KR101865208B1 - 비소 흡착용 표면 개질 활성탄 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 활성탄; 및 상기 활성탄 표면에 첨착된 Fe(Ⅱ) 화합물 및 Mn 화합물을 포함하는 비소 흡착용 표면 개질 활성탄 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

비소 흡착용 표면 개질 활성탄 및 이의 제조방법{ACTIVATED CARBON FOR ADSORPTION OF ARSENIC AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 비소 흡착용 표면 개질 활성탄 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
비소는 전 세계적으로 생명체에 심각한 환경문제를 야기한다. 비소 오염은 비소함유 광물의 풍화작용으로 인한 지하 및 지표수로의 용출에 의한 자연적인 오염과 광산 활동, 폐기물의 부적절한 처리, 농약 및 석탄재로 인한 오염 등 인간 활동에 의한 인위적인 오염이 존재한다. 비소 함유 광물은 세계적으로 다양하게 분포하고 있다. 대표적으로 방글라데시를 비롯한 동남아시아에는 비소 함유 광물로 인한 지하수 오염이 심각한 상황이다. 우리나라에서도 광산폐기물의 용출로 야기된 비소 오염이 환경적인 문제로 대두되고 있다.
이러한 비소를 제거하기 위하여 현재까지 다양한 방법이 개발되었다. 비소를 처리하기 위한 대표적인 방법으로는 산화, 침전, 응집, 흡착, 여과, 전기투석법 등이 존재한다. 이중 흡착을 이용한 비소의 처리방법은 비소의 제거 속도가 빠르고 오염물질을 강하게 흡착하여 안정한 화합물을 만드는 장점이 있다. 흡착방법을 이용하는 대표적인 기술로 철코팅사를 이용한 비소제거가 있다. 그러나 철 코팅사는 지지체인 모래의 작은 표면적으로 인하여 비소의 흡착량이 낮은 단점이 있으며 이를 해결하기 위한 방법으로 모래를 대체한 레진, 슬래그, 시멘트, 제올라이트, 활성탄 등 다양한 지지체를 이용하고 있다.
한편, 비소는 다양한 화학종으로 존재하는데 3가 비소(As(Ⅲ); arsenite)와 5가 비소(As(Ⅴ); arsenate)가 주로 존재한다. 철 코팅사를 비롯한 흡착제의 대부분은 5가 비소에 대한 흡착력은 높으나 3가 비소에 대한 흡착력은 낮기 때문에 3가 비소를 처리하기 위하여 산화제를 투입하여 3가 비소를 5가 비소로 먼저 산화시킨 후 5가 비소를 흡착제를 통하여 제거하는 방법이 이용되고 있는 실정이다.
본 발명은 활성탄; 및 상기 활성탄 표면에 첨착된 Fe(Ⅱ) 화합물 및 Mn 화합물을 포함하는 비소 흡착용 표면 개질 활성탄 등을 제공하고자 한다.
그러나, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 활성탄; 및 상기 활성탄 표면에 첨착된 Fe(Ⅱ) 화합물 및 Mn 화합물을 포함하는 비소 흡착용 표면 개질 활성탄을 제공한다.
상기 활성탄의 비표면적은 650㎡/g 내지 1150㎡/g일 수 있다.
상기 Fe(Ⅱ) 화합물 및 상기 Mn 화합물의 몰비는 2.5:1 내지 5:1일 수 있다.
상기 Fe(Ⅱ) 화합물은 FeC12이고, 상기 Mn 화합물은 KMnO4일 수 있다.
상기 표면 개질 활성탄은 As(Ⅲ)를 흡착하기 전에 먼저 산화시키기 위한 것일 수 있다.
상기 As(Ⅲ)의 산화시, 상기 Fe(Ⅱ) 화합물 및 Mn 화합물은 산화환원 반응에 의해 2상(2-phase)을 형성할 수 있다.
상기 표면 개질 활성탄의 As(Ⅲ) 또는 As(Ⅴ) 최대 흡착농도가 10mg/g 이상일 수 있다.
상기 표면 개질 활성탄의 입경은 100㎛ 내지 1mm일 수 있다.
본 발명의 일 구현예로, (a) 활성탄을 준비하는 단계; (b) 상기 준비된 활성탄 표면에 Fe(Ⅱ) 화합물 및 Mn 화합물 용액을 첨착시키는 단계; 및 (c) pH 7 내지 pH 8로 조절하는 단계를 포함하는 비소 흡착용 표면 개질 활성탄의 제조방법을 제공한다.
상기 (a) 단계의 활성탄은 산으로 세척된 것일 수 있다.
상기 (b) 단계의 Fe(Ⅱ) 화합물 및 Mn 화합물 용액에서 상기 Fe(Ⅱ) 화합물의 몰농도는 0.125M 내지 0.5M이고, 상기 Mn 화합물의 몰농도는 0.05M 내지 0.1M일 수 있다.
본 발명에 따른 비소 흡착용 표면 개질 활성탄은 활성탄; 및 상기 활성탄 표면에 첨착된 Fe(Ⅱ) 화합물 및 Mn 화합물을 포함하는 것으로, As(Ⅲ)의 산화 시, 상기 Fe(Ⅱ) 화합물 및 Mn 화합물은 산화환원 반응에 의해 2상(2-phase)을 형성할 수 있어, As(Ⅴ) 흡착 뿐만 아니라, As(Ⅲ) 산화 및 흡착 역시 우수한 이점이 있어, 비소 오염을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 비소 흡착용 표면 개질 활성탄에서 활성탄은 높은 비표면적을 가지는바, Mn 화합물의 환원 반응에 의해 형성된 과도한 Mn(Ⅱ) 화합물을 흡착할 수 있어, Mn(Ⅱ) 화합물로 인한 2차적인 오염을 방지할 수 있다.
도 1(a) 및 도 1(b)는 실시예 1 및 비교예 1~2에서 제조한 비소 흡착용 표면 개질 활성탄의 As(Ⅲ) 및 As(Ⅴ) 최대 흡착농도를 각각 나타낸 그래프이다.
본 발명자들은 활성탄 표면에 Fe(Ⅱ) 화합물 및 Mn 화합물 용액을 첨착시켜 비소 흡착용 표면 개질 활성탄을 제조하고, As(Ⅴ) 흡착 뿐만 아니라, As(Ⅲ) 산화 및 흡착 역시 우수함을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.
비소 흡착용 표면 개질 활성탄
본 발명은 활성탄; 및 상기 활성탄 표면에 첨착된 Fe(Ⅱ) 화합물 및 Mn 화합물을 포함하는 비소 흡착용 표면 개질 활성탄을 제공한다.
본 명세서 내에서 "비소"라 함은 다양한 화학종으로 존재하는 비소를 모두 포함하는 개념으로, 3가 비소(As(Ⅲ); arsenite) 및 5가 비소(As(Ⅴ); arsenate)를 모두 포함한다.
먼저, 본 발명에 따른 비소 흡착용 표면 개질 활성탄은 활성탄을 포함한다. 상기 활성탄은 지지체로서, 예를 들어, 코어-쉘 구조인 경우, 코어층에 해당한다.
상기 활성탄은 Mn 화합물의 환원 반응에 의해 형성된 과도한 Mn(Ⅱ) 화합물을 흡착할 수 있다.
상기 활성탄은 목재, 갈탄, 무연탄, 야자껍질 등을 원료로 제조되는 미세 세공이 잘 발달된 무정형 탄소의 집합체로서, 활성화 과정에서 분자크기 정도의 미세세공이 잘 형성되어 큰 비표면적을 가질 수 있다.
구체적으로, 상기 활성탄은 입자 활성탄일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 활성탄의 비표면적은 활성탄을 산으로 처리함으로써 확대시킬 수 있는 것으로, 650㎡/g 내지 1150㎡/g인 것이 바람직하고, 950㎡/g 내지 1150㎡/g인 것이 더욱 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 상기 활성탄의 입경은 1.2mm 내지 1.6mm일 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 비소 흡착용 표면 개질 활성탄은 상기 활성탄 표면에 첨착된 Fe(Ⅱ) 화합물 및 Mn 화합물을 포함한다.
본 명세서 내에서 "첨착(添着)"이라 함은 어떤 물질에 대한 흡착률을 증대시키기 위하여 특정 물질을 미리 함유시킨 것을 의미한다.
상기 Fe(Ⅱ) 화합물 및 Mn 화합물은 첨착물로서, 예를 들어, 코어-쉘 구조인 경우, 쉘층에 해당한다. 본 발명에서 상기 활성탄 표면에 상기 Fe(Ⅱ) 화합물 및 Mn 화합물은 동시에 첨착되므로, 단일 쉘층으로 형성될 수 있다.
상기 Fe(Ⅱ) 화합물 및 상기 Mn 화합물은 서로 별개의 층을 이루지 않고, 상기 활성탄 표면에 동시에 첨착되는 것으로, 상기 Fe(Ⅱ) 화합물 및 상기 Mn 화합물의 몰비는 2.5:1 내지 5:1인 것이 바람직하고, 2.5:1 내지 3.5:1인 것이 더욱 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 이때, Fe(Ⅱ) 화합물 및 상기 Mn 화합물의 몰비가 너무 작은 경우에는, Fe(Ⅱ) 화합물의 부족으로 인하여 이의 산화 반응이 제대로 이루어지지 않아 비소 흡착이 제대로 이루어지지 않는 문제점이 있고, Fe(Ⅱ) 화합물 및 상기 Mn 화합물의 몰비가 너무 큰 경우에는, Mn 화합물의 부족으로 인하여 이의 환원 반응이 제대로 이루어지지 않아 As(Ⅲ)의 산화가 제대로 이루어지지 않는 문제점이 있다.
구체적으로, 상기 Fe(Ⅱ) 화합물은 2가 철을 포함하는 산화가능한 화합물로서, FeC12인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 상기 As(Ⅲ)의 산화시, 상기 Fe(Ⅱ) 화합물은 산화되어 상기 Fe(Ⅲ) 화합물을 형성할 수 있다. 한편, 상기 Fe(Ⅱ) 화합물 대신 Fe(OH)3, FeC13 등과 같은 Fe(Ⅲ) 화합물을 사용하게 되면, 이는 산화 전에 침전 반응으로 인하여 활성탄의 비표면적을 감소시키는 문제점이 있다. 또한, 상기 Fe(Ⅲ) 화합물이 상기 Mn 화합물의 1차 첨착 후에 2차 첨착되는 경우, 외부 쉘층에 Fe(Ⅲ) 화합물 존재로 인하여 내부 쉘층에 Mn 화합물이 제대로 환원되지 못하여 As(Ⅲ)의 산화가 제대로 이루어지지 않는 문제점이 있다.
또한, 상기 Mn 화합물은 3가 망간, 4가 망간 또는 7가 망간 등을 포함하는 환원가능한 화합물로서, 7가 망간, 즉, KMnO4인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 상기 As(Ⅲ)의 산화시, 상기 Mn 화합물은 환원될 수 있다.
상기 표면 개질 활성탄은 As(Ⅲ)를 흡착하기 전에 먼저 산화시키기 위한 것일 수 있고, 상기 As(Ⅲ)의 산화시, 상기 Fe(Ⅱ) 화합물 및 Mn 화합물은 산화환원 반응에 의해 2상(2-phase)을 형성하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.
예를 들어, As(Ⅲ)의 산화시, Fe(Ⅱ) 화합물은 산화되어 Fe(Ⅲ) 화합물을 형성할 수 있고, Mn(Ⅶ) 화합물은 환원되어 Mn(Ⅱ) 화합물을 형성함으로써, 2상(2-phase)을 형성할 수 있다.
상기 표면 개질 활성탄의 As(Ⅲ) 또는 As(Ⅴ) 최대 흡착농도가 10mg/g 이상일 수 있다.
또한, 상기 표면 개질 활성탄의 입경은 100㎛ 내지 1mm인 것이 바람직하고, 200㎛ 내지 500㎛인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 이때, 표면 개질 활성탄의 입경이 너무 작은 경우, 흡착탑에서 물의 흐름을 방해하는 문제점이 있고, 표면 개질 활성탄의 입경이 너무 큰 경우, 표면적이 작아 흡착능력이 저하되는 문제점이 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 비소 흡착용 표면 개질 활성탄은 활성탄; 및 상기 활성탄 표면에 첨착된 Fe(Ⅱ) 화합물 및 Mn 화합물을 포함하는 것으로, As(Ⅲ)의 산화 시, 상기 Fe(Ⅱ) 화합물 및 Mn 화합물은 산화환원 반응에 의해 2상(2-phase)을 형성할 수 있어, As(Ⅴ) 흡착 뿐만 아니라, As(Ⅲ) 산화 및 흡착 역시 우수한 이점이 있어, 비소 오염을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 비소 흡착용 표면 개질 활성탄에서 활성탄은 높은 비표면적을 가지는바, Mn 화합물의 환원 반응에 의해 형성된 과도한 Mn(Ⅱ) 화합물을 흡착할 수 있어, Mn(Ⅱ) 화합물로 인한 2차적인 오염을 방지할 수 있다.
비소 흡착용 표면 개질 활성탄의 제조방법
본 발명은 (a) 활성탄을 준비하는 단계; (b) 상기 준비된 활성탄 표면에 Fe(Ⅱ) 화합물 및 Mn 화합물 용액을 첨착시키는 단계; 및 (c) pH 7 내지 pH 8로 조절하는 단계를 포함하는 비소 흡착용 표면 개질 활성탄의 제조방법을 제공한다.
먼저, 본 발명에 따른 비소 흡착용 표면 개질 활성탄의 제조방법은 활성탄을 준비하는 단계[(a) 단계]를 포함한다.
상기 활성탄의 구체적인 내용에 대해서는 전술한 바와 같고, 상기 활성탄은 산으로 세척됨으로써, 비표면적을 최대화시킬 수 있는 이점이 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 비소 흡착용 표면 개질 활성탄의 제조방법은 상기 준비된 활성탄 표면에 Fe(Ⅱ) 화합물 및 Mn 화합물 용액을 첨착시키는 단계[(b) 단계]를 포함한다.
상기 Fe(Ⅱ) 화합물 및 Mn 화합물 용액에서 상기 Fe(Ⅱ) 화합물의 몰농도는 0.125M 내지 0.5M이고, 상기 Mn 화합물의 몰농도는 0.05M 내지 0.1M인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 이때, Fe(Ⅱ) 화합물의 몰농도가 0.125M 미만인 경우, 첨착되는 철산화물의 양이 적어 흡착능력이 저하되는 따른 문제점이 있고, Fe(Ⅱ) 화합물의 몰농도가 0.5M을 초과하는 경우, 활성탄 표면을 모두 덮어 Mn(Ⅱ)의 흡착저하로 인한 문제점이 있다. 또한, Mn 화합물의 몰농도가 0.05M 미만인 경우, As(Ⅲ) 산화효율의 저하에 따른 문제점이 있고, Mn 화합물의 몰농도가 0.1M을 초과하는 경우, 활성탄에서 Mn(Ⅱ) 흡착을 모두 하지 못하여 처리수로 Mn(Ⅱ)가 유출되는 문제점이 있다.
즉, 상기 Fe(Ⅱ) 화합물 및 상기 Mn 화합물의 몰비는 2.5:1 내지 5:1일 수 있다.
상기 Fe(Ⅱ) 화합물 및 상기 Mn 화합물의 구체적인 내용에 대해서는 전술한 바와 같다.
마지막으로, 본 발명에 따른 비소 흡착용 표면 개질 활성탄의 제조방법은 pH 7 내지 pH 8로 조절하는 단계[(c) 단계]를 포함한다.
상기와 같은 pH 조절 단계를 통해, 처리수의 pH에 영향을 주지 않는 흡착제를 제조할 수 있는 이점이 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 하기 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
[ 실시예 ]
실시예 1
입자 활성탄(Granular activated carbon; GAC)(비표면적 = 약 850㎡/g)에 질산을 첨가하였다. 이후, 증류수로 여분의 질산을 여러 번 세척하였고, 105℃에서 24시간 동안 건조하였다. 이후, 질산으로 세척된 입자 활성탄 50g 표면에, 0.225M의 FeC12 및 0.075M의 KMnO4을 포함하는 용액 500㎖를 동시에 첨착시켰다. 이후, 10M의 NaOH 용액을 이용하여 pH 7~8 사이로 pH를 조절하였고, 상온에서 1시간 동안 정치한 후, 체거름을 통해 약 210㎛ 이상의 직경을 가진 표면 개질 활성탄을 선별하였다. 이후, 증류수로 여러 번 세척하였고, 105℃에서 24시간 동안 건조하여 비소 흡착용 표면 개질 활성탄을 최종 제조하였다.
비교예 1
입자 활성탄(Granular activated carbon; GAC)(비표면적 = 약 850㎡/g)에 질산을 첨가하였다. 이후, 증류수로 여분의 질산을 여러 번 세척하였고, 105℃에서 24시간 동안 건조하였다. 이후, 질산으로 세척된 입자 활성탄 50g 표면에, 0.075M의 KMnO4을 포함하는 용액 500㎖를 1시간 동안 먼저 1차 첨착시킨 후, 0.225M의 FeC13를 포함하는 용액 500㎖를 2차 첨착시켰다. 이후, 10M의 NaOH 용액을 이용하여 pH 7~8 사이로 pH를 조절하였고, 상온에서 1시간 동안 정치한 후, 체거름을 통해 약 210㎛ 이상의 직경을 가진 표면 개질 활성탄을 선별하였다. 이후, 증류수로 여러 번 세척하였고, 105℃에서 24시간 동안 건조하여 비소 흡착용 표면 개질 활성탄을 최종 제조하였다.
비교예 2
입자 활성탄(Granular activated carbon; GAC)(비표면적 = 약 850㎡/g)에 질산을 첨가하였다. 이후, 증류수로 여분의 질산을 여러 번 세척하였고, 105℃에서 24시간 동안 건조하였다. 이후, 질산으로 세척된 입자 활성탄 50g 표면에, 0.225M의 FeC13 및 0.075M의 KMnO4을 포함하는 용액 500㎖를 동시에 첨착시켰다. 이후, 10M의 NaOH 용액을 이용하여 pH 7~8 사이로 pH를 조절하였고, 상온에서 1시간 동안 정치한 후, 체거름을 통해 약 210㎛ 이상의 직경을 가진 표면 개질 활성탄을 선별하였다. 이후, 증류수로 여러 번 세척하였고, 105℃에서 24시간 동안 건조하여 비소 흡착용 표면 개질 활성탄을 최종 제조하였다.
실험예
실시예 1 및 비교예 1~2에서 제조한 비소 흡착용 표면 개질 활성탄 0.1 g을 10~1000 mg/L의 농도의 As(Ⅲ) 또는 As(V)를 포함하는 수용액 25 mL와 혼합하여 150 rpm에서 교반하여 수용액 중에 As(Ⅲ) 또는 As(V)가 비소 흡착용 표면 개질 활성탄에 최대로 흡착되도록 하였다. 그 후, 종이 여과지를 이용하여 As(Ⅲ) 또는 As(V)가 흡착된 비소 흡착용 표면 개질 활성탄을 분리하였다.
비소 종류 비소 최대 흡착농도
(mg/g)
실시예 1 As(Ⅲ) 18.5
As(V) 15.9
비교예 1 As(Ⅲ) 4.3
As(V) 16.1
비교예 2 As(Ⅲ) 0.5
As(V) 16.0
상기 표 1 및 도 1(b)에서 보듯이, As(Ⅴ)의 경우, 실시예 1에서 제조한 비소 흡착용 표면 개질 활성탄은 비교예 1~2에서 제조한 비소 흡착용 표면 개질 활성탄과 동등한 수준의 비소 최대 흡착농도를 가지는 것으로 확인된다. 그러나, 상기 표 1 및 도 1(a)에서 보듯이, As(Ⅲ)의 경우, 실시예 1에서 제조한 비소 흡착용 표면 개질 활성탄은 비교예 1~2에서 제조한 비소 흡착용 표면 개질 활성탄에 비해, 월등히 우수한 수준의 비소 최대 흡착농도를 가지는 것으로 확인된다.
특히, 실시예 1에서 제조한 비소 흡착용 표면 개질 활성탄은 As(Ⅲ) 및 As(V) 모두 비소 최대 흡착농도가 10mg/g 이상, 바람직하게는 15mg/g 이상일 수 있다.
이는, 실시예 1에서 제조한 비소 흡착용 표면 개질 활성탄은 As(Ⅲ)의 산화 시, Mn 화합물은 환원되고 이에 따라 Fe(Ⅱ) 화합물은 산화되어, 단일 쉘층이 2상(2-phase)을 형성할 수 있기 때문이다. 반면, 비교예 1에서 제조한 비소 흡착용 표면 개질 활성탄은 As(Ⅲ)의 산화 시, 외부 쉘층에 Fe(Ⅲ) 화합물의 존재로 인하여 내부 쉘층에 Mn(Ⅶ) 화합물이 제대로 환원되지 못하는 문제점이 있고, 비교예 2에서 제조한 비소 흡착용 표면 개질 활성탄은 As(Ⅲ)의 산화 시, Mn(Ⅶ) 화합물은 환원되나 Fe(Ⅲ) 화합물은 산화 전에 침전 반응을 일으키는 문제점이 있다.
분리 전후 실시예 1 및 비교예 1에서 제조한 비소 흡착용 표면 개질 활성탄에서 Mn(Ⅶ) 화합물의 환원 정도를 알아보고자, 분리 전후 실시예 1 및 비교예 1에서 제조한 비소 흡착용 표면 개질 활성탄에서 Mn(Ⅱ), Mn(Ⅲ) 및 Mn(Ⅳ)의 분포 비율을 아래 [표 2]와 같이 측정하였다.
망간 종류 흡착 전
망간의 분포비율
(%)		 흡착 후
망간 분포비율
(%)
실시예 1 Mn(Ⅱ) 25.3 49.1
Mn(Ⅲ) 26.0 22.1
Mn(Ⅳ) 48.7 28.8
비교예 1 Mn(Ⅱ) 49.8 51.2
Mn(Ⅲ) 27.2 31.2
Mn(Ⅳ) 23.0 17.6
상기 표 2에서 보듯이, 실시예 1에서 제조한 비소 흡착용 표면 개질 활성탄은 분리 전후 Mn(Ⅱ) 함량 증가로부터, 분리 전후 Mn(Ⅶ) 화합물의 환원 정도가 상당히 큰 것으로 확인되나, 비교예 1에서 제조한 비소 흡착용 표면 개질 활성탄은 분리 전후 Mn(Ⅶ) 화합물의 환원 정도가 미미한 것으로 확인된다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (11)

  1. 활성탄 포함 코어층; 및
    상기 코어층 표면에 첨착된 Fe(Ⅱ) 화합물 및 Mn(Ⅶ) 화합물 포함 쉘층을 포함하고,
    As(Ⅲ)의 산화시, 상기 쉘층에 포함된 Mn(Ⅶ) 화합물은 Mn(Ⅱ) 화합물로 환원되고, 상기 코어층에 포함된 활성탄은 상기 환원된 Mn(Ⅱ) 화합물을 흡착하기 위한 것을 특징으로 하는
    As(Ⅲ)의 산화 및 흡착을 위한 코어-쉘 구조의 표면 개질 활성탄.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 활성탄의 비표면적은 650㎡/g 내지 1150㎡/g인
    표면 개질 활성탄.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 Fe(Ⅱ) 화합물 및 상기 Mn(Ⅶ) 화합물의 몰비는 2.5:1 내지 5:1인
    표면 개질 활성탄.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 Fe(Ⅱ) 화합물은 FeC12이고, 상기 Mn(Ⅶ) 화합물은 KMnO4인
    표면 개질 활성탄.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 표면 개질 활성탄은 As(Ⅲ)를 흡착하기 전에 먼저 산화시키기 위한 것인
    표면 개질 활성탄.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 As(Ⅲ)의 산화시, 상기 Fe(Ⅱ) 화합물 및 Mn(Ⅶ) 화합물은 산화환원 반응에 의해 2상(2-phase)을 형성하는
    표면 개질 활성탄.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 표면 개질 활성탄의 As(Ⅲ) 또는 As(Ⅴ) 최대 흡착농도가 10mg/g 이상인
    표면 개질 활성탄.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 표면 개질 활성탄의 입경은 100㎛ 내지 1mm인
    표면 개질 활성탄.
  9. (a) 활성탄 포함 코어층을 준비하는 단계;
    (b) 상기 준비된 코어층 표면에 Fe(Ⅱ) 화합물 및 Mn(Ⅶ) 화합물 용액을 첨착시켜 쉘층을 제조하는 단계; 및
    (c) pH 7 내지 pH 8로 조절하는 단계를 포함하고,
    As(Ⅲ)의 산화시, 상기 쉘층에 포함된 Mn(Ⅶ) 화합물은 Mn(Ⅱ) 화합물로 환원되고, 상기 코어층에 포함된 활성탄은 상기 환원된 Mn(Ⅱ) 화합물을 흡착하기 위한 것을 특징으로 하는
    As(Ⅲ)의 산화 및 흡착을 위한 코어-쉘 구조의 표면 개질 활성탄의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 (a) 단계의 활성탄은 산으로 세척된 것인
    표면 개질 활성탄의 제조방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 (b) 단계의 Fe(Ⅱ) 화합물 및 Mn(Ⅶ) 화합물 용액에서 상기 Fe(Ⅱ) 화합물의 몰농도는 0.125M 내지 0.5M이고, 상기 Mn(Ⅶ) 화합물의 몰농도는 0.05M 내지 0.1M인
    표면 개질 활성탄의 제조방법.
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