도가 10 mg/mL 일 때 흡수율이 79.87%로 두번째로 높게 나왔다. 대조군으로 사용된 GO와 Fe3+를 첨가하지 않 Alginate 비즈의 흡수율은 75.13%로 가장 낮게 나왔다. 결과적으로 GO와 Fe3+를 첨가했을 때 첨가하지 않은 것에 비해 흡수율이 최대 4.98%p 증가하였다
Reference
[1] Kang, Yu-Gyeong, et al. Activation of persulfate by a novel Fe (II)-immobilized chitosan/alginate composite for bisphenol A degradation. Chemical Engineering Journal 353 (2018): 736-745. https://doi.org/10.1016/j.cej.2018.07.175
[2] Gan, Lu, et al. Graphene oxide incorporated alginate hydrogel beads for the removal of various organic dyes and bisphenol A in water. Colloid and Polymer Science 296 (2018): 607-615. https://link.springer.com/article/10.1007/s00396-018-4281-3
[3] Roquero, Daniel Massana, et al. Iron (III)-cross-linked alginate hydrogels: A critical review. Materials Advances 3.4 (2022): 1849-1873.https://doi.org/10.1039/D1MA00959A
[4] Liu, M., Wang, S. & Jiang, L. Nature-inspired superwettability systems. Nat Rev Mater 2, 17036 (2017). https://doi.org/10.1038/natrevmats.2017.36
[5] Juan, Donald Anak, et al. Physico-chemical and Biological Techniques of Bisphenol A Removal in an Aqueous Solution. Journal of Ecological Engineering 22.9 (2021): 136-148. https://doi.org/10.12911/22998993/141333
[6] Xiao, D., He, M., Liu, Y. et al. Strong alginate/reduced graphene oxide composite hydrogels with enhanced dye adsorption performance. Polym. Bull. 77, 6609–6623 (2020). https://doi.org/10.1007/s00289-020-03105-7
[7] Martău GA, Mihai M, Vodnar DC. The Use of Chitosan, Alginate, and Pectin in the Biomedical and Food Sector-Biocompatibility, Bioadhesiveness, and Biodegradability. Polymers (Basel). 2019 Nov 8;11(11):1837. https://doi.org/10.3390%2Fpolym11111837
[8] 박성진. 기획특집: 그래핀 응용기술; 그래핀 옥사이드의 역사와 미래 연구 방향. 공업화학전망 16.3 (2013): 1-5.
[9] 김형일, et al. 산소 플라즈마 처리된 그래핀 산화물이 PMMA/수산화알루미늄 컴포지트의 기계적 물성에 미치는 영향. 폴리머 35.6 (2011): 565-573. https://www.cheric.org/PDF/PK/PK35/PK35-6-0565.pdf
[10] 이재원, 이근용. [일반총설] 생체조직 재생용 알긴산 하이드로젤. Polymer Science and Technology 22.1 (2011): 34-40.
[11] 이해신, 유지현, 홍상현. (2014). 하이드로젤을 이용한 약물전달시스템. BT NEWS, 21(2), 9-16.
[12] 박성찬. 수처리를 위한 자외선 활용 고도산화공정의 최적화. 한양대학교, 석사 학위 논문, 2016.
출처 : 국립중앙과학관 전국과학전람회