KR102069444B1 - 흡착 전극을 제조하는 방법 및 이를 통해 제조된 흡착 전극 - Google Patents

흡착 전극을 제조하는 방법 및 이를 통해 제조된 흡착 전극 Download PDF

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김선이
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Abstract

본 발명은 흡착 전극을 제조하는 방법 및 이를 통해 제조된 흡착 전극에 관한 것으로, 보다 상세하게는 환원된 그래핀 옥사이드를 생성하는 단계; 상기 환원된 그래핀 옥사이드와 이중층수산화물을 포함하는 복합체를 생성하는 단계; 및 상기 복합체를 포함하는 흡착 전극을 생성하는 단계; 를 포함하는 흡착 전극을 제조하는 방법 및 이를 통해 제조된 흡착 전극을 제공한다.

Description

흡착 전극을 제조하는 방법 및 이를 통해 제조된 흡착 전극{METHOD FOR MANUFACTURING ADSORPTION ELECTRODE AND ADSORPTION ELECTRODE THEREBY}
본 발명은 흡착 전극을 제조하는 방법 및 이를 통해 제조된 흡착 전극에 관한 것으로 보다 상세하게는 인 또는 5가 비소를 선택적으로 흡착할 수 있으며, 재생 성능이 우수한 흡착 전극을 제조하는 방법 및 이를 통해 제조된 흡착 전극에 관한 것이다.
인은 수중 농도가 지나치게 높아지면 녹조현상을 야기한다. 녹조현상은 수중 생태계를 교란시키는 매우 심각한 환경오염 현상이다. 수중 인의 농도를 높이는 주요 원인은 각종 생활 폐수 및 목축업 폐수에 있으며, 인간의 생활이 유지되는 이상 과량의 인 발생을 피할 수 없다. 인을 제거하기 위한 기존의 기술은 생물학적, 화학적인 제거 방법이며, 과량의 화학적 슬러지를 발생시킨다는 단점이 있다. 이에 반해, 흡착기술은 추가적인 화학적 슬러지 발생이 없는 친 환경적인 기술로 여겨지고 있다. 그러나 흡착제를 재생하는데 드는 비용이 큰 비중을 차지한다는 한계가 있으며, 재생 시 과량의 화학물질이 필요하기 때문에 여전히 환경오염 부산물을 발생시킨다는 점으로부터 자유롭지 못하다. 또한, 흡착은 기존의 인 처리 공정들에 비해 속도가 느리다는 단점이 있다.
이에 대한 해결 방법으로 환경문제를 야기하지 않으면서 인을 효율적으로 제거할 수 있는 기술의 개발이 요구되는 실정이다. 또한, 더욱 효과적인 흡착 기술을 확보하기 위해서는 인을 선택적으로 제거할 수 있어야 한다.
특허문헌 1: 대한민국등록특허 제1330570호 특허문헌 2: 대한민국공개특허 제2003-0036825호
상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 목적은 식수 등으로 사용되는 물에서 인 또는 5가 비소의 오염물을 효율적으로 제거하고, 사용된 흡착 전극을 신속하고 친환경적으로 재생할 수 있는 흡착 전극을 제조하는 방법 및 이를 통해 제조된 흡착 전극을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 목적은 물속에 미량으로 녹아 있는 인 또는 5가 비소를 흡착하고, 선택도를 바탕으로 높은 흡착 효율을 지닌 흡착 전극을 제조하는 방법 및 이를 통해 제조된 흡착 전극을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 환원된 그래핀 옥사이드를 생성하는 단계; 상기 환원된 그래핀 옥사이드와 이중층수산화물을 포함하는 복합체를 생성하는 단계; 및 상기 복합체를 포함하는 흡착 전극을 생성하는 단계; 를 포함하는 흡착 전극을 제조하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 흡착 전극을 생성하는 단계에서는 상기 복합체, 도전체 및 바인더를 혼합하여 상기 흡착 전극을 생성할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 흡착 전극을 생성하는 단계에서 상기 복합체, 도전체 및 바인더는 10:1:1 내지 5:1:1 비율로 혼합될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 환원된 그래핀 옥사이드를 생성하는 단계에서는 그래핀 옥사이드 용액에 환원제를 첨가하여 상기 그래핀 옥사이드를 환원시키고, 상기 환원제는 히드라진 용액, 수소화 붕소 나트륨, 아스코르빅산, 요오드화 페닐 히드라진 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 복합체를 생성하는 단계에서, 상기 이중층수산화물은 2가 금속 및 3가 금속을 포함하고, 상기 2가 금속은 Zn2+, Mn2+, Ni2+, Co2+, Fe2+, Cu2+, Sn2+, Ba2+, Ca2+ 및 Mg2+으로 이루어진 그룹에서 하나 이상 선택되며, 상기 3가 금속은 Al3+, Cr3+, Fe3+, Co3+, Mn3+, Ni3+, Ce3+ 및 Ga3+으로 이루어진 그룹에서 하나 이상 선택될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 복합체를 생성하는 단계에서, 상기 2가 금속과 상기 3가 금속이 분산된 용액에 상기 환원된 그래핀 옥사이드를 첨가하고, 수열 합성하여 환원된 그래핀 옥사이드와 이중층수산화물의 복합체를 수득할 수 있다.
본 발명에 따른 흡착 전극을 제조하는 방법 및 이를 통해 제조된 흡착 전극은 식수 등으로 사용되는 물에서 인 또는 5가 비소의 오염물을 효율적으로 제거하고, 사용된 흡착 전극을 신속하고 친환경적으로 재생할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 물속에 미량으로 녹아 있는 인 또는 5가 비소를 흡착하고, 선택도를 바탕으로 높은 흡착 효율을 갖는 흡착 전극의 제조가 가능하다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 흡착 전극의 제조공정을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 흡착 전극의 제조공정 중 환원된 그래핀 옥사이드 생성 단계를 나타낸 예시도이다.
도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 흡착 전극의 제조공정 중 복합체 생성 단계를 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 흡착 전극의 복합체에 대한 XRD를 나타낸 것이다.
도 4는 일반적인 이중층수산화물(LDH)과 본 발명의 일실시예에 따른 복합체의 모습을 찍은 SEM 사진이다.
도 5는 일반적인 이중층수산화물과 본 발명의 일실시예에 따른 복합체의 모습을 찍은 TEM 사진이다.
도 6은 일반적인 이중층수산화물의 구조를 나타낸 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 흡착 전극을 이용한 수처리 과정을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 흡착 전극을 이용한 흡착 과정을 나타낸 예시도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 흡착 전극의 표면에서 발생하는 리간드 교환을 나타낸 예시도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 흡착 전극의 이중층수산화물의 사이에서 발생되는 이온 교환을 나타낸 예시도이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 흡착 전극을 이용한 인이온 및 염소 이온의 제거율을 나타낸 그래프이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 흡착 전극을 이용한 흡착 과정 중 전극의 전위 변화를 나타낸 그래프이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 흡착 전극을 이용한 재생 과정을 나타낸 예시도이다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 흡착 전극을 이용한 재생 과정 중 전극의 전위 변화를 나타낸 그래프이다.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 흡착 전극을 이용한 흡착 과정 및 재생 과정의 사이클에 따른 성능 변화를 나타낸 그래프이다.
도 16은 재생 용액 변화에 따른 본 발명의 일실시예에 따른 흡착 전극의 재생 성능을 비교한 그래프이다.
이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 흡착 전극의 제조공정을 개략적으로 나타낸 흐름도이고, 도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 흡착 전극의 제조공정 중 환원된 그래핀 옥사이드 생성 단계를 나타낸 예시도이고, 도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 흡착 전극의 제조공정 중 복합체 생성 단계를 나타낸 예시도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 흡착 전극의 복합체에 대한 XRD를 나타낸 것이고, 도 4는 일반적인 이중층수산화물(LDH)과 본 발명의 일실시예에 따른 복합체의 모습을 찍은 SEM 사진이고, 도 5는 일반적인 이중층수산화물과 본 발명의 일실시예에 따른 복합체의 모습을 찍은 TEM 사진이고, 도 6은 일반적인 이중층수산화물의 구조를 나타낸 예시도이다.
본 발명에 따른 흡착 전극 제조공정은 환원된 그래핀 옥사이드(reduced Graphene Oxide, rGO)와 이중층수산화물(Layered Double Hydrox, LDH)이 복합화된 복합체를 포함하는 흡착 전극을 제조하는 것으로, 도 1을 참조하면, 환원된 그래핀 옥사이드 생성 단계(S10), 복합체 생성 단계(S20) 및 흡착 전극 생성 단계(S30)를 포함한다.
한편, 본 발명에 따른 흡착 전극 제조공정으로 제조된 흡착 전극은 식수 등으로 사용되는 물에서 인의 오염물을 효율적으로 제거하고, 사용된 흡착 전극을 신속하고 친환경적으로 재생할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 흡착 전극 제조공정으로 제조된 흡착 전극은 인과 화학적 특성이 매우 유사한 5가 비소의 오염물을 효율적으로 제거할 수 있다.
여기서, 3가 비소로 존재하는 오염물은 전처리 과정을 통해 5가 비소로 전환시킨 후, 본 발명에 따른 흡착 전극을 통해 제거되는 것이 바람직하다.
여기서, 3가 비소를 5가 비소로 산화시켜, 전환하는 방법으로는 화학적 방법과 전기적 방법이 있으나, 본 발명에서 이를 구체적으로 한정하지는 않는다.
도 2a를 참조하면, 환원된 그래핀 옥사이드 생성 단계(S10)에서는 그래핀 옥사이드 용액(Graphene oxide solution)에 환원제를 첨가하여, 환원된 그래핀 옥사이드(rGO)를 생성한다.
여기서, 그래핀 옥사이드는 단일층 그래핀 상에 카르복실기, 히드록시기, 또는 에폭시기 등의 산소를 함유하는 작용기가 결합된 구조를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
또한, 환원된 그래핀 옥사이드 환원 과정을 거쳐 산소 비율이 줄어든 그래핀 산화물을 의미할 수 있다.
환원제는 히드라진 용액, 수소화 붕소 나트륨, 아스코르빅산, 요오드화 페닐 히드라진 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 환원제로 L-아스코르빅산(L-ascorbic acid)을 선택하여 실험하였다.
도 2b를 참조하면, 복합체 생성 단계(S20)에서는 2가 금속과 3가 금속이 분산된 용액에 전 단계(S10)에서 생성된 환원된 그래핀 옥사이드를 첨가하고, 이를 수열 합성(Hydrothermal)하여 환원된 그래핀 옥사이드와 이중층수산화물의 복합체를 수득할 수 있다.
여기서, 2가 금속은 Zn2+, Mn2+, Ni2+, Co2+, Fe2+, Cu2+, Sn2+, Ba2+, Ca2+ 및 Mg2+으로 이루어진 그룹에서 하나 이상 선택될 수 있으며, 3가 금속은 Al3+, Cr3+, Fe3+, Co3+, Mn3+, Ni3+, Ce3+ 및 Ga3+으로 이루어진 그룹에서 하나 이상으로 선택될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 2가 금속으로 Zn2+을 선택하고, 3가 금속으로 Al3+을 선택하여 실험하였다.
여기서, 2가 금속과 3가 금속은 1:1 비율로 용액 내에 분산될 수 있다.
복합체 생성 단계(S20)에서 수득된 복합체는 도 3을 참조하면, 일반적인 이중층수산화물(LDH)과 본 발명의 방법으로 제조한 복합체(LDH/rGO)는 XRD 패턴이 매우 유사함을 확인할 수 있어, 복합체가 이중층수산화물의 구조적 특징을 갖도록 합성되었음을 확인할 수 있다.
또한, 도 4 및 도 5를 참조하면, 복합체는 이중층수산화물의 외면에 환원된 그래핀 옥사이드(rGO)가 정밀하게 합성되었음을 확인할 수 있다.
도 6을 참조하면, 일반적인 이중층수산화물(LDH)은 2가 금속(예를 들어, 아연)과 3가 금속(예를 들어, 알루미늄)의 이중층 수산화물 구조로 이루어진 하이드로탈사이트와 유사한 구조를 가질 수 있다.
이중층수산화물은 층 내의 3가 금속 이온의 존재 때문에 층 자체가 양전하로 하전되어 있어, 층 사이에 다양한 음이온을 도입시킬 수 있다.
다만, 이러한 이중층수산화물은 무기질로 구성됨으로써, 도전체로 사용하기엔 무리가 있다.
이후, 흡착 전극 수득 단계(S30)에서는 전 단계(S20)에서 생성된 환원된 그래핀 옥사이드와 이중층수산화물의 복합체를 도전체와 바인더와 혼합하여, 시트 타입의 전극을 생성할 수 있다.
도전체는 카본 블랙(carbon black)을 포함할 수 있다.
여기서, 복합체, 도전체 및 바인더는 10:1:1 내지 5:1:1 비율로 혼합될 수 있다. 한편, 바람직하게는 복합체, 도전체 및 바인더는 8:1:1 비율로 혼합될 수 있다.
이하, 도 2a 및 도 2b를 참조하여, 본 발명의 실시예에 대하여 자세히 설명한다.
실시예 1
그래핀 옥사이드가 5mg/L로 용해된 용액을 준비하고, 한원제로 L-아스코르빅산(L-ascorbic acid) 30g/L로 준비하여, 그래핀 옥사이드 용액에 L-아스코르빅산을 넣어 90℃에서 반응시킴으로써, 환원된 그래핀 옥사이드(rGO)를 수득한다(S10).
이후, 이렇게 수득된 rGO를 아연과 알루미늄이 1:1로 혼합되며, 0.5mg/ml 농도로 분산된 용액 250ml에 용해한다.
여기서, 아연은 Zn(NO3)26H2O 분말 0.744g으로 준비되고, 알루미늄은 Al(NO3)3·9H2O 분말 0.479g으로 준비한다. 또한, 첨가제로 요소를 0. 526g을 준비할 수 있다.
이후, rGO가 첨가된 용액을 95℃에서 24시간 수열 합성하여, 이중층수산화물과 환원된 그래핀 옥사이드의 복합체(LDH/rGO)를 수득한다.
이하에서는 도 7 내지 도 16을 참조하여, 실시예 1로 제조된 흡착 전극을 이용한 수처리 과정을 설명한다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 흡착 전극을 이용한 수처리 과정을 개략적으로 나타낸 흐름도이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 흡착 전극을 이용한 흡착 과정을 나타낸 예시도이고, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 흡착 전극의 표면에서 발생하는 리간드 교환을 나타낸 예시도이고, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 흡착 전극의 이중층수산화물의 사이에서 발생하는 이온 교환을 나타낸 예시도이고, 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 흡착 전극을 이용한 인이온 및 염소 이온의 제거율을 나타낸 그래프이고, 도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 흡착 전극을 이용한 흡착 과정 중 전극의 전위 변화를 나타낸 그래프이고, 도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 흡착 전극을 이용한 재생 과정을 나타낸 예시도이고, 도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 흡착 전극을 이용한 재생 과정 중 전극의 전위 변화를 나타낸 그래프이고, 도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 흡착 전극을 이용한 흡착 과정 및 재생 과정의 사이클에 따른 성능 변화를 나타낸 그래프이고, 도 16은 재생 용액 변화에 따른 본 발명의 일실시예에 따른 흡착 전극의 재생 성능을 비교한 그래프이다.
본 발명의 일실시예에 따른 흡착 전극을 이용한 수처리 과정은 흡착 단계(S100)와 재생 단계(S200)를 포함한다.
흡착 단계(S100)에서는 Semi batch process를 이용하였으며, 중성(pH~7)의 염소(Cl) 음이온과 인산염(Phosphate) 혼합 용액을 대상으로 기술을 적용하였다. 전류 밀도는 0.6mA/cm2 를 사용하였으며, 양이온 제거를 위한 전극으로는 Prussian Blue Analogue를, 음이온 제거를 위한 전극으로는 본 발명에 의해 제조된 흡착 전극(LDH/rGO)을 사용했다.
여기서, 양이온 제거를 위한 전극은 본 발명에 영향을 끼치지 않으므로, 당업자가 용이하게 치환 가능함은 물론이다.
도 8을 참조하면, 흡착 전극 측에 + 전압을 인가하면, 폐수 속의 음이온이 흡착 전극 측으로 이끌리게 되며, 이후, 흡착 전극 측에 인접한 음이온은 흡착 전극의 이중층수산화물에 흡착될 수 있다.
여기서, 이중층수산화물은 복수의 판상 구조와 판상 구조 간의 사이 공간을 가지게 된다.
이를 통해, 도 9에 도시된 바와 같이 음이온은 판상 구조 표면에서 리간드 교환(Ligand exchange)을 통해 인이온 또는 5가 비소 이온이 선택적으로 흡착될 수 있으며, 또한, 도 10에 도시된 바와 같이 판상 구조 사이의 공간에서 삽입되어 이온 교환 방식을 통해 인 이온 또는 5가 비소가 선택적으로 흡착될 수 있다.
여기서, 인과 비소의 전기 음성도는 매우 유사(2.18, 2.19) 하기 때문에, 본 본 발명에 따른 흡착 전극에서는 리간드 교환 반응에서 P-O-M 만큼 As-O-M의 결합을 선호하여, 특정 이온에 대한 흡착 선택성을 야기할 수 있다.
즉, 본 발명에 의해 제조된 흡착 전극은 인이온 또는 5가 비소 이온에 대한 흡착 선택성이 우수하다.
예컨대, 도 11에 도시된 바와 같이, 처리를 요하는 폐수에 인과 염소가 다양한 농도 비율로 존재하는 경우에도, 본 발명에 의해 제조된 흡착 전극은 염소에 대한 이온 선택 계수 보다 인에 대한 이온 선택 계수가 낮음을 확인할 수 있다.
특히, 본 발명에 의해 제조된 흡착 전극은 인에 대한 이온 선택 계수는 3 내지 7로 연산될 수 있으며, 염소 이온의 농도가 인 이온의 농도에 비해 20배 정도로 높은 경우에도, 본 발명에 의해 제조된 흡착 전극은 인 이온에 대해 대략 7배의 제거 성능을 구현할 수 있음을 확인할 수 있다.
즉, 본 발명에 의해 제조된 흡착 전극은 인이온, 인산 이온에 대한 선택도가 높음을 확인할 수 있다.
여기서, 이온 선택 계수는 다음의 [수학식 1]로 정의될 수 있다.
Figure 112018087902683-pat00001
한편, 흡착 단계(S100)에서 발생하는 시간당 전압 변화는 도 12와 같으며, 공정 변수로 본 발명에 의해 제조된 흡착 전극에 걸리는 전압이 최대 0.8V를 넘지 않도록 하여 물이 분해되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.
이후, 재생 단계(S200)에서는 Semi batch process를 이용하였으며, 전류 밀도는 0.6mA/cm2를 사용했고, 나머지 전기화학 System의 구성은 재생 단계(S200)와 동일하게 구성하였다.
재생 단계(S200)에서 도 13을 참조하면, 흡착 전극 측에 - 전압을 인가하면, 흡착 전극의 이중층수산화물에 흡착된 음이온은 재생 용액으로 탈착되며, 흡착 전극은 재생될 수 있다.
이후, (NH4)6Mo7O24 용액에 음이온 교환수지를 4시간 정도 담가두면, 용액 속의 Mo7O24 6- 이온이 음이온 교환수지 안으로 들어갈 수 있다.
여기서, 기존에 사용하던 흡착제(LDH)를 재생 용액(NaOH)을 이용하여 비 전기-화학적(Non-electrochemical) 방법으로 재생시키는 데는 최소 6시간, 최대 하루가 소요되며, 이 과정에서 100~1000mM의 NaOH가 소모되는 문제가 있다.
한편, 본 발명에 의해 제조된 흡착 전극을 이용한 전기적 방법을 통해서는 NaOH를 10mM만 사용해도 40분 만에 전극의 재생이 완료되어 기존의 방법에 비하여 보다 효과적이고, 신속한 처리가 완료될 수 있다. 또한, 이로 인해 소모되는 NaOH의 양을 줄임으로써 경제적이며, 환경 문제의 해결에도 도움을 줄 수 있다.
한편, 재생 단계(S200)에서 발생하는 시간당 전압 변화는 도 14와 같으며, 공정 변수로 본 발명에 의해 제조된 흡착 전극에 걸리는 전압이 최대 -0.9V를 넘지 않도록 하여 물이 분해되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.
또한, 도 15를 참조하면, 본 발명에 의해 제조된 흡착 전극은 흡착/재생 단계를 1 사이클로 반복한 각 사이클에서도 음이온의 제거 성능이 유사 성능으로 유지되며, 이에 따라 흡착 전극의 신뢰성이 확복됨을 확인할 수 있다.
또한, 도 16을 참조하면, 본 발명에 의해 제조된 흡착 전극은 재생 용액이 변화하여도, 인이온 제거에 대한 선택도가 높으며, 음이온 제거 성능이 유지됨을 확인할 수 있다. 즉, 더욱 친환경적인 재생 용액을 사용할 수 있어 친환경적이며, 경제적인 효과를 야기할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 명백할 것이다.

Claims (12)

  1. 환원된 그래핀 옥사이드와 이중층수산화물을 포함하는 복합체를 생성하는 단계; 및
    상기 복합체를 포함하는 흡착 전극을 생성하는 단계; 를 포함하고,
    생성된 흡착 전극은 제 1 이온에 대한 이온 선택 계수가 상기 제 1 이온과 이종인 제 2 이온에 대한 이온 선택 계수에 비해 크고,
    상기 제 1 이온은 인(P) 이온과 5가 비소(As+5) 이온을 포함하고,
    상기 제 2 이온의 농도가 상기 제 1 이온의 농도 대비 5배 내지 20배인 경우,
    상기 제 1 이온에 대한 상기 흡착 전극의 흡착 성능은 상기 제 2 이온에 대한 상기 흡착 전극의 흡착 성능 대비 3배 내지 7배인 흡착 전극을 제조하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 흡착 전극을 생성하는 단계에서는
    상기 복합체, 도전체 및 바인더를 혼합하여 상기 흡착 전극을 생성하는 흡착 전극을 제조하는 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 흡착 전극을 생성하는 단계에서
    상기 복합체, 도전체 및 바인더는 10:1:1 내지 5:1:1 비율로 혼합되는 흡착 전극을 제조하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 복합체를 생성하는 단계는
    그래핀 옥사이드 용액에 환원제를 첨가하여 상기 그래핀 옥사이드를 환원시키는 단계, 를 포함하고,
    상기 환원제는 히드라진 용액, 수소화 붕소 나트륨, 아스코르빅산, 요오드화 페닐 히드라진 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 흡착 전극을 제조하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 복합체를 생성하는 단계에서,
    상기 이중층수산화물은 2가 금속 및 3가 금속을 포함하고,
    상기 2가 금속은 Zn2+, Mn2+, Ni2+, Co2+, Fe2+, Cu2+, Sn2+, Ba2+, Ca2+ 및 Mg2+으로 이루어진 그룹에서 하나 이상 선택되며, 상기 3가 금속은 Al3+, Cr3+, Fe3+, Co3+, Mn3+, Ni3+, Ce3+ 및 Ga3+으로 이루어진 그룹에서 하나 이상 선택되는 흡착 전극을 제조하는 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 복합체를 생성하는 단계에서,
    상기 2가 금속과 상기 3가 금속이 분산된 용액에 상기 환원된 그래핀 옥사이드를 첨가하고,
    수열 합성하여 환원된 그래핀 옥사이드와 이중층수산화물의 복합체를 수득하는 흡착 전극을 제조하는 방법.
  7. 환원된 그래핀 옥사이드와 이중층수산화물로 구성된 복합체를 포함하고,
    제 1 이온에 대한 이온 선택 계수가 상기 제 1 이온과 이종인 제 2 이온에 대한 이온 선택 계수에 비해 크고,
    상기 제 1 이온은 인(P) 이온과 5가 비소(As+5) 이온을 포함하고,
    상기 제 2 이온의 농도가 상기 제 1 이온의 농도 대비 5배 내지 20배인 경우,
    상기 제 1 이온에 대한 흡착 전극의 흡착 성능은 상기 제 2 이온에 대한 상기 흡착 전극의 흡착 성능 대비 3배 내지 7배인 흡착 전극.
  8. 제 7항에 있어서,
    도전체 및 바인더를 더 포함하고,
    상기 복합체, 도전체 및 바인더는 10:1:1 내지 5:1:1 비율로 혼합된 흡착 전극.
  9. 삭제
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 제 2 이온은 염소(Cl) 이온을 포함하는 흡착 전극.
  11. 삭제
  12. 제 7항에 있어서,
    상기 이중층수산화물은 2가 금속 및 3가 금속을 포함하고,
    상기 2가 금속은 Zn2+, Mn2+, Ni2+, Co2+, Fe2+, Cu2+, Sn2+, Ba2+, Ca2+ 및 Mg2+으로 이루어진 그룹에서 하나 이상 선택되며, 상기 3가 금속은 Al3+, Cr3+, Fe3+, Co3+, Mn3+, Ni3+, Ce3+ 및 Ga3+으로 이루어진 그룹에서 하나 이상 선택되는 흡착 전극.
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