KR101196639B1 - 불순물 정제 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가스크로마토그래피를 이용하여 황, 극성물질, 수분을 함유하는 시료(예, 해양퇴적물)에 존재하는 유기염소계농약(OCPs)이나 폴리클로리네이티드바이페닐(PCBs), 다환방향족탄화수소(PAHs) 등을 분석하기 위한 전처리 과정에서, 황, 극성물질 및 수분을 제거하기 위해 소요되는 수 단계의 정제 과정을 단일 과정으로 단축하여 이들을 간편하게 정제할 수 있는 컬럼정제키트에 관한 것으로서, 유리관 하단에 극성 유기물질 흡착제(예: 실리카겔, 플로리실, 알루미나 등)가 충진되고 그 위에는 무수황산나트륨(Na2SO4)과 활성 구리(Cu)의 혼합물이 충진된 것을 특징으로 하는 새로운 컬럼정제장치를 제공할 수 있다.

Description

불순물 정제 장치{A novel single purification column kit for simultaneously removing sulfur, water and polar organic chemical materials containing sample}
본 발명은 불순물을 정제하기 위한 장치에 대한 것으로, 특히 환경유기물질을 정량 분석하는데 필요한 황과 수분과 극성물질의 동시 제거를 위한 단일 정제컬럼키트로써, 더욱 상세하게는 시료에 존재하는 유기오염물질을 분석하기 위한 전처리 과정에서 황, 극성물질, 수분을 제거하기위해 소요되는 수 단계의 정제 과정을 단일 과정으로 단축하여 이들을 간편하게 정제할 수 있는 컬럼 정제 키트에 대한 것이다.
시료(예, 해양퇴적물)에 존재하는 유기오염물질(유기염소계농약(OCPs), 폴리클로리네이티드바이페닐(PCBs), 다환방향족탄화수소(PAHs) 등)의 함량을 분석하기 위해서는, 먼저 유기용매로 시료를 추출한 후 분석기기(가스크로마토크래프)에 입력하기 전에, 하기와 같은 이유로 상기 추출한 추출물에 존재하는 불순물(수분, 황, 극성유기물질)을 제거해야한다.
먼저, 시료에 황(Sulfur)이 존재할 경우, 황은 유기용매에 대한 용해도가 높아서 분석하고자하는 시료성분들과 함께 추출되고, 또 전자포획검출기(ECD), 불꽃이온화검출기(FID) 등의 가스크로마토그래피 검출기에서 바탕선 들뜸을 유발한다. 그리고, 시료에 존재하는 여러 극성물질들은 유기용매에 추출되어, 크로마토그램에 나타나는데 이것이 크로마토그램 해석을 방해한다. 또한, 유기 용매(Hexane, 가스크로마토그래피 분석용 등급, 수분함량 0.02%)로 추출된 시료에 존재하는 수분은 시료를 GC에 주입 시, 가스크로마토그래프의 시료주입부(Inlet)에서 역류(Back-flash)를 유발하여 시료의 정확한 주입을 방해하고, 컬럼의 수명을 단축시키며, 불꽃이온화검출기(Flame Ionization Detector, FID)사용 시 불꽃소화, 전자포획검출기(Electron Chapter Detector, ECD)사용 시 감도를 떨어뜨린다.
도 1은 종래기술에 따른 시료의 전처리 과정을 나타내는 흐름도이고, 여기에 도시된 바와 같이, 종래에는 이러한 불순물을 제거하기 위하여, 하기와 같이 수 단계의 정제과정을 통하여 수분, 황, 극성물질을 각각 제거하였다.
1) 즉, 먼저 유기용매로 추출한 시료추출물을 회전증발기를 이용하여 농축하여 부피를 줄이고,
2) 1)의 시료추출물에 함유된 황을 제거하기 위해 활성 구리분말 2~3 g을 넣고 1시간 교반하며,
3) 2)의 시료추출물에서 용액과 구리분말을 거름종이(GF/F)로 여과 분리하고, 여과액은 보관하였다(노말헥산 40~50ml 소요).
4) 그런다음, 구리에 붙어있는 시료추출물을 노말헥산으로 수차례 씻어내고, 씻어낸 시료추출물을 2)의 여과액에 합한 후 농축하여 최종 부피가 4~5 ml가 되게한다(노말헥산 80~100ml 소요).
5) 이어서, 4)의 시료추출물에 존재하는 극성물질은 유리관에 분석대상 유기오염물질에 따라 적합한 흡착제를 충진하고, 여기에 추출액을 통과시켜 제거한다. 용리를 완전하게 하기 위해 노말헥산 100~120ml, 메틸렌클로라이드 100~120ml로 과량 용리하여 추출물에서 극성물질을 제거한 후 다시 농축한다(노말헥산 100~120ml, 메틸렌클로라이드 100~120ml 소요).
6) 5)의 시료추출물이 함유한 수분은 유리관에 무수황산나트륨 10g을 충진하고 시료추출물을 통과시켜 제거한다. 용리를 완전하게 하기 위해 노말헥산 40~50 ml로 과량 용리하여 다시 농축한다(노말헥산 40~50ml 소요).
그러나, 이와 같은 종래의 분석기술은 실험용기 간의 잦은 이동(>3회)으로 인해 시료가 손실되기 쉽고, 다른 물질이 입력되어 오염되기도 하며, 다량(>400ml)의 노말헥산과 무수황산나트륨(>10g)이 소요될 뿐만 아니라 장시간(>3시간)이 소요되는 문제점이 있다. 또한, 시료손실이 커서 미량으로 존재하는 유기오염물의 경우에는 대량 시료가 필요한 단점이 있다. 그래서, 통상적으로 특정 점오염원이 존재하지 않는 연안해양의 퇴적물 시료 100개를 분석하는 경우, 노말헥산의 소모량은 >40L이고 시간은 >300시간에 달한다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 (1) 위의 6단계로 이루어진 구리를 이용한 황의 제거과정, (2) 흡착제를 이용한 극성물질 제거과정, (3) 무수황산나트륨을 이용한 수분제거 과정의 3개 과정을 단일 과정으로 통합할 수 있는 장치를 제공하기 위한 것이다.
즉, 종래의 시료 전처리 기술과 동등한 정제효과를 얻으면서, 시료의 손실을 최소화하고, 시간적, 경제적 절약을 도모할 수 있는 불순물 정제 장치를 제공하는 것이 목적이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 불순물 정제 장치는, 시료 주입구; 구리와 무수황산나트륨의 분말을 포함하고, 상기 시료 주입구 하단에 위치하는 제1정제부; 극성물질 흡착제를 포함하고, 상기 제1정제부 하단에 위치하는 제2정제부; 상기 제2정제부를 지지하는 지지부; 및 상기 지지부를 통과한 정제물이 배출되는 배출구;를 포함한다.
여기서, 실린더형 관으로 이루어진 것을 특징으로 하는 불순물 정제 장치도 가능하며, 상기 실린더형 관은 10mm~12mm 범위 내의 직경을 가지고, 300mm~350mm 범위 내의 길이를 가지는 유리관인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제1정제부는 2.5~3.5cm 범위 내의 경로(길이 또는 높이)를 가지는 것이 더욱 바람직하고, 상기 구리와 무수황산나트륨의 분말은 구리와 무수황산나트륨이 1: 2~4(가장 바람직하게는 1:3) 의 중량비로 혼합된 것이 가장 바람직하다.
또한, 상기 극성물질 흡착제는 상기 시료에 포함된 극성물질을 흡착하는 것일 수 있고, 예를 들면 실리카겔, 알루미나 및 플로리실로 이루어진 군에서 적어도 하나 이상이 선택된 것이 가능하다.
이와 함께, 상기 지지부는 유리섬유를 포함하는 것이 바람직하다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
상기한 본 발명은 위의 6단계로 이루어진 (1) 구리를 이용한 황의 제거과정, (2) 흡착제를 이용한 극성물질 제거과정, (3) 무수황산나트륨을 이용한 수분제거 과정의 3개 과정을 단일 과정으로 통합(5개 이상의 단계를 1단계로 축소)할 수 있는 장치를 제공할 수 있다.
즉, 본 발명은 극성물질을 제거하기 위해 흡착제를 충진한 유리관(내경 10mm) 상단에 구리와 무수황산나트륨을 적당량 혼합하여 충진한 새로운 정제컬럼 키트를 제공하여, 종래의 시료 전처리 기술과 동등한 정제효과를 얻으면서 시료의 손실을 최소화하고, 시료의 오염을 방지하며, 시간적(<2시간), 경제적 절약(총 사용량: 노말헥산<200ml, 메틸렌클로라이드<100ml)을 도모할 수 있는 효과를 가지고 있다.
도 1은 종래기술에 따른 시료의 전처리 과정을 나타내는 흐름도이고,
도 2는 본 발명에 따른 불순물 정제 장치의 일례를 나타내는 모식도이고,
도 3은 본 발명에 따른 정제 장치를 이용하여 시료를 전처리하는 과정의 일례를 설명하기 위한 흐름도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 무수황산나트륨의 양에 따른 황 제거효과를 비교한 GC-ECD크로마토그램 결과 그래프이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 활성구리의 양에 따른 황 제거효과를 비교한 GC-ECD크로마토그램 결과 그래프이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 황을 함유한 해양환경시료의 (a) GC-ECD 크로마토그램, (b) 종래의 방법으로 황을 제거한 후의 GC-ECD 크로마토그램, 및 (c) 본 발명에 따른 정제컬럼키트를 이용하여 황을 제거한 후의 GC-ECD 크로마토그램 결과 그래프이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 하나의 실시형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 불순물 정제 장치(1)의 일례를 나타내는 모식도이고, 도 3은 본 발명에 따른 정제 장치를 이용하여 시료를 전처리하는 과정의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
여기에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 불순물 정제 장치(1)는, 가스크로마토그래피를 이용하여 황, 극성물질, 수분을 함유하는 시료(예, 해양퇴적물)에 존재하는 유기염소계농약(OCPs)이나 폴리클로리네이티드바이페닐(PCBs), 다환방향족탄화수소(PAHs) 등을 분석하기 위한 전처리 과정에서, 황, 극성물질 및 수분을 제거하기 위해 사용되는 정제컬럼키트에 대한 것이며, 특별히 시료 주입구(10); 제1정제부(20); 제2정제부(30); 지지부(40); 및 배출구(50);를 포함하여 이루어지는 것이 특징이다.
즉, 정제컬럼키트의 유리관 하단에 극성물질을 정제하기 위한 극성 유기물질 흡착제(예: 실리카겔, 플로리실, 알루미나 등)가 충진되고, 그 위에는 수분과 황을 동시에 제거하기 위하여 무수황산나트륨(Na2SO4)과 활성 구리(Cu)의 혼합물이 충진된 것을 특징으로 하는 컬럼정제장치이다. 이러한 본 발명은 종래에 소요되는 수 단계의 정제 과정을 단일 과정으로 단축하여, 시료를 간편하게 정제할 수 있는 것이다.
구체적으로, 본 발명에 따른 불순물 정제 장치(1)는 기본적으로 한쪽 방향으로 길게 늘어진 가느다란 관 형상을 가질 수 있고, 바람직하게는 실린더형 모양의 내부가 빈 유리관일 수 있다. 예를 들어, 상기 실린더형 관은 10mm~12mm 범위 내의 직경을 가지고, 300mm~350mm 범위 내의 길이를 가지는 것일 수 있다. 크기가 너무 크면 이동과 사용에 불편하고, 시료의 통과 및 정제를 위하여 최소한은 상기 범위 내의 크기를 가지는 것이 적합하다.
상기 시료 주입구(10)는 정제하기 위한 시료를 본 발명에 따른 장치에 주입하기 위한 것으로, 상기 장치의 상단에 형성되는 개구부일 수 있다.
상기 제1정제부(20)는 황과 수분을 동시에 제거하기 위한 것으로, 구리와 무수황산나트륨의 혼합분말을 포함하는 것이 특징이고, 상기 시료 주입구(10) 하단에 위치할 수 있다. 즉, 구리를 이용하여 황을 제거하고 무수황산나트륨을 이용하여 수분을 제거하되, 상기 구리와 무수황산나트륨을 혼합하여 하나의 제1정제부를 구성함으로써, 시료가 본 발명에 따른 제1정제부를 통과하면, 그로부터 황과 수분을 동시에 제거할 수 있는 것이다.
여기서, 구리는 99%순도의 구리분말을 1mol/L 질산용액으로 세척하고, 다시 초순수와 아세톤으로 3회 세척하여 완전히 건조시킨 활성구리인 것이 바람직하다. 활성구리가 유기추출물 내에 존재하는 황과 접촉하면 황을 환원시켜 CuS 형태의 착화합물을 형성한다. 시료에 함유된 황을 제거하기 위해 사용하는 금속은 구리 이외에도 은(Ag), 수은(Hg), 수은아말감, 구리아말감(Cu/Hg) 등이 있으나, 구리가 다루기 쉽고, 가격이 저렴하고, 환경에 미치는 악영향이 적으며, 다른 금속들에 비해 인체에 미치는 독성이 적은 장점이 있다.
그리고, 상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위해서는 아래의 요건들이 가장 중요하다.
요건 1. 무수황산나트륨이 수분제거용 물질로서 적합해야 함(적합성).
요건 2. 정제컬럼키트를 통과하는 수 분(<3분) 동안 황과 수분이 제거되어야 함(신속성).
요건 3. 구리의 양은 추출액과 정제컬럼키트의 접촉면적은 최대화하고, 황을 충분히 제거할 수 있는 최소량이어야 함(경제성).
요건 4. 추출액과 무수황산 나트륨의 접촉면적은 최대화하고, 수분제거를 위한 무수황산 나트륨의 소모량은 최소이어야 함(경제성).
그 중에서, 위의 요건 1을 만족하기 위하여, 수분제거용 물질(Drying agent)은 다음의 요건을 만족하는 것이 가장 바람직하다.
1) 유기용매에 대해 화학적으로 안정해야 함.
2) 분석하고자하는 유기오염물질들과 화학적으로 반응하지 않아야 함.
3) 수분을 제거하는 능력이 우수하고 수분을 제거하는 속도가 빨라야 함.
4) 가격이 저렴해야 함.
유기오염물질 분석시 수분제거는 염화칼슘(CaCl2), 황산칼슘(CaSO4), 황산마그네슘(MgSO4), 무수황산나트륨(Na2SO4) 등을 사용할 수 있고, 이들의 특징은 하기 표 1에 나타낸 바와 같다.
[수분제거용 물질의 특성]
수분제거제 물분자 흡착능력a
n		 분자량
(g/mol)		 g당 제거하는 수분g 수분제거
속도		 가격b
(원)
염화칼슘 6 110.98 0.97 보통 87,000
황산칼슘 0.5 136.14 0.07 빠름 140,000
황산마그네슘 7 120.37 1.05 빠름 93,000
무수황산나트륨 10 142.04 1.27 느림 68,000
* a: 수분제거제 1개 분자가 결합하는 물분자의 수, n
* b: 시약등급(Reagent Grade), 500g용량, Sigma-Aldrich사 카다로그(2009-2010)참조
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 무수황산나트륨은 다른 수분제거제들에 비해 수분제거 속도는 느리지만 정제컬럼키트를 통과하는 수 분(<3분) 동안 충분히 수분이 제거되며, 수분에 대한 흡착능력이 좋고, 가격이 저렴하며, 화학적 안정성이 뛰어나기 때문에, 본 발명의 수분제거용 물질로 사용하기에 가장 적합하다.
본 발명에 따라 구리와 무수황산나트륨의 혼합물을 이용해서 황과 수분을 동시에 충분히 제거하기 위해서는, 상기 요건에서 설명한 바와 같이 시료가 접촉하는 시간과 혼합물의 면적 및 양이 중요한데, 후술하는 실험예에 기재된 바와 같이, 구리와 무수황산나트륨 혼합물(제1정제부(20))의 경로, 즉 컬럼의 길이 또는 유리관의 높이는 2.5~3.5cm 범위 내인 것이 바람직하며, 상기 구리와 무수황산나트륨의 분말은 구리와 무수황산나트륨이 1: 2~4 (가장 바람직하게는 1:3)의 중량비로 혼합된 것이 더욱 바람직하다는 것을 확인하였다.
상기 제2정제부(30)는 시료 안에 포함된 극성 유기물질을 제거하기 위한 것으로, 극성물질 흡착제를 포함하는 것이 특징이고, 상기 제1정제부(20) 하단에 위치할 수 있다. 여기서, 상기 극성물질 흡착제는 상기 시료에 포함된 극성물질을 흡착하는 것일 수 있고, 예를 들면 실리카겔, 알루미나 및 플로리실로 이루어진 군에서 적어도 하나 이상이 선택된 것이 가능하다.
상기 지지부(40)는 상기 제2정제부(30)가 아래로 빠지지 않도록 지지하는 기능을 가진다. 동시에, 상기 지지부(40)는 상기 제2정제부(30)를 통과해서 정제된 정제물을 그 아래로 관통시킬 수 있는 것이 바람직하다. 상기 지지부(40)는 특별히 제한되지 않고, 유리섬유를 포함하는 것일 수 있다.
상기 배출구(50)는 상기 지지부(40)를 통과한 정제물을 본 발명에 따른 장치 외부로 배출하기 위한 것이다. 상기 배출구(50)는 특별히 제한되지 않고, 개폐가 가능한 코크일 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 정제컬럼키트 상단에 시료 추출액을 통과시키면(2방울/초), 먼저 제1정제부(20)에 의해 황과 수분이 동시에 제거되고, 이어서 제2정제부(30)를 통하여 극성물질을 제거할 수 있다. 이러한 본 발명은 종래에 소요되는 수 단계의 정제 과정을 단일 과정으로 단축하여, 시료를 간편하게 정제하면서, 시료의 손실을 최소화하고, 시료의 오염을 방지하며, 시간적(<2시간), 경제적 절약(총 사용량: 노말헥산<200ml, 메틸렌클로라이드<100ml)을 도모할 수 있는 효과를 가지고 있다.
본 명세서에서는 시료 주입구(10) 하단에 제1정제부(20)가 구비되고, 상기 제1정제부 하단에 제2정제부(30)가 구비되는 것으로 설명하였지만, 상기 제1정제부(20)와 제2정제부(30)는 각각 정제하고자 하는 대상이 서로 다르기 때문에, 제1정제부(20)와 제2정제부(30)의 순서는 상관없이, 제1정제부(20) 위에 제2정제부(30)가 구비되는 것도 가능하다.
다만, 시료 안에 포함된 극성물질을 충분히 그리고 더욱 효과적으로 제거하기 위해서는, 먼저 시료 안에 포함된 수분(황을 포함)을 제거하는 것이 효율적이기 때문에, 본 발명에서는 상기 제1정제부 하단에 제2정제부(30)가 구비되는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해 될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예 1: 불순물 정제 장치의 제조
도 2에 나타난 바와 같이, 길이 230mm 및 직경 10mm를 가지는 유리관 하단에, 유리섬유를 높이 10mm 만큼 채우고, 그 위에는 극성물질 흡착제를 높이 100~200mm만큼 충진시켰으며, 상기 극성물질 흡착제 위에는 구리(2g)와 무수황산나트륨(6g)의 혼합분말을 약 30mm 높이 만큼 충전시켰다.
실험예 1: 무수황산나트륨의 양에 따른 황 제거 효과 실험
최소의 양으로 최대의 황 제거 효과를 가지는 무수황산나트륨의 양을 찾기 위하여, 상기 실시예 1에 따른 불순물 정제 장치에서, 활성구리를 2g으로 고정하고, 무수황산나트륨의 양을 하기 표 2의 4가지 조합으로 정제컬럼키트를 구성하였으며, 각각의 황 제거 성능을 GC-ECD크로마토그램 확인하였다.
[활성구리 2g과 혼합된 무수황산나트륨의 양]
무수황산나트륨 (g) 활성 구리
(g)		 정제 키트 높이 (cm)
(a) 0 2 1
(b) 3 2 2
(c) 6 2 3
(d) 9 2 4
그 결과는 도 4에 나타난 바와 같다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 무수황산나트륨의 양에 따른 황 제거효과를 비교한 GC-ECD크로마토그램 결과 그래프이고, 여기서 (a) 구리 2g, (b) 구리 2g + 무수황산나트륨 3g, (c) 구리 2g + 무수황산나트륨 6g, (d) 구리 2g + 무수황산나트륨 9g 의 경우를 나타낸다.
즉, 구리와 무수황산나트륨 혼합물의 충전 높이가 증가할수록 통과하는 추출액과 구리와 무수황산나트륨 혼합물의 접촉 면적이 증가된다. (a)와 (b)는 구리와 무수황산나트륨 혼합물의 높이가 각각 1cm, 2cm로 추출액과 구리와 무수황산나트륨 혼합물의 접촉 면적이 충분하지 못해서 황이 제거되지 못했음을 알 수 있다. 반면에 (c)와 (d)는 구리와 무수황산나트륨 혼합물의 높이가 각각 3cm, 4cm로 추출액과 구리와 무수황산나트륨 혼합물의 접촉 면적이 충분하여 황을 효과적으로 제거할 수 있었다. 이 실험결과를 통해 구리와 무수황산나트륨 혼합물의 경로, 즉 컬럼의 길이 또는 유리관의 높이는 2.0~4.0cm 범위 내인 것이 바람직하고, 2.5~3.5cm 범위 내인 것이 더욱 바람직하며, 3.0cm 인 것이 가장 바람직함을 알 수 있다. 또한, 구리와 무수황산나트륨 혼합물에 필요한 무수황산나트륨의 최소량은 6g임을 확인할 수 있다.
실험예 2: 활성구리의 양에 따른 황 제거 효과 실험
최소의 양으로 최대의 황 제거 효과를 가지는 활성구리의 양을 찾기 위하여, 상기 실시예 1에 따른 불순물 정제 장치에서, 무수황산 나트륨을 6g으로 고정하고, 활성구리의 양을 하기 표 3의 5가지 조합으로 정제컬럼키트를 구성하였으며, 각각의 황 제거 성능을 GC-ECD크로마토그램 확인하였다.
[무수황산나트륨 6g과 혼합된 활성구리의 양]
무수황산나트륨 (g) 활성 구리
(g)
(a) 6 0
(b) 6 0.5
(c) 6 1
(d) 6 2
(e) 6 3
그 결과는 도 5에 나타난 바와 같다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 활성구리의 양에 따른 황 제거효과를 비교한 GC-ECD크로마토그램 결과 그래프이다.
즉, (a)는 활성구리를 첨가하지 않아서 황이 전혀 제거되지 않은 크로마토그램으로, 황에 의해 크로마토그램의 바탕선 들뜸 현상이 확인되었다. 그리고, (b), (c)는 활성구리의 양을 각각 0.5g, 1g씩 첨가하였지만 충분히 황이 제거되지 않아 크로마토그램의 바탕선이 안정화 되지 않음을 알 수 있다. 반면에 (d)와 (e)는 활성구리의 양을 각각 2g, 3g으로, 충분히 황이 제거되어 크로마토그램의 바탕선이 안정되었다. 이 실험결과를 통해 구리와 무수황산나트륨 혼합물에 필요한 활성구리의 최소량은 2g임을 확인할 수 있다.
실험예 3: 황 제거 효과 비교 실험
환경시료에서 추출된 유기추출물질들을 2ml로 농축하여, 상기 실시예 1에 따른 불순물 정제 장치 상단으로 옮긴 후, 노말헥산 80ml(분획 I), 노말헥산:메틸렌틀로라이드 8:2(v/v) 100ml(분획 II), 노말헥산:메틸렌클로라이드 5:5(v/v) 60ml(분획 III)를 순차적으로 상기 정제 장치에 통과시키었다(2방울/초).
여기서, 상기 분획 I, 분획 II, 분획 III에 기술한 용매조합을 이용하는 이유는 추출물에 존재하는 분석대상 화합물들이 다양한 극성을 갖고 있기 때문에, 이들을 충분히 회수(70~120%)하기 위한 것이다.
이와 같이, 정제 장치의 유리컬럼을 통해 정제가 끝난 추출물들은 다시 회수하여 2ml로 농축시키고 GC 바이알에 옮긴 후 GC로 측정하였다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 황을 함유한 해양환경시료의 (a) GC-ECD 크로마토그램, (b) 종래의 방법으로 황을 제거한 후의 GC-ECD 크로마토그램, 및 (c) 본 발명에 따른 정제컬럼키트를 이용하여 황을 제거한 후의 GC-ECD 크로마토그램 결과 그래프이다.
즉, 활성구리로 황을 제거하지 않은 시료의 크로마토그램(a)은 바탕선의 들뜸현상으로 인해 성분들의 정확한 해독이 어렵다. 이와 비교하여, 종래의 방법을 이용한 황 제거 결과(b)와 본 발명의 정제컬럼키트를 이용한 황제거 결과(c)에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 정제 컬럼 키트 1개만을 사용하더라도, 단시간에 충분히 황을 제거할 수 있음을 확인할 수 있다.
한편, 상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 기술적 특징이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이다.
본 발명은 시료에 존재하는 유기오염물질을 분석하기 위한 전처리 과정에서 황, 극성물질, 수분을 제거하기위해 소요되는 수 단계의 정제 과정을 단일 과정으로 단축하여 이들을 간편하게 정제할 수 있는 컬럼 정제 키트를 제공할 수 있다.
1 : 정제 장치 10 : 주입구
20 : 제1정제부 30 : 제2정제부
40 : 지지부 50 : 배출구

Claims (8)

  1. 시료 주입구;
    구리와 무수황산나트륨의 분말을 포함하고, 상기 시료 주입구 하단에 위치하는 제1정제부;
    극성물질 흡착제를 포함하고, 상기 제1정제부 하단에 위치하는 제2정제부;
    상기 제2정제부를 지지하는 지지부; 및
    상기 지지부를 통과한 정제물이 배출되는 배출구;를 포함하고,
    상기 구리와 무수황산나트륨의 분말은 구리와 무수황산나트륨이 1: 2~4 의 중량비로 혼합된 것이며,
    상기 제1정제부는 2.5~3.5cm 범위 내의 경로를 가지는 것을 특징으로 하는 실린더형 관으로 이루어진 불순물 정제 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 극성물질 흡착제는 상기 시료에 포함된 극성물질을 흡착하는 것을 특징으로 하는 불순물 정제 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 극성물질 흡착제는 실리카겔, 알루미나 및 플로리실로 이루어진 군에서 적어도 하나 이상이 선택된 것임을 특징으로 하는 불순물 정제 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 지지부는 유리섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 불순물 정제 장치.
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KR101421077B1 (ko) * 2013-12-11 2014-07-22 대한민국 가속용매추출장치를 이용한 해양퇴적토내 유류오염물질 분석을 위한 원스텝 추출 및 정제방법
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KR102182099B1 (ko) * 2020-06-17 2020-11-23 대한민국 가스크로마토그래피 분석 시료의 정제용 컬럼 및 이를 이용한 가스크로마토그래피 분석 시료의 정제 방법
KR102538138B1 (ko) * 2022-06-24 2023-05-31 도동규 석탄 가스 분석 시스템

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003342010A (ja) 2002-05-24 2003-12-03 Nippon Sanso Corp ガス精製方法及び装置
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003342010A (ja) 2002-05-24 2003-12-03 Nippon Sanso Corp ガス精製方法及び装置
JP2005185883A (ja) 2003-12-24 2005-07-14 Kri Inc 精製装置
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