KR20230114913A - 전기응집을 이용한 수중 미세플라스틱 제거방법 및 철 산화물의 제조방법 - Google Patents

전기응집을 이용한 수중 미세플라스틱 제거방법 및 철 산화물의 제조방법 Download PDF

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최진섭
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인하대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 전기응집을 이용한 수중 미세플라스틱 제거방법 및 철 산화물의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따르면 철 전극을 이용하여 전기응집을 수행하여 수중 미세플라스틱을 응집시켜 자성 응집체를 제조함으로써 수중에 포함된 미세플라스틱을 효율적으로 제거할 수 있다.
또한, 상기 자성 응집체를 분리한 후 열처리 하여 철 산화물을 제조하여 상기 철 산화물을 리튬 이차전지 음극 소재로 사용함으로써, 수중 미세플라스틱을 응집한 자성 응집체를 폐기물로 버리는 것이 아니라 재활용한다는 점에서 환경 친화적인 이점이 있다.

Description

전기응집을 이용한 수중 미세플라스틱 제거방법 및 철 산화물의 제조방법{Method of removing microplastics in water using electrocoagulation and manufacturing method of iron oxide}
본 발명은 전기응집을 이용한 수중 미세플라스틱 제거방법 및 철 산화물의 제조방법에 관한 것이다.
최근 미세플라스틱과 관련하여 화장품 등의 품목에서의 미세플라스틱 사용이 금지되고, 먹는 물에서의 미세플라스틱 검출이 이슈화되고 있다. 하지만 아직까지 국내 미세플라스틱 관리방안과 처리기술은 부족한 실정이다. 생활하수, 세탁폐수에 포함된 미세플라스틱은 하수관을 통해 하수처리장으로 유입되고, 하수처리공정 내에서 90% 이상 저감이 가능하지만, 방류수 1 ton에 수십~수백 개의 미세플라스틱이 함유되어 하천으로 방류되고 있다. 또한, 강우유출수에 포함된 미세플라스틱은 적절한 처리 과정 없이 하천으로 유입되는 경우가 많다. 이에, 물속의 미세플라스틱 제거하기 위한 방법을 다양하게 연구하고 있다.
이러한 미세플라스틱을 정수 및 하수처리장으로부터 제거하기 위한 방법들은 대부분 필터링을 이용하거나, 활성탄과 같은 흡착물질을 이용하여 미세플라스틱을 흡착하는 것이 대부분이다.
그러나, 필터링을 이용하는 방법은 비용 효용성 측면과 상용화 측면에서 한계가 있고, 활성탄과 같은 흡착물질을 이용하는 방법은 미세플라스틱이 흡착된 흡착물질 또한 폐기물로서 폐기물을 처리해야하는 문제가 있다.
대한민국 공개특허 제10-2020-0095161호 (2020.08.10. 공개)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 전기응집을 통해 자성 응집체를 형성하여 수중에 존재하는 미세플라스틱 제거하고, 상기 자성 응집체를 이용하여 철 산화물을 제조하는 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 미세플라스틱을 포함하는 수용액에 철 전극을 이용하여 1 내지 20 mA/cm2의 전류를 인가하여 전기응집을 통해 자성 응집체를 형성하는 단계를 포함하는 수중 미세플라스틱 제거방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 서술한 수중 미세플라스틱 제거방법에서 제조된 자성 응집체를 500 내지 800℃의 온도에서 1 내지 5시간 동안 열처리 하여 철 산화물을 제조하는 단계를 포함하는 철 산화물의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 서술한 철 산화물의 제조방법에 의해 제조된 철 산화물을 포함하는 리튬 이차전지 음극 활물질을 제공한다.
본 발명에 따르면 철 전극을 이용하여 전기응집을 통해 수중 미세플라스틱을 응집시켜 자성 응집체를 제조함으로써 수중에 포함된 미세플라스틱을 효율적으로 제거할 수 있다.
또한, 상기 자성 응집체를 분리한 후 열처리 하여 철 산화물을 제조하여 상기 철 산화물을 리튬 이차전지 음극 소재로 사용함으로써, 수중 미세플라스틱을 응집한 자성 응집체를 폐기물로 버리는 것이 아니라 재활용한다는 점에서 환경 친화적인 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기응집 반응의 시간-전압 곡선 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에서 전기응집 전과 후의 폴리에틸렌을 주사전자현미경(SEM)으로 촬영한 이미지이다.
도 3는 순수 폴리에틸렌과 본 발명의 일 실시예에 따른 반응 후 자성 응집체의 푸리에-변환 적외선 분광분석(FT-IR) 및 X선 회절 분석(XRD) 결과 그래프이다.
도 4는 실험 규모에서의 자력 분리 공정 실험을 촬영한 이미지이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에서 열처리 전과 열처리 분위기에 따른 열처리된 자성 응집체 분말의 주사전자현미경(SEM) 이미지이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에서 흑연, 흑연-철 산화물 혼합 소재의 전기화학적 평가를 나타낸 것이다. (가)는 초기 사이클의 EIS 측정 결과이고, (나)는 100 사이클의 EIS 측정 결과이고, (다)는 율속 평가 결과이고, (라)는 등속 충방전 평가 결과이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에서 교반속도 (500, 1000, 1500 rpm) 실험 조건에 따른 전기응집 반응 시간별 실험 결과를 촬영한 이미지이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에서 교반속도 (500, 1000, 1500 rpm) 실험 조건에 따른 전기응집 반응 종류 후에 촬영한 이미지이다.
이하, 본 발명에 대해 상세하게 서술한다.
본 발명자는 수중 미세플라스틱을 응집시킬 목적으로 철 전극을 이용하여 전기응집을 진행하였을 때, 기존의 응집제 기반의 응집법에서는 얻을 수 없었던 자성 응집체가 형성됨을 확인하였고 이를 분리 공정에 응용하였다. 또한 응집체를 이루고 있는 철 산화물이 리튬 이차전지 전극으로 활용 가능한 전이금속 산화물임을 이용하여 적절한 열처리를 통해 리튬 이차전지 음극 소재로 가공하였고 상용 흑연 음극소재를 일부 치환하여 적용하였을 때, 전지 용량의 향상을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 미세플라스틱을 포함하는 수용액에 철 전극을 이용하여 1 내지 20 mA/cm2의 전류를 인가하여 전기응집을 통해 자성 응집체를 형성하는 단계를 포함하는 수중 미세플라스틱 제거방법을 제공한다.
상기 자성 응집체를 형성하는 단계에서 전기응집은 산화전극 및 환원전극이 철 전극으로 형성된 2전극 시스템을 이용하여 수행할 수 있다. 구체적으로, 상기 자성 응집체를 형성하는 단계는 pH 5 내지 7의 조건에서 1 내지 20 mA/cm2, 1 내지 15 mA/cm2 또는 1 내지 10 mA/cm2의 전류를 인가하여 수행할 수 있다.
상기 자성 응집체를 형성하는 단계는 미세플라스틱을 포함하는 수용액에 철 전극을 이용하여 전류를 가하여 전기응집을 통해 미세플라스틱과 철 산화물이 응집된 자성 응집체를 형성할 수 있다. 철 전극에서 용출된 철 이온은 철 수산화물로 침전되고, 전류가 인가함에 따라 철 산화물로 변화하면서 미세플라스틱과 함께 응집될 수 있다.
상기 자성 응집체를 형성하는 단계는 0.2 내지 5.0 wt%, 0.3 내지 4.5 wt% 또는 0.4 내지 3.5 wt% 농도의 전해질을 첨가할 수 있다. 상기 전해질은 염화나트륨, 염화칼륨 및 염화칼슘으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기와 같이 전해질을 첨가함으로써, 전해액의 이온전도도 향상 효과에 의해 과전압이 감소하여 전기응집을 효과적으로 발생시킬 수 있다.
또한, 상기 자성 응집체를 형성하는 단계는 500 내지 1500 rpm 또는 500 내지 1000 rpm의 속도로 10분 내지 60분 또는 20분 내지 50분 동안 교반할 수 있다. 상기와 같은 조건에서 교반함으로써 수용액 내에서 미세플라스틱이 충분히 분산되어 미세플라스틱이 철 산화물로 둘러쌓이면서 응집체를 형성하여 자성을 띠는 응집체를 형성할 수 있다.
상기 자성 응집체를 형성하는 단계 이후에, 자석을 이용하여 자성 응집체를 분리하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 자성 응집체를 분리하는 단계는 일정 수위 이상의 물이 흘러가는 침전조를 구비하고, 상기 침전조의 일면 또는 양면에 자석을 배치하여 분리조에 분산되어 있던 자성 응집체가 자석이 배치된 면에 부착되면 자성 응집체를 제외한 물을 분리하여 수행할 수 있다. 구체적으로, 상기 침전조 하단부에 자석을 배치할 수 있다.
상기 자성 응집체를 형성하는 단계를 거쳐 형성된 자성 응집체는 미세플라스틱 및 철 산화물이 응집된 형태일 수 있다. 구체적으로, 미세플라스틱 입자 표면에 철 산화물이 형성된 구조일 수 있다. 상기와 같은 구조를 가짐으로써 자성을 인가하여 자성 응집체를 수용액으로부터 분리해낼 수 있다.
상기 자성 응집체를 형성하는 단계는 수용액 내에 포함된 미세플라스틱을 90% 이상, 95% 이상 또는 98% 이상 제거할 수 있다.
본 발명은 상기에 서술한 방법을 통해 미세플라스틱을 포함하는 물에 전류를 인가하여 전기응집을 통해서 수중에 포함된 미세플라스틱을 제거하여 미세플라스틱으로 인한 환경오염 및 이로 인해 발생하는 질병을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 서술한 수중 미세플라스틱 제거방법에서 제조된 자성 응집체를 열처리 하여 철 산화물을 제조하는 단계를 포함하는 철 산화물의 제조방법을 제공한다.
구체적으로, 본 발명의 철 산화물의 제조방법은 상기 서술한 수중 미세플라스틱 제거방법에서 제조된 자성 응집체를 500 내지 1000℃ 또는 500 내지 800℃의 온도에서 1 내지 5시간 또는 1 내지 3시간 동안 열처리 하여 철 산화물을 제조하는 단계를 포함할 수 있다. 상기와 같이 미세플라스틱 및 철 산화물이 응집된 자성 응집체를 열처리함으로써 미세플라스틱이 전부 전하소되어 철 산화물만 남길 수 있다.
구체적으로, 상기 철 산화물을 제조하는 단계는 열처리를 통해 자성 응집체 내부에 미세플라스틱을 하소시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 열처리를 통해 자성 응집체 내부의 미세플라스틱이 이산화탄소(CO2)로 기화되고 순수한 철 산화물만 형성될 수 있다.
상기 철 산화물을 제조하는 단계는 대기 분위기 하에서 수행할 수 있다. 이와 같이 대기 분위기 하에서 열처리를 수행해야지만 순수한 철 산화물을 형성할 수 있고, 그렇지 않은 경우(아르곤 처리)에는 미세플라스틱이 일부 카본 박막의 형태로 잔존할 수 있다.
본 발명은 상기 서술한 바와 같이 수중 미세플라스틱을 전기응집을 통해 얻은 자성 응집체를 폐기물로 버리는 것이 아니라, 상기 자성 응집체를 열처리 하여 철 산화물을 제조함으로써, 폐기물(자성 응집체)을 재활용한다는 점에서 환경 친화적인 이점이 있다.
또한, 본 발명은 상기 서술한 철 산화물의 제조방법에 의해 제조된 철 산화물을 포함하는 리튬 이차전지 음극 활물질을 제공한다. 본 발명에 따른 철 산화물은 음극 활물질로 기능하며, 흑연 소재를 대체하여 사용될 수 있다.
상기 철 산화물의 제조방법에 의해 제조된 철 산화물은 분말 형태일 수 있다.
이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
실시예 1
일반적인 철 금속을 산화전극과 환원전극으로 사용하여 2전극 시스템을 구성한다. 처리하고자 하는 수질의 초기 pH는 pH 5-7의 중성이어야 하며, NaCl의 농도를 0.4 wt% 이상으로 맞추어야 한다.
상기 전해액 조건을 충족한 이후에, 수중 미세플라스틱이 충분히 분산되도록 교반을 진행하면서 5mA/cm2의 전류밀도로 전류를 인가한다. 전기응집 반응 시간은 200mL 전해액, 800 rpm의 교반속도 기준, 30분간 진행하여 자성 응집체를 형성하여 수중 미세플라스틱을 제거하였다.
전기응집 반응 시간은 인가하는 전류밀도와는 반비례하며, 교반 속도와는 비례하여 변동될 수 있다.
일정 수위 이상의 물만 흘러 넘어갈 수 있는 침전조를 준비하고, 침전조 하단에 자석을 배치한다. 상기 형성된 자성 응집체 분산 용액을 침전조에 주입하면서 분리공정을 진행하여 자성 응집체를 분리해낸다.
실시예 2
상기 실시예 1에서 얻은 자성 응집체를 500~800℃ 온도와, 대기 분위기에서 2시간 이내로 열처리 하여 철 산화물 분말을 제조하였다. 상기 얻어진 철 산화물 분말은 리튬 이차전지의 음극 활물질로 기능하며, 상용 흑연 소재를 대체할 수 있다.
실험예 1
본 발명의 수중 미세플라스틱 제거방법에서 전해액의 농도에 따른 전기응집 반응의 정도를 확인하기 위해 전기응집 반응시의 시간에 따른 전압을 측정하였으며, 그 결과는 도 1에 나타냈다.
또한, 본 발명의 수중 미세플라스틱 제거방법에 의해 제조된 자성 응집체의 특성을 확인하기 위해 수중 미세플라스틱을 대표하는 폴리에틸렌 분말을 전해액에 첨가하여 전기응집을 진행하였고, 이때 형성된 자성 응집체를 대상으로 주사전자현미경(SEM)으로 촬영하였고 푸리에-변환 적외선 분광분석(FT-IR)과 X선 회절 분석(XRD)을 수행하였으며, 그 결과를 도 2 및 도 3에 나타냈다.
도 1는 상기 실시예 1에 의한 전기응집 반응에서 전해액 NaCl의 농도별 시간-전압 곡선 그래프이다.
도 1을 살펴보면, 전해액의 NaCl의 농도가 0.4 wt% 이상일때 전기응집 반응이 정상적으로 일어나며 약 2.5 V의 전압이 형성되는 것을 확인할 수 있다. 또한, NaCl의 농도가 3.5 wt%로 증가한 경우에도 반응은 동일하게 일어남을 확인하였으며, 전해액의 이온전도도 향상 효과에 의해 과전압이 감소하여 약 1.2 V의 전압이 형성되게 된다.
3.5 wt%의 NaCl농도는 일반적으로 알려진 해수의 염분농도와 동일한 값으로, 해수의 경우 NaCl의 첨가 없이 전기응집 반응이 가능함을 의미한다. 담수의 경우 NaCl을 첨가하여 0.4 wt% 이상의 염분농도로 조절해야하는 것을 알 수 있다.
도 2는 상기 실시예 1에서 전기응집 전과 후의 폴리에틸렌을 주사전자현미경으로 촬영한 이미지이고, 도 3은 순수 폴리에틸렌과 상기 실시예 1의 자성 응집체의 푸리에-변환 적외선 분광분석(FT-IR) 및 X선 회절 분석(XRD) 결과 그래프이다.
도 2를 살펴보면, 실시예 1에서 수중 미세플라스틱을 대표로 폴리에틸렌 분말을 전해액에 첨가하여 전기응집을 수행한 후에 미세플라스틱(폴리에틸렌) 표면에 작은 입자가 붙으며 응집체가 형성됨을 알 수 있다.
도 3을 살펴보면, 응집체 표면에 형성된 작은 입자가 Fe3O4 물질임을 확인할 수 있다. 상기 Fe3O4는 마그네타이트 상으로 자성을 가지는 것이 알려져 있다. 이로 인해 전기응집으로 형성된 응집체는 자력에 반응하는 것을 알 수 있다. 도 3의 (나)에서 전기응집 반응 시간대 별로 응집체를 XRD를 분석한 결과, 미세플라스틱 표면에 형성된 작은 입자는 반응 초기에 Fe(OH)3로 생성되고 이후 FeOOH로 변환되고 최종적으로 Fe3O4로 전환됨을 확인하였다.
실험예 2
본 발명에 따른 수중 미세플라스틱 제거방법에 따른 자력 분리 공정의 수중 미세플라스틱 제거 효율을 측정하기 위해서 자성에 의해 분리된 응집체의 질량을 측정하여 효율을 계산하였으며, 그 결과를 도 4 및 표 1에 나타냈다.
도 4는 실험 규모에서의 자력 분리 공정 실험을 촬영한 이미지이고, 표 1은 상기 자력 분리 공정을 통해 자석에 의해 분리된 응집체의 질량을 측정하여 효율을 계산한 결과이다.
도 4를 살펴보면, 자성 응집체가 포함된(분산된) 용액을 분리조에 주입하였고, 분리조 하단에 구비된 자석에 자성 응집체가 붙잡히며 순수한 물만 분리됨을 확인하였다.
표 1을 살펴보면, 전해액에 폴리에틸렌을 첨가하지 않고 동일 실험을 진행하여 Fe3O4만의 무게를 측정하였고 측정값의 차이로부터 자석에 의해 분리된 폴리에틸렌의 무게를 계산한 것이다. 그러한 결과 첨가한 0.5 g의 폴리에틸렌 대비 0.492 g의 폴리에틸렌을 포집하여 약 98.4%의 제거 효율을 확인하였다.
실험예 3
본 발명의 자성 응집체를 열처리 하여 제조된 철 산화물의 특성을 확인하기 위해서 실시예 2의 열처리 조건으로 전기응집으로 얻어진 자성 응집체를 열처리 하여 리튬 이차전지 음극소재로 활용 가능한 분말을 제조하였으며, 상기 분말을 대상으로 주사전자현미경(SEM)으로 촬영하였고, 전기화학적 평가를 수행하였으며, 그 결과를 도 5 및 도 6에 나타냈다.
도 5는 실시예 2에서 열처리 전과 열처리 분위기에 따른 열처리된 자성 응집체 분말의 주사전자현미경(SEM) 이미지이고, 도 6은 흑연과 흑연-철 산화물 혼합 소재의 전기화학적 평가 결과를 나타낸 그래프이다.
도 5를 살펴보면, 대기 열처리 시, 자성 응집체 내부의 미세플라스틱은 열처리 도중 CO2로 날아가며 철 산화물만 남게 되며, 아르곤 열처리 시 자성 응집체 내부의 미세플라스틱이 일부 카본 박막의 형태로 잔존함을 확인하였다.
도 6을 살펴보면, 열처리로 얻어진 흑연-철 산화물 분말은 흑연과 철 산화물을 7:3의 비율로 혼합하여 전기화학적 평가를 실시하였으며, 도 6의 (가)의 결과를 통해 흑연 소재 대비 흑연-철 산화물 혼합시, 전하전달저항이 더 증가함을 알 수 있다. 이는 철 산화물 소재가 흑연보다 전기전도도가 떨어지는 전이금속 산화물 기반 소재이기 때문이다. 도 6의 (나)의 결과로부터, 100 사이클 이후 아르곤 처리 혼합 소재의 전하전달저항이 상대적으로 감소한 것을 확인하였고, 이는 아르곤 열처리 시 형성된 카본 박막의 영향임을 알 수 있다.
도 6의 (다)와 (라)의 결과로부터 흑연 70+대기처리 철 산화물 30 소재가 리튬 이차전지로 적용하였을 때 순수 흑연 소재 전지보다 더 높은 용량과 안정성을 보이는 것을 확인하였다. 아르곤 처리로 형성된 카본 박막은 전지 충방전시에 긍정적인 영향을 주지 못하는 것으로 확인되었기에, 전기응집으로 얻어진 응집체를 음극소재로 응용하기 위한 방법으로는 대기 열처리가 더 적합한 방법임을 확인하였다.
실험예 4
본 발명의 수중 미세플라스틱 제거방법에서 교반속도에 따른 자성 응집체 형성 속도를 확인하기 위해서 실시예 1에서 전해질 농도, 전류밀도 등의 실험 조건은 동일하게 유지하고, 교반 속도를 500, 1000, 1500 rpm으로 공정변수로 하여 실험을 진행하였으며, 그 결과를 도 7 및 도 8에 나타냈다.
도 7은 실시예 1에서 교반속도 (500, 1000, 1500 rpm) 실험 조건에 따른 전기응집 반응 시간별 실험 결과를 촬영한 이미지이고, 도 8은 실시예 1에서 교반속도 (500, 1000, 1500 rpm) 실험 조건에 따른 전기응집 반응 종류 후에 촬영한 이미지이다.
도 7을 살펴보면, 전해질의 교반속도가 느릴수록 자성 응집체의 철 산화물이 자력 물질로 전환되는 시점이 빨라지고, 전해질의 교반속도가 빠를수록 철 산화물 전환시점이 늦어짐을 확인하였다.
도 8을 살펴보면, 교반속도에 따라서 미세플라스틱-철 산화물 응집체가 어떻게 형성되는지를 확인할 수 있다. 느린 교반속도(500 rpm)에서는 미세플라스틱이 충분히 분산되지 않아서 철 산화물로 뒤덮히지 못하고 표면에 떠 있는 상태로 존재한다. 빠른 교반속도(1500 rpm)에서는 미세플라스틱의 분산이 충분히 이루어져서 표면에 떠 있는 일이 없이 모두 자성 응집체가 되었음을 확인할 수 있다. 전체 반응시간을 단축하기 위해서는 도 7에서와 같이 교반속도를 낮추어야 하나, 미세플라스틱 제거를 위한 응집체 형성 관점에서는 높은 교반속도가 유리하다.
본 발명에서는 반응시간과 자성 응집체 형성이 균형을 이루는 최적점으로 200 mL 전해액, 30분 반응시간 5 mA/cm2의 전류밀도의 조건에서 800rpm의 교반속도로 모든 실험을 진행하였다.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술한 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현 예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (12)

  1. 미세플라스틱을 포함하는 수용액에 철 전극을 이용하여 1 내지 20 mA/cm2의 전류를 인가하여 전기응집을 통해 자성 응집체를 형성하는 단계를 포함하는 수중 미세플라스틱 제거방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 자성 응집체를 형성하는 단계는 0.2 내지 5.0wt% 농도의 전해질을 첨가하는 것을 특징으로 하는 수중 미세플라스틱 제거방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전해질은 염화나트륨, 염화칼륨 및 염화칼슘으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 수중 미세플라스틱 제거방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 자성 응집체를 형성하는 단계는 500 내지 1500 rpm의 속도로 10분 내지 60분 동안 교반하는 것을 특징으로 하는 수중 미세플라스틱 제거방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 자성 응집체를 형성하는 단계는 pH 5 내지 7의 조건에서 수행하는 것을 특징으로 하는 수중 미세플라스틱 제거방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 자성 응집체를 형성하는 단계 이후에, 자석을 이용하여 자성 응집체를 분리하는 단계를 추가로 포함하는 수중 미세플라스틱 제거방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 자성 응집체는 미세플라스틱 및 철 산화물이 응집된 형태인 것을 특징으로 하는 수중 미세플라스틱 제거방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 자성 응집체를 형성하는 단계는 수용액 내에 포함된 미세플라스틱은 90% 이상 제거하는 것을 특징으로 하는 수중 미세플라스틱 제거방법.
  9. 청구항 제 1 항에 따른 수중 미세플라스틱 제거방법에서 제조된 자성 응집체를 500 내지 1000℃의 온도에서 1 내지 5시간 동안 열처리 하여 철 산화물을 제조하는 단계를 포함하는 철 산화물의 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 철 산화물을 제조하는 단계는 열처리를 통해 자성 응집체 내부에 미세플라스틱을 하소시키는 것을 특징으로 하는 철 산화물의 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 철 산화물을 제조하는 단계는 대기 분위기 하에서 수행하는 것을 특징으로 하는 철 산화물의 제조방법.
  12. 청구항 제 8 항에 따른 제조방법에 의해 제조된 철 산화물을 포함하는 리튬 이차전지 음극 활물질.
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