KR100785709B1 - 금속 이온과 양쪽성 이온 계면활성제를 포함하는 유기점토,이의 제조방법 및 이를 이용한 오염물질 제거방법 - Google Patents

금속 이온과 양쪽성 이온 계면활성제를 포함하는 유기점토,이의 제조방법 및 이를 이용한 오염물질 제거방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 금속 이온과 양쪽성 이온 계면활성제를 포함하는 유기점토, 이의 제조방법 및 이를 이용한 오염물질 제거방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 금속 이온 용액과 점토광물을 혼합하여 층간 가교 점토를 제조하는 단계; 상기 층간 가교 점토에 양쪽성 이온 계면활성제를 첨가하여 혼합하는 단계; 및 여과 및 건조하는 단계를 포함하여 제조되는 유기점토 및 이의 제조방법과, 상기 유기점토를 이용하여 유기 오염물질 및 중금속을 제거하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 유기점토는 금속 이온과 양쪽성 이온 계면활성제를 포함함에 따라 유기 오염물질 및 중금속을 포집하고, 이들의 탈착을 억제하여 질소, 인 및 중금속과 같은 오염원을 고효율로 동시에 제거할 수 있을 뿐만 아니라 종래 계면활성제의 탈착에 따른 오염물질 내 토착 미생물에 대한 악영향을 최소화함으로써 토양 및 수처리 공정에 바람직하게 적용할 수 있다.
유기점토, 양쪽성 이온 계면활성제, 중금속, 고효율

Description

금속 이온과 양쪽성 이온 계면활성제를 포함하는 유기점토, 이의 제조방법 및 이를 이용한 오염물질 제거방법{ORGANIC CLAY COMPRISING METAL ION AND AMPHOTERIC EMULSIFIER, METHOD OF PREPARATION THEREOF, AND TREATING METHOD OF CONTAMINANT USING THE SAME}
도 1은 본 발명에 따른 유기점토를 보여주는 모식도이다.
도 2는 실시예 1, 비교예 1 내지 15의 점토광물에 대해 양이온성 교환용량(CEC)에 따른 계면활성제의 흡착량을 보여주는 그래프이다.
도 3은 실시예 1 및 비교예 15의 유기점토의 시간에 따른 계면활성제의 탈착량을 보여주는 그래프이다.
도 4는 실시예 1 및 비교예 15의 유기점토의 시간에 따른 계면활성제의 흡착량을 보여주는 그래프이다.
본 발명은 금속 이온과 양쪽성 이온 계면활성제를 포함하는 유기점토, 이의 제조방법 및 이를 이용한 오염물질 제거방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 금속 이온과 양쪽성 이온 계면활성제를 포함함으로써 오염물질 제거시 계면활성제의 탈 착이 최소화되어 오염물질 내 토착 미생물에 대한 악영향을 최소화하고, 질소, 인 및 중금속과 같은 오염원을 고효율로 제거하여 각종 폐수 처리 공정에 적용 가능한 금속 이온과 양쪽성 이온 계면활성제를 포함하는 유기점토, 이의 제조방법 및 이를 이용한 오염물질 제거방법에 관한 것이다.
양이온 치환능력(Cation Exchange Capacity: CEC)이 큰 점토광물일지라도 유기물에 대해서는 흡착능력이 거의 없다. 그러나 벤토나이트와 같은 점토광물은 그 표면과 층간에 (-)전하를 띠고 있기 때문에 (+)전하를 띤 물질을 흡착한다. 이러한 점토광물에 흡착될 수 있는 물질들은 대부분 양이온으로 존재하는 금속 이온들이 되며, 유기물은 일반적으로 전하를 띠지 않기 때문에 천연상태의 점토광물에 흡착되는 것은 거의 불가능하다.
유기점토는 용액 내에서 (+)를 나타내는 양이온 계면활성제와 층간에 (-)전하를 띠는 점토광물을 반응시켜 만든다. 따라서 점토의 (-) 층 사이에 (+)전하를 띤 계면활성제가 흡착되고, 이 계면활성제 층에 유기오염물이 흡착된다.
대한민국 특허공개 제2006-68163호는 점토광물에 계면활성제를 흡착시켜 만든 유기점토에 유기오염물을 흡착시킨 후, 이 흡착혼합물을 분리·제거하는 과정을 포함하는 유류 오염의 정화방법을 개시하고 있다.
상기 특허에서는 계면활성제로 고급아민 할로겐화물, 4차 암모늄염, 에스테르-함유 4급 암모늄염, 알킬피리디늄염, 포스포늄염, 설포늄염, 이미다졸리움염과 같은 양이온 계면활성제를 사용하고 있다.
또한 대한민국 특허공개 제2003-53265호는 토탄, 금속산화물 및 유기점토로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택된 염소이온 및 칼슘이온 흡착용 담체를 개시하고 있다. 이때 상기 유기점토는 양이온 계면활성제를 사용하여 개질을 수행하고 있다.
이들 양이온성 계면활성제로 개질된 유기점토는 탁월한 유기 오염물질 흡착 능을 나타낸다. 그러나 양이온성 계면활성제가 점토 표면에 강하게 흡착하여 중금속의 표면 흡착을 방해하기 때문에 이들 유기점토의 중금속 흡착능은 그리 크지 않다. 더욱이 실제 환경에 적용되었을 때 유기점토의 합성에 사용된 양이온성 계면활성제가 적은양이지만 탈착이 일어나게 되어 토양 토착 미생물에 악영향을 미치게 된다.
따라서 유기 오염 물질과 중금속 오염 물질을 동시에 제거할 수 있는 효율을 높일 수 있는 새로운 유기점토의 연구가 필요하다.
이에 본 발명의 목적은 계면활성제의 탈착이 최소화될 수 있고 유기 오염 물질과 중금속, 또한 질소와 인의 제거가 동시에 가능하도록 하기 위한 유기점토 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 목적은 상기 유기점토를 이용하여 유기 오염물질 및 중금속을 제거하는 방법에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 점토광물, 금속 이온 및 양쪽성 이온 계면활성제를 포함하는 유기점토를 제공한다.
이때 상기 점토광물은 벤토나이트(bentonite), 제올라이트(zeolite), 스멕타이트(smectite), 필로실리케이트(phyllosilicate), 몬트모릴로나이트(montmorillonite), 사포나이트(saponite), 베이델라이트(beidellite), 논트로나이트(nontronite), 버미큘라이트(vermiculite), 카올리나이트(kaolinite) 및 할로사이트로(halloysite) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종이 가능하며, 바람직하기로는 벤토나이트이다.
또한 상기 금속 이온은 알칼리 금속 이온이 바람직하며, 대표적으로 알루미늄(Al), 칼륨(K), 칼슘(Ca), 나트륨(Na) 및 마그네슘(Mg)으로 이루어진 군에서 선택된 1종이 가능하며, 바람직하기로는 알루미늄을 사용한다. 이때 상기 금속 이온은 점토광물의 층간 내부에 폴리머 형태로 존재한다.
상기 양쪽성 이온 계면활성제는 N-도데실-N,N'-디메틸-3-아미노-1-프로판술포네이트(N-Dodecyl-N,N-dimethyl-3-ammonio-1-propanesulfonate, DDAPS), N-하이드록시에틸-N-카르복시에틸-N-아미노에틸 도데실아마이드( N-hydroxyethyl-N-carboxyethyl-N-aminoethyl dodecylamide, IB), 코카미도프로필 베타인(Cocamidopropyl betaines), N-도데실-N,N-디메틸 베타인(N-dodecyl-N,Ndimethyl betaine, C12-Bet), N-테트라데실옥시메틸-N,N-디메틸 베타인(N-tetradecyloxymethyl-N, N-dimethyl betaine, C14-Bet), N-옥타데실옥시메틸-N,N-디메틸 베타인(N-octadecyloxymethyl-N, N-dimethyl betaine, C18 ODB) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종이 가능하다.
또한 본 발명은 금속 이온 용액과 점토광물을 혼합하여 층간 가교 점토를 제조하는 단계;
상기 층간 가교 점토에 양쪽성 이온 계면활성제를 첨가하여 혼합하는 단계; 및
여과 및 건조하는 단계를 포함하는 유기점토의 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 유기점토를 이용하여 유기 오염물질 및 중금속을 제거하는 방법을 제공한다.
이하 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 유기점토는 폴리머 형태의 금속 이온과 양쪽성 이온 계면활성제를 사용함으로써 질소, 인 및 중금속과 같은 오염원을 고효율로 제거할 뿐만 아니라, 종래 오염 제거시 계면활성제의 탈착을 최소화되어 상기 계면활성제의 탈착에 따른 오염물질 내 토착 미생물에 대한 악영향을 최소화한다. 이러한 유기점토는 각종 토양 및 수처리 공정에 바람직하게 적용된다.
도 1은 본 발명에 따른 유기점토를 보여주는 모식도이다.
도 1을 참조하면, 상기 유기점토(50)는 점토광물(10)의 표면 및 층간에 음이온이 존재하고, 이들 층간 내부에 폴리머 형태의 금속 이온(20, 예, [Al13O4(OH)24(H2O)12 7+])이 위치하고, 양쪽성 이온 계면활성제(30)가 상기 점토광물(10)의 층간 표면에 흡착되어 음이온 및 양이온이 균일하게 분포된다.
이러한 구조의 유기점토는 토양 및 폐수 내 존재하는 각종 유기 오염 물질과 중금속과 같은 오염물질을 흡착하게 된다. 상기 오염물질 중 중금속, 질소 및 인 등은 전하를 띠게 되어 유기점토에 의한 흡착이 용이하다. 일반적으로, 전하를 띠지 않은 유기 오염 물질의 경우 흡착이 어려우나, 점토광물의 층 사이에 존재하는 폴리머 형태의 금속 이온과 양쪽성 이온 계면활성제에 의해 쉽게 흡착될 수 있다.
더욱이 상기 유기점토 내 양쪽성 이온 계면활성제가 단단히 흡착됨에 따라 오염물질을 흡착한 후에도 탈착이 거의 발생하지 않음에 따라, 종래 계면활성제의 탈착에 따른 2차 오염을 방지한다.
이러한 본 발명에 따른 유기점토는 점토광물, 폴리머 형태의 금속 이온과 양쪽성 이온 계면활성제를 포함한다.
상기 점토광물로는 통상적으로 흡착능이 있는 광물이 사용될 수 있으며, 본 발명에서 특별히 한정하지 않는다. 대표적으로, 상기 점토광물은 벤토나이트, 제올라이트, 스멕타이트, 필로실리케이트, 몬트모릴로나이트, 사포나이트, 베이델라이트, 논트로나이트, 버미큘라이트, 카올리나이트 및 할로사이트로 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종이 가능하며, 바람직하기로는 벤토나이트를 사용한다.
이때 상기 점토광물은 토양 및 수처리 공정에 적용됨에 따라 각 공정에 적합한 입자 크기를 가지며, 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 적절히 변경 사용할 수 있다. 일예로 50 내지 500 메쉬인 것을 사용한다.
또한 상기 폴리머 형태의 금속 이온은 이온화된 상태로 양쪽성 이온 계면활성제 내에 존재하여 점토광물의 층간 공간을 확장하여 보다 많은 오염물질의 흡착을 유도할 뿐만 아니라 양쪽성 이온 계면활성제의 점토광물로부터의 탈착을 방지한다. 이때 상기 금속으로는 알루미늄(Al), 칼륨(K), 칼슘(Ca), 나트륨(Na) 및 마그네슘(Mg)으로 이루어진 군에서 선택된 1종이고, 바람직하기로는 알루미늄을 사용한다.
상기 금속 이온은 점토광물을 충분히 개질할 수 있을 정도로 첨가하며, 점토광물의 층간 내에 폴리머 형태로 존재한다. 이때 상기 금속 이온의 첨가량은 사용되는 금속의 분자 크기에 따라 달라질 수 있다. 또한 상기 금속 이온이 사용되는 점토광물의 층간 내부에 존재하여야 하므로, 상기 점토광물의 층간 거리 또는 기공의 크기 등에 따라 달라진다.
바람직하기로 상기 폴리머 형태의 금속 이온은 점토광물 100 중량부에 대해 0.001 내지 90 중량부로 사용한다. 만약 상기 폴리머 형태의 금속 이온의 함량이 상기 범위 미만이면 오염물질의 흡착량이 저하되고 양쪽성 이온 계면화성제의 탈착이 증가하는 문제가 발생한다. 이와 반대로 상기 범위를 초과하더라도 전술한 바의 효과 증대를 더 이상 얻을 수는 없다.
상기 양쪽성 이온 계면활성제는 통상적으로 사용되는 양쪽성 이온 계면활성제가 가능하며 본 발명에서 특별히 한정하지는 않는다. 이러한 양쪽성 이온 계면활성제는 N-도데실-N,N'-디메틸-3-아미노-1-프로판술포네이트(DDAPS), N-하이드록시에틸-N-카르복시에틸-N-아미노에틸 도데실아마이드(IB), 코카미도프로필 베타인, N-도데실-N,N-디메틸 베타인(C12-Bet), N-테트라데실옥시메틸-N,N-디메틸 베타인(C14-Bet), N-옥타데실옥시메틸-N,N-디메틸 베타인(C18 ODB) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종이 가능하다.
상기 양쪽성 이온 계면활성제는 점토광물의 양이온성 교환 용량(CEC)을 기준으로 90 내지 100%가 되는 범위 내에서 사용하여 점토광물을 충분히 개질할 수 있을 정도로 첨가한다.
만약 상기 양쪽성 이온 계면활성제의 함량이 상기 범위 미만이면 오염물질의 흡착량이 저하되고, 이와 반대로 상기 범위를 초과하더라도 전술한 바의 효과 증대를 더 이상 얻을 수는 없다. 이러한 양쪽성 이온 계면활성제는 계면활성제의 종류에 따라 그 첨가 함량이 달라질 수 있으나, 상기 범위 내에서 사용한다.
본 발명에 따른 유기점토는
금속 이온 용액과 점토광물을 혼합하여 층간 가교 점토를 제조하는 단계;
상기 층간 가교 점토에 양쪽성 이온 계면활성제를 첨가하여 혼합하는 단계; 및
여과 및 건조하는 단계를 거쳐 제조한다.
구체적으로, 혼합기에 금속 이온 용액과 점토광물을 첨가한 다음 균일하게 교반하여 층간 가교 점토(pillared clay)를 제조한다.
상기 층간 가교 점토는 금속 이온이 폴리머 형태로 점토광물의 층 표면 또는 층간에 분산된 구조를 가진다.
상기 사용되는 금속 이온 용액은 알칼리 금속을 포함하는 수분산액과 NaOH와 같은 강염기를 혼합하여 얻어지며, 알칼리 금속이 폴리머 형태로 수분산된 용액이다. 이때 강염기의 함량은 알칼리 금속을 충분히 이온화시킬 수 있을 정도로 화학양론비를 고려하여 조절한다.
이때 균일한 혼합을 위해 초음파처리, 메가음파 처리, 연마/분쇄, 고속 혼합, 균질화(homogenization) 등의 방법을 더욱 수행할 수 있다.
다음으로, 상기 제조된 pillared clay와 양쪽성 이온 계면활성제를 20 내지 60 ℃의 온도로 12 시간 내지 150 시간 동안 교반한다. 이때 상기 양쪽성 이온 계면활성제는 이를 물에 용해시킨 분산액 형태로 사용한다.
상기 교반 후 얻어진 혼합물을 여과 및 건조하여 본 발명에 따른 유기점토를 얻을 수 있다. 이때 여과는 통상적인 고-액 여과장치에 의해 수행하며, 150 ℃의 온도에서 건조한다.
이러한 단계를 거쳐 제조된 유기점토는 오염물질 내 중금속, 질소 및 인 등은 전하를 띠게 되어 유기점토에 의한 흡착이 용이할 뿐만 아니라 오염물질을 흡착한 후에도 탈착이 거의 발생하지 않는다. 그 결과 종래 오염물질 흡착후 계면활성제가 탈착되어 토양 미생물에 악영향을 미치고, 2차 오염이 발생하는 문제를 해소할 수 있다.
따라서 본 발명에 따른 유기점토는 계면활성제의 탈착이 최소화될 수 있고 유기 오염 물질과 중금속, 또한 질소와 인의 제거가 동시에 가능하여 각종 토양 및 수처리 공정에서 오염물질의 흡착제로 바람직하게 적용할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1: 유기점토의 제조
A: 금속 이온 용액의 제조
AlCl36H2O를 증류수에 녹여 0.2M 수용액을 제조하고, NaOH을 증류수에 녹여
0.5M 수용액을 각각 제조하였다. 반응기에 상기 2개의 수용액을 서로 혼합하여 OH/Al의 몰비를 0.25~2.25 되게 조절하고 25 ℃에서 24시간 교반 숙성하여 폴리머 형태의 알루미늄 이온 수용액(수산화 알루미늄 폴리머)를 제조하였다.
B: 층간 가교 점토의 제조
점토광물로 벤토나이트를 사용하였으며, 사용 전에 105 ℃에서 2시간 동안 건조하여 사용하였다.
반응기에 벤토나이트 10 g을 첨가하고 1000 ml의 증류수를 주입하여 250 rpm으로 10 분간 교반하였다. 여기에 상기 A에서 제조된 알루미늄 이온 수용액 400 ml을 주입하고 동일 온도에서 24 시간 동안 교반한 다음, 105 ℃의 오븐에서 10 시간 동안 건조하여 층간 가교 점토를 제조하였다.
C: 유기점토의 제조
양쪽성 이온 계면활성제로 N-도데실-N,N'-디메틸-3-아미노-1-프로판술포네이 트(N-Dodecyl-N,N-dimethyl-3-ammonio-1-propanesulfonate, DDAPS)를 사용하여 0.016 M 수용액(CEC가 100%)을 제조하였다.
여기에 상기 B에서 제조한 층간 가교 점토 20 g을 첨가한 다음, 25 ℃에서 24 시간 동안 교반한 다음, 정치시킨 후 얻어진 침전물을 105 ℃의 오븐에서 건조하였다.
실시예 2
CEC가 90%가 되도록 양쪽성 계면활성제의 함량을 변화시킨 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 유기점토를 제조하였다.
비교예 1 내지 14
상기 실시예 1과 동일하게 수행하되, 계면활성제의 종류, 함량 및 알루미늄 이온 용액의 사용여부를 변화시켜 유기점토를 제조하였다. 이때 각 비교예에 따른 조건은 하기 표 1에 나타내었다.
폴리머 형태의 알루미늄 이온 용액 사용여부 계면활성제 점토광물에 대한 계면활성제의 CEC
비교예 1 ○ DDAPS1) 25%
비교예 2 ○ DDAPS 50%
비교예 3 ○ DDAPS 80%
비교예 4 ○ HDTMA2) 25%
비교예 5 ○ HDTMA 50%
비교예 6 ○ HDTMA 80%
비교예 7 ○ HDTMA 100%
비교예 8 × DDAPS 25%
비교예 9 × DDAPS 50%
비교예 10 × DDAPS 80%
비교예 11 × DDAPS 100%
비교예 12 × HDTMA 25%
비교예 13 × HDTMA 50%
비교예 14 × HDTMA 80%
비교예 15 × HDTMA 100%
1) 양쪽성 이온 계면활성제: N-Dodecyl-N,N-dimethyl-3-ammonio-1-propanesulfonate(DDAPS, [(CH3)(CH2)11N+(CH3)2(CH2)3SO3 -] M.W. = 335.55) 2) 양이온 계면활성제: Hexadecyltrimethyl-ammonium (HDTMA, [(CH2)15CH3]N+(CH3)3] M.W. = 364.46)
실험예 1: CEC 에 따른 계면활성제의 흡착량 분석
상기 실시예 1과, 비교예 1 내지 15에서 층간 가교 점토와 계면활성제를 이용한 개질 시 벤토나이트 CEC의 %별로 흡착된 계면활성제의 함량을 알아보기 위해 총 유기탄소 분석기를 이용하여 TOC(Total Organic Carbon) 분석을 수행하였다. 이때 얻어진 결과는 하기 표 2 및 도 2에 나타낸 바와 같다.
계면활성제 점토광물에 대한 계면활성제의 CEC 계면활성제의 흡착량(mg/g)
실시예 1 DDAPS 100% 182.325
비교예 1 DDAPS 25% 76.95
비교예 2 DDAPS 50% 57.85
비교예 3 DDAPS 80% 4.8
비교예 4 HDTMA 25% 12.785
비교예 5 HDTMA 50% 47.145
비교예 6 HDTMA 80% 85.84
비교예 7 HDTMA 100% 131.44
비교예 8 DDAPS 25% 11.145
비교예 9 DDAPS 50% 66.295
비교예 10 DDAPS 80% 87.595
비교예 11 DDAPS 100% 170.25
비교예 12 HDTMA 25% 40.46
비교예 13 HDTMA 50% 60.74
비교예 14 HDTMA 80% 98.815
비교예 15 HDTMA 100% 149.86
상기 표 2 및 도 2를 참조하면, 실시예 1과 같이 층간 가교 점토와 양쪽성 이온 계면활성제인 DDAPS를 CEC가 100%로 사용한 경우 가장 많은 흡착이 나타남을 알 수 있다. 즉, 유기점토의 합성 시 벤토나이트의 CEC 100%로 계면활성제를 합성시켰을 때 가장 많은 흡착이 일어나는 것을 알 수 있다.
실험예 2: 계면활성제의 탈착량 분석
상기 실시예 1 및 비교예 15에서 제조된 유기점토의 시간에 따른 계면활성제의 탈착량을 비교하였으며, 얻어진 결과를 하기 도 3에 나타내었다.
도 3을 참조하면, 본 발명에서와 같이 금속 이온으로 폴리머 형태의 알루미늄 이온을 사용한 경우 계면활성제의 탈착량이 더욱 높음을 알 수 있다.
이는 폴리머 형태의 알루미늄 이온에 의해 벤토나이트의 층간 거리가 늘어나 보다 많은 계면활성제가 흡착되는 것에 기인한다. 이러한 결과는 폴리머 형태의 알루미늄 이온 및 양쪽성 이온 계면활성제를 사용한 경우 보다 많은 유기 오염 물질과 중금속을 제거할 수 있음을 의미한다.
실험예 3: 계면활성제의 흡착량 분석
상기 실시예 1 및 비교예 15에서 제조된 유기점토의 계면활성제의 시간에 따른 흡착량을 비교하였으며, 얻어진 결과를 하기 도 4에 나타내었다. 이때 실시예 1의 유기점토는 양쪽성 이온 계면활성제를 148 mg/g의 함량으로 흡착하였으며, 비교예 15는 양이온 계면활성제를 120 mg/g의 함량으로 흡착하였다.
도 4는 시간에 따른 계면활성제의 흡착량을 보여주는 그래프이다.
도 4를 참조하면, 실시예 1 및 비교예 1의 유기점토는 시간에 따라 계면활성제가 탈착됨을 알 수 있다. 그러나 최종 존재하는 계면활성제의 함량을 비교하면 본 발명에 따른 실시예 1의 폴리머 형태의 알루미늄 이온과 양쪽성 이온 계면활성제를 사용한 경우의 함량이 높음을 알 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 점토광물에 폴리머 형태의 금속 이온과 양쪽성 이온 계면활성제를 사용함으로써, 계면활성제의 탈착이 최소화될 수 있고 유기 오염 물질과 중금속, 또한 질소와 인의 제거가 동시에 가능하다.
또한 상기 계면활성제의 탈착이 낮아 종래 양이온 계면활성제를 사용하는 경우 이의 탈착으로 인한 토양 미생물에 대한 악영향 문제를 해소하고 유기 오염 물질과 중금속의 제거를 더욱 효과적으로 높일 수 있다.
이러한 유기점토는 각종 토양 및 수처리 공정에서 오염물질의 흡착제로 바람직하게 적용할 수 있다.

Claims (10)

  1. 점토광물, 금속 이온 및 양쪽성 이온 계면활성제를 포함하고,
    상기 점토광물의 층간 내부에 양쪽성 이온 계면활성제와 폴리머 형태의 금속 이온이 존재하는 것인 유기 점토.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 점토광물은 벤토나이트(bentonite), 제올라이트(zeolite), 스멕타이트(smectite), 필로실리케이트(phyllosilicate), 몬트모릴로나이트(montmorillonite), 사포나이트(saponite), 베이델라이트(beidellite), 논트로나이트(nontronite), 버미큘라이트(vermiculite), 카올리나이트(kaolinite) 및 할로사이트로(halloysite) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종인 것인 유기점토.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 금속 이온은 알루미늄(Al), 칼륨(K), 칼슘(Ca), 나트륨(Na) 및 마그네슘(Mg)으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 금속을 포함하는 것인 유기점토.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 금속 이온은 점토광물 100 중량부에 대해 0.001 내지 90 중량부로 포함되는 것인 유기점토.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 양쪽성 이온 계면활성제는 N-도데실-N,N'-디메틸-3-아미노-1-프로판술포네이트(N-Dodecyl-N,N-dimethyl-3-ammonio-1-propanesulfonate, DDAPS), N-하이드록시에틸-N-카르복시에틸-N-아미노에틸 도데실아마이드( N-hydroxyethyl-N-carboxyethyl-N-aminoethyl dodecylamide, IB), 코카미도프로필 베타인(Cocamidopropyl betaines), N-도데실-N,N-디메틸 베타인(N-dodecyl-N,Ndimethyl betaine, C12-Bet), N-테트라데실옥시메틸-N,N-디메틸 베타인(N-tetradecyloxymethyl-N, N-dimethyl betaine, C14-Bet), N-옥타데실옥시메틸-N,N-디메틸 베타인(N-octadecyloxymethyl-N, N-dimethyl betaine, C18 ODB) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종인 것인 유기점토.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 양쪽성 이온 계면활성제의 함량은 점토광물의 양이온성 교환 용량(CEC, 100 g의 토양이 교환할 수 있는 1가 양이온의 밀리당량수(meq/100 g-soil) 기준을 90 내지 100%가 되는 범위를 만족시키는 것인 유기점토.
  8. 금속 이온 용액과 점토광물을 혼합하여 층간 가교 점토를 제조하는 단계;
    상기 층간 가교 점토에 양쪽성 이온 계면활성제를 첨가하여 혼합하는 단계; 및
    여과 및 건조하는 단계를 포함하는 제1항의 유기점토의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    금속 이온 용액은 알칼리 금속을 포함하는 수분산액과 강염기를 혼합하여 제조되는 것인 유기점토의 제조방법.
  10. 제1항에 따른 유기점토를 토양 또는 폐수 오염 물질과 혼합하여 상기 토양 또는 폐수 내 오염 물질을 흡착하여 제거하는 공정을 포함하는 오염물질의 제거방법.
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