본 연구에서는 지르코늄 메조구조체를 인 흡착제로 사용함에 있어, 구조체 합성에 사용된 지르코늄 무기물과 계면활성제의 몰비와 계면활성제의 종류가 지르코늄 메조구조체의 인 흡착능 및 흡착속도에 미치는 영향을 평가하였다. 이를 위해, 무기물/계면활성제의 비율 및 계면활성제의 종류를 달리하여 지르코늄 메조구조체를 합성하고 X선 회절분석을 통해 구조적 특성을 파악하였으며, 등온흡착과 kinetic 실험을 수행하여 흡착해석모델을 적용한 뒤 각 특성상수를 비교하였다. 결과적으로, 지르코늄 메조구조체를 합성함에 있어 무기물/계면활성제의 몰비를 1/0.50($0.013{cdot}Zr(SO_4){_2}:0.068{cdot}surfactant:5.55{cdot}H_2O$)로 하는 경우 가장 규칙적이고 뚜렷한 형태의 메조기공을 가지는 구조체를 얻을 수 있고, 이로부터 인에 대한 흡착능과 흡착속도를 최대로 할 수 있음을 알 수 있었다. 또한 계면활성제의 탄소체인이 길어짐에 따라 구조체의 기공크기가 커짐을 알 수 있었고, 본 실험에 사용된 계면활성제중 dodecyltrimethylammonium bromide을 형판으로 지르코늄 메조구조체를 합성할 경우 인에 대한 흡착능과 흡착속도를 최대로 할 수 있음을 알 수 있었다.
In this study, the phosphate adsorption characteristics of zirconium mesostructures synthesized under different conditions were estimated. X-ray diffraction analysis, phosphate adsorption isotherm test and kinetic test was performed for the zirconium mesostructures synthesized at different inorganic/surfactant molar ratio and with different surfactant templates. The test results were analyzed with adsorption models. From this work, it was found that at the inorganic/surfactant molar ratio of 1/0.50($0.013{cdot}Zr(SO_4){_2}:0.068{cdot}surfactant:5.55{cdot}H_2O$), the meso-pores in the material could be most uniformly and clearly formed and thus the adsorption capacity and reaction rate of material could be maximized. And the pore size in the mesostructure increased with the chain length of surfactant template used, and maximum phosphate adsorption amount and reaction rate could be achieved with the zirconium mesostructure synthesized with the surfactant template of dodecyltrimethylammonium bromide.
