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수열 합성 나노 구리 황화물: 17α-에티닐 에스트라디올의 우수한 흡착 성능

요약

본 연구에서는 수열법을 이용해 관형 나노 구리 황화물(CuS)을 성공적으로 합성했습니다. 제조된 물질의 물리화학적 특성은 XRD, SEM, TEM, BET 분석을 통해 규명되었습니다. 합성된 구리 황화물은 17α-에티닐 에스트라디올(EE2) 제거용 흡착제로 사용되었으며, 우수한 흡착 특성을 보였습니다. 25°C에서 50 mL의 5 mg/L EE2 용액에 15 mg의 흡착제를 적용한 결과, 180분 후 흡착 평형에 도달했으며 흡착률은 약 90%에 달했습니다. 또한 실험 결과와 이론 계산을 바탕으로 흡착 속도론, 등온 흡착, 열역학적 특성을 논의했습니다. 구리 황화물의 이론적 최대 흡착 용량은 147.06 mg/g로 계산되었습니다. 본 연구 결과는 구리 황화물이 안정적이고 효율적인 흡착제로서 실용적 응용 가능성이 높음을 시사합니다.

서론

최근 산업의 지속적인 발전과 성장에 따라 인간 활동이 환경에 심각한 오염을 초래하고 있으며, 지구 환경 문제가 날로 심각해지고 있습니다. 이 중 환경 내분비 교란 물질(EDCs)은 대부분 잔류성 유기 오염물질(POPs)로서 생물 농축성, 고독성, 저농도, 잠복성 등의 특성을 지닙니다. 이들은 먹이 사슬을 통해 직간접적으로 인체에 유입되어 생물체 내에서 농축 및 증폭됩니다[1, 2]. 이에 따라 EDCs 관리에 대한 연구가 환경 분야의 광범위한 관심사가 되었습니다. 다양한 내분비 교란 물질 중 에스트로겐과 비스페놀 화합물은 일상생활에서 널리 사용되며, 그중 17α-에티닐 에스트라디올(EE2)은 대표적인 물질입니다. EE2는 피임약과 호르몬 대체 요법에 흔히 사용되지만, 연구에 따르면 EE2는 생물과 인간에게 생식계 장애, 불임, 암 등의 심각한 질병을 유발할 수 있습니다[3-7]. 따라서 물을 통해 EE2를 효과적이고 저렴하게 제거하는 방안이 시급합니다.

현재 EE2 제거 방법으로는 물리적 방법(흡착, 막 분리), 생물분해법, 화학적 방법(산화법, 광촉매법) 등이 있습니다[8-11]. 이 중 흡착법은 저비용, 간편한 조작, 2차 오염 없음 등의 장점으로 유망한 응용이 기대됩니다. 지금까지 연구자들은 바이오 숯, 활성탄, 탄소 나노튜브, 그래핀, 점토 등을 이용해 EE2를 흡착해 왔으나[12-14], 전반적으로 흡착 효과가 낮고 시간이 오래 걸립니다. Yoon 등은 100 nmol/L 농도의 EE2를 함유한 물에서 활성탄을 사용해 흡착했을 때, 활성탄 투입량 9 mg/L에서 24시간이 지나야 완전히 흡착되었음을 보고했습니다[8].

구리 황화물은 중요한 전이 금속 황화물로 물에 극히 녹지 않으며, 가장 불용성인 물질 중 하나입니다[15, 16]. 나노 구리 황화물은 저비용, 간단한 공정, 형태 제어 용이, 미세 입자 크기, 큰 비표면적, 높은 광열 변환율 등으로 광전도체 재료로 널리 사용되며, 광촉매, 열전대, 필터, 태양전지, 생물의학 분야에서도 잠재적 응용이 가능합니다[17]. 알칼리 환경에서 구리 황화물의 등전점(IEP)은 커지며 표면이 양전하를 띠기 쉽습니다[18-20]. 반면 EE2 구조에는 페놀 수산기가 있어[21] 수용액에서 약산성을 띠며 음전하를 띱니다. 이로 인해 두 물질 간에 강한 화학 흡착이 일어날 수 있어 구리 황화물이 EE2를 흡착할 가능성이 높습니다.

본 연구에서는 수열법으로 관형 나노 구리 황화물을 합성했습니다. 합성된 나노 구리 황화물의 비표면적은 16.94 m²/g, EE2에 대한 최대 흡착 용량은 147.06 mg/g였습니다. 제조된 나노 구리 황화물의 결정상 조성, 형태, 비표면적을 상세히 연구했습니다. 용액 pH, 흡착제 양, 흡착 시간, 흡착 온도, EE2 초기 농도를 최적화해 구리 황화물의 EE2 흡착 특성을 연구했으며, 실험 데이터를 바탕으로 흡착 속도론, 등온 흡착, 흡착 열역학을 분석했습니다.

재료 및 방법

구리 황화물 흡착제 합성

모든 시약은 분석용 등급으로 정제 없이 사용했습니다. 관형 나노 구리 황화물은 수열법으로 합성했습니다. 전형적인 공정에서 CuCl₂·2H₂O 4.8 mmol과 CH₃CSNH₂ 4.8 mmol을 탈수 40 mL에 녹이고 자력 교반해 맑은 용액을 만들었습니다. 여기에 0.4 mol/L NaOH 수용액 20 mL를 서서히 가한 후 5분간 교반했습니다. 혼합 용액을 100 mL 테플론 라이닝 스테인리스 오토클레이브에 옮겨 160°C에서 6시간 가열했습니다. 이후 오토클레이브를 자연 냉각시켜 실온으로 내렸습니다. 고체 생성물을 원심 분리하고 에탄올과 탈수로 3회 번갈아 세척한 뒤 60°C에서 6시간 건조해 물질을 얻었습니다.

특성 분석

물질의 결정 구조는 X선 회절(XRD, Rigaku TTRIII, CuKα 방사선, 40 kV, 200 mA)로 분석했습니다. 형태는 주사 전자 현미경(SEM, FEI QUANTA 200, 20 kV)과 투과 전자 현미경(TEM, FEI Tecnai-G20)으로 관찰했습니다. 나노 구리 황화물의 비표면적은 N₂ 흡착 등온선의 Brunauer-Emmett-Teller(BET) 플롯으로 구했습니다.

흡착 측정

흡착 실험

일정량의 흡착제를 일정 농도의 EE2 용액 50.00 mL가 든 요오드 병에 넣었습니다. 병을 진탕기에 넣고 일정 온도와 200 rpm/min의 진탕 속도로 일정 시간 동안 흔들었습니다. 용액을 0.4-μm 혼합 셀룰로오스 필터로 신속히 여과해 잔류 EE2 농도를 측정했습니다.

EE2 농도는 초고성능 액체 크로마토그래피(UPLC, Waters, USA)로 210 nm 파장에서 측정했습니다. C18 컬럼(1.7 μm, 2.1 × 50 mm)을 사용하고 아세토니트릴/물(55/45 v/v)을 0.35 mL/min 유속으로, 주입량 7 μL로 분석했습니다.

흡착 모델

흡착 효율

흡착 효율은 흡착제의 EE2 제거율을 나타냅니다. 식은 다음과 같습니다.

$$ \mathrm{Absorption}\left(\%\right)=\frac{C_0-{C}_e}{C_0}\times 100\% $$ (1)

여기서 $C_0$와 $C_e$는 각각 EE2의 초기 농도(mg/L)와 흡착 평형 도달 시 농도(mg/L)입니다.

흡착 용량

평형 흡착량 $q_e$는 흡착 평형 시 단위 질량당 흡착된 흡착질의 양으로 단위는 mg/g이며, 계산식은 다음과 같습니다.

$$ \kern0.5em {q}_e=\frac{\left({C}_0-{C}_e\right)V}{m} $$ (2)

여기서 $V$는 EE2 용액의 부피(mL), $m$은 흡착제 투입량(mg)입니다.

흡착 속도론

준1차 속도론 모델과 준2차 속도론 모델로 실험 데이터를 선형 피팅해 구리 황화물의 EE2 흡착 속도론을 간단히 분석했습니다. 준1차 속도론 모델[22] 식은 다음과 같습니다(식 3).

$$ \ln {q}_e=\ln \left({q}_e-{q}_t\right)+{K}_1t $$ (3)

$q_t$는 시간 $t$에서 흡착제가 EE2 용액을 흡착한 양(mg/g), $K_1$은 준1차 속도론 흡착 속도 상수(min⁻¹)입니다. 준2차 속도론 모델[23] 식은 다음과 같습니다.

$$ \frac{t}{q_t}=\frac{1}{K_2{q}_e^2}+\frac{1}{q_e}t $$ (4)

$K_2$는 준2차 흡착 속도 상수(g/(mg·min))입니다.

등온 흡착 모델

등온 흡착 모델은 흡착 과정에서 흡착제와 흡착질 간 상호작용을 연구하는 데 쓰입니다. 대표적으로 Langmuir 모델[24]과 Freundlich 모델[25]이 있습니다.

Langmuir 모델은 흡착제 표면의 흡착 자리가 균일하게 분포하고 흡착질이 단분자 층을 형성한다고 가정합니다. 식은 다음과 같습니다.

$$ \frac{1}{q_e}=\frac{1}{q_m{k}_L}\ \frac{1}{C_e}+\frac{1}{q_m} $$ (5)

$q_m$은 흡착제의 EE2에 대한 최대 흡착 용량(포화 흡착량, mg/g), $k_L$은 Langmuir 상수로 흡착 속도와 탈착 속도의 비율이며 흡착 강도를 반영합니다(L/mg).

Freundlich 모델은 다층 흡착을 연구하는 경험식으로 식은 다음과 같습니다.

$$ \ln {q}_e=\ln {K}_F+\frac{1}{n}\ln {C}_e $$ (6)

$K_F$는 흡착제 성능을 나타내는 Freundlich 상수, $n$은 흡착 난이도를 반영합니다.

흡착 열역학

온도가 EE2 제거에 미치는 영향을 연구해 흡착 과정의 내부 에너지 변화를 깊이 이해했습니다(그림 1). 흡착 열역학은 표준 깁스 자유 에너지(Δ$G^θ$), 표준 엔탈피(Δ$H^θ$), 표준 엔트로피 변화(Δ$S^θ$) 세 매개변수로 기술됩니다[26]. 세 매개변수 관계는 다음과 같습니다.

$$ \Delta {G}^{\theta }=\Delta {H}^{\theta }-T\Delta {S}^{\theta } $$ (7)

EE2의 화학 구조

위 식을 추가로 유도하면 다음과 같습니다.

$$ \Delta {G}^{\theta }=- RT\ln {K}_C $$ (8)

여기서 $R$은 기체 상수(8.314 J/(mol·K)), $T$는 흡착 온도(K), $K_C$는 열역학적 평형 상수입니다. 계산식은 다음과 같습니다.

$$ {K}_C=\frac{C_0-{C}_e}{C_e} $$ (9)

종합하면 다음 식을 얻습니다.

$$ \ln {K}_C=-\frac{\Delta {H}^{\theta }}{RT}+\frac{\Delta {S}^{\theta }}{R} $$ (10)

$\ln K_C$를 $-1/T$에 대해 플로팅해 선형 함수를 얻으면, 피팅 직선의 기울기와 절편에서 Δ$H^θ$와 Δ$S^θ$를 계산할 수 있습니다.

결과 및 논의

특성 분석

XRD 분석

XRD 기법으로 물질의 화학 조성과 상 구조를 연구했습니다. 그림 2와 같이 구리 황화물의 회절 피크가 2θ = 28, 30, 32, 33, 43, 53, 59°에서 관측되었으며, 이는 구리 황화물의 (101), (102), (103), (006), (110), (108), (116) 결정면(JCPDS No. 06-0464)[27]과 잘 일치합니다. 실험에서 순수한 나노 구리 황화물이 합성되었음이 입증되었으며, 다른 회절 피크가 관측되지 않아 물질의 순도가 높음을 알 수 있습니다.

나노 구리 황화물의 XRD 패턴

SEM 분석

주사 전자 현미경(SEM)으로 나노 구리 황화물의 형태를 관찰했습니다. 그림 3a, b는 서로 다른 배율의 SEM 이미지입니다. 그림 3a(저배율)에서 구리 황화물은 길이 0.4–8.8 μm, 폭 0.1–0.9 μm의 중공 관형 구조를 보였습니다. 그림 3b(고배율)에서는 관형 구조 위에 입자상 퇴적물이 관찰되었습니다.

나노 구리 황화물의 SEM 이미지

TEM 분석

그림 4는 나노 구리 황화물의 투과 전자 현미경 사진입니다. 그림 4a에서 관형 구리 황화물이 비교적 균일하며 관 직경은 0.2–0.7 μm였습니다. 그림 4b, c에서 합성된 관형 구리 황화물 외에 입자(구형) 구리 황화물이 관 위에 퇴적된 것을 볼 수 있습니다. 이 결과는 SEM 결과와 일치합니다. SEM과 TEM 이미지에서 합성된 구리 황화물은 관형과 입자(구형) 두 형태를 모두 가지며, 관형이 주를 이루고 입자형은 적지만 두 형태 모두 EE2를 흡착함을 알 수 있습니다.

구리 황화물의 TEM 이미지

BET 분석

N₂ 흡착-탈착 곡선의 형태와 모양으로 물질의 기공 구조와 기공 크기 분포를 판단할 수 있습니다. 구리 황화물 물질의 N₂ 흡착-탈착 곡선은 그림 5와 같습니다. Brunauer-Deming-Teller(BDDT) 흡착 등온선 분류[28]에 따르면 IV형 등온선에 속하며 물질은 메조포러스 구조입니다. 일반적으로 메조포러스 구조는 활성 종과 반응물 분자의 흡착을 위한 표면 활성 자리를 더 많이 제공해 흡착 특성에 유리합니다. BET 측정 결과 구리 황화물의 기공 크기는 18.16 nm, 비표면적은 16.94 m²/g, 기공 부피는 0.083 m³/g였습니다. 이러한 구조와 비표면적은 EE2 흡착에 유리합니다. SEM, TEM 이미지와 종합하면 합성된 구리 황화물은 관형과 입자(구형) 두 형태를 가지므로 두 형태 모두 BET 측정에 영향을 미칩니다.

구리 황화물의 N₂ 흡착-탈착 곡선

흡착 실험

pH가 흡착에 미치는 영향

NaOH와 HCl로 용액 pH를 조절해 pH가 EE2 흡착에 미치는 영향을 연구했습니다. 흡착제 10 mg, EE2 초기 농도 5 mg/L, 진탕 온도 25°C, 흡착 시간 3 h 조건에서 pH 2.0–10.0 범위로 실험했습니다. 그림 6과 같이 pH가 2에서 6으로 증가할 때 흡착률은 40–45%로 큰 변화가 없었으나, pH 8에서 급격히 증가해 77.1%에 달했습니다.

나노 구리 황화물에 의한 EE2 흡착에서 pH의 영향

pH를 10으로 더 높이면 흡착률이 74.9%로 약간 감소했습니다. pH 변화에 따른 흡착률 차이의 원인은 알칼리 환경에서 구리 황화물의 등전점(IEP)이 수산화 구리의 등전점(IEP = 9.5)으로 이동하기 때문으로 보입니다[16-18]. 이때 구리 황화물의 IEP가 상대적으로 커 표면이 양전하를 띠기 쉬우며, EE2의 페놀 수산기는 수용액에서 약산성을 띠며 음전하를 띠어 강한 화학 흡착이 일어납니다[18-21]. 용액 pH가 9.5보다 높으면 화학력이 감소해 흡착률도 낮아지며, 이는 실험 데이터와 일치합니다. 실험 데이터에 따라 pH = 8을 후속 실험의 최적 pH로 선정했습니다.

흡착제 투입량이 흡착에 미치는 영향

구리 황화물의 투입량(5, 7.5, 10, 12.5, 15, 17.5, 20 mg)을 달리해 EE2 흡착에 미치는 영향을 조사했습니다. 실험 조건은 pH = 8, EE2 초기 농도 5 mg/L, 흡착 온도 25°C, 시간 3 h였습니다. 그림 7과 같이 투입량이 5에서 20 mg으로 증가함에 따라 흡착률은 54%에서 98%로 증가했습니다. 저투입량에서는 흡착 자리가 부족해 흡착률이 낮았고, 투입량이 늘어나면 흡착 자리가 증가해 흡착률이 높아졌습니다. 15 mg에서 흡착률이 약 90%에 도달해 20 mg일 때와 거의 차이가 없었습니다. 경제성과 환경성을 고려해 15 mg을 최적 투입량으로 선정했습니다.

구리 황화물 흡착제 투입량의 흡착 영향

흡착 시간이 흡착에 미치는 영향

흡착 시간(0, 10, 30, 60, 90, 120, 150, 180 min)을 달리해 흡착률 변화를 연구했습니다. 실험 조건은 pH = 8, 흡착제 15 mg, EE2 초기 농도 5 mg/L, 흡착 온도 25°C였습니다. 그림 8과 같이 3시간 흡착 후 구리 황화물의 EE2 흡착률은 89%에 달했습니다. 접촉 시간이 길어질수록 흡착 제거율은 증가했습니다.

나노 구리 황화물에 의한 EE2 흡착률의 시간 변화

온도가 흡착에 미치는 영향

흡착 온도(25, 35, 45°C)가 EE2 흡착에 미치는 영향을 논의했습니다. 나머지 조건은 pH 8, 흡착제 15 mg, EE2 초기 농도 5 mg/L, 흡착 시간 3 h로 동일했습니다. 그림 9에서 온도가 298 K에서 318 K로 상승함에 따라 흡착률이 68.32%에서 97.25%로 증가했습니다. 이는 흡착 반응이 흡열 반응임을 나타냅니다.

온도와 흡착률의 관계

EE2 초기 농도가 흡착에 미치는 영향

그림 10은 흡착제 15 mg, pH = 8, 25°C, 흡착 시간 3 h 조건에서 EE2 초기 농도(1, 3, 5, 7, 9 mg/L)에 따른 흡착률 변화입니다. EE2 초기 농도가 1, 3, 5, 7, 9 mg/L일 때 흡착 제거율은 각각 100%, 100%, 89.68%, 78.69%, 68.32%였습니다. EE2 초기 농도가 증가함에 따라 흡착 제거율은 점차 감소했습니다. EE2 초기 농도가 3 mg/L를 넘으면 제한된 촉매 양이 높은 농도의 EE2에 충분한 활성 자리를 제공하지 못해 흡착률이 감소했습니다.

초기 EE2 농도의 흡착률 영향

흡착 안정성

합성된 나노 구리 황화물의 안정성을 탐구하기 위해 EE2 흡착 재순환 실험을 수행했습니다. 조건: EE2 초기 농도 5 mg/L, 흡착제 15 mg, pH 8, 온도 25°C, 시간 3 h. 각 흡착 사이클 후 흡착제를 EE2 수용액과 함께 원심 분리하고 에탄올과 물로 6회 번갈아 세척한 뒤 건조해 다음 사이클에 재사용했습니다. 그림 11a에서 반복 횟수가 늘어날수록 흡착률이 약간 감소했지만 여전히 85%를 넘었습니다. 그림 11b는 순환 전후 구리 황화물의 XRD 패턴으로, 상 조성이 약간 변했으며 표시된 위치에 두 개의 불순물 피크가 나타났는데 이것이 흡착률 감소의 원인일 수 있습니다. 그림 11c, d의 SEM, TEM 이미지에서 5회 순환 후에도 구리 황화물의 형태는 변하지 않고 관형과 입자(구형) 형태를 유지했습니다.

구리 황화물의 EE2 흡착 재현성 실험 (a); CuS, 사용 후 CuS의 XRD 패턴 (b); 사용 후 CuS의 SEM 이미지 (c); 사용 후 CuS의 TEM 이미지 (d)

흡착 메커니즘

속도론 실험

그림 12a는 시간이 지남에 따라 구리 황화물이 흡착한 EE2 양의 변화를 보여줍니다. 흡착량은 시간이 지남에 따라 점차 증가했으나 증가폭은 점차 줄었습니다. 그림 12b, c는 구리 황화물의 EE2 흡착에 대한 준1차, 준2차 속도론 피팅 결과입니다. 표 1은 속도론 모델 매개변수를 보여줍니다. $\ln (q_e-q_t)$ 대 $t$ 그래프로 준1차 속도론 식을 얻고 $K_1$을 기울기로 구했습니다. $t/q_t$ 대 $t$ 그래프로 준2차 속도론 식을 얻고 $K_2$를 절편으로 계산했습니다. 표 1에서 준1차 속도론의 $R^2$는 0.9784, 준2차 속도론의 $R^2$는 0.9916으로 준2차 모델이 더 선형적입니다. 또한 이론식으로 계산한 이론 평형 흡착량($q_{e,cal}$)과 실험으로 얻은 흡착량($q_{e,exp}$)을 비교했을 때 준2차 모델에서 두 값이 더 가까웠습니다. 종합하면 구리 황화물의 EE2 흡착 과정은 준2차 속도론 모델을 따릅니다.

구리 황화물 흡착량의 시간 변화 (a), 준1차 속도론 모델 (b), 준2차 속도론 모델 (c)

등온 흡착 실험

그림 13a는 298 K에서 구리 황화물의 등온 흡착 곡선입니다. EE2 농도가 높을수록 흡착량이 커짐을 볼 수 있습니다. 그림 13b, c는 Langmuir와 Freundlich 등온 피팅 곡선입니다. 표 2는 두 모델의 매개변수입니다. Langmuir 모델은 $1/q_e$ 대 $1/C_e$ 직선으로 피팅해 절편에서 $q_m$, 기울기에서 $K_L$을 구했습니다. Freundlich 모델은 $\ln C_e$ 대 $\ln q_e$ 직선으로 피팅해 절편에서 $K_F$, 기울기에서 $1/n$을 구했습니다. 표 2의 매개변수에서 Langmuir 모델의 선형 상관 계수가 더 좋아 구리 황화물의 EE2 흡착이 Langmuir 모델에 더 부합하며, 이론적 최대 흡착량 $q_m$은 147.06 mg/g에 달합니다.

298 K 구리 황화물 EE2 흡착 등온 곡선 (a), Langmuir 등온 피팅 (b), Freundlich 등온 피팅 (c)

열역학 실험

그림 14와 같이 $\ln K_C$ 대 $-1/T$ 선형 피팅으로 $\ln K_C = 1268.1 (-1/T) + 43.37$ 식을 얻었습니다. 기울기에서 Δ$H^θ$, 절편에서 Δ$S^θ$를 구한 뒤 식 (7)로 298 K, 308 K, 318 K에서의 Δ$G^θ$를 계산했습니다(표 3). 표에서 구리 황화물의 EE2 흡착 깁스 자유 에너지(Δ$G^θ$)는 음수, 엔탈피(Δ$H^θ$)는 양수, 엔트로피(Δ$S^θ$)는 양수로, 흡착이 엔트로피가 증가하는 자발적 흡열 과정임을 알 수 있습니다. 문헌[29]에 따르면 Δ$G^θ$가 -20~0 kJ/mol 사이면 물리 흡착, -400~-80 kJ/mol 사이면 화학 흡착입니다. 표 3에서 계산된 Δ$G^θ$ 값은 -1.84 kJ/mol(298 K), -5.44 kJ/mol(308 K), -9.04 kJ/mol(318 K)로 물리 흡착에 속합니다. 흡착 과정에서 여러 흡착력에 의한 흡착열 절대값은[30, 31]: 반데르발스 힘 4–10 kJ/mol, 소수성 상호작용 5 kJ/mol, 수소 결합 2–40 kJ/mol, 화학 흡착 힘 60 kJ/mol 이상입니다. 실험에서 얻은 Δ$H^θ$ = 105.44 kJ/mol은 구리 황화물의 EE2 흡착이 화학 흡착 특성도 있음을 시사합니다. 표 3에서 Δ$S^θ$ > 0이므로 구리 황화물의 EE2 흡착 과정은 용액 시스템의 무질서도를 증가시키는 과정입니다.

구리 황화물 EE2 흡착 열역학 피팅

결론

본 논문에서는 수열법으로 관형 나노 구리 황화물을 합성했습니다. 합성된 구리 황화물을 17α-에티닐 에스트라디올(EE2) 흡착제로 사용한 결과 우수한 흡착 특성을 보였습니다. 25°C에서 50 mL의 5 mg/L EE2 용액에 15 mg 흡착제를 적용했을 때 180분 후 흡착 평형에 도달했고 흡착률은 약 90%였습니다. 흡착 메커니즘은 준2차 속도론 모델과 일치했습니다. 등온 흡착 모델은 Langmuir 모델과 부합했으며 구리 황화물의 이론적 최대 흡착 용량은 147.06 mg/g에 달했습니다. 열역학 연구에서 깁스 자유 에너지 Δ$G^θ$ < 0, 엔탈피 Δ$H^θ$ > 0, 엔트로피 Δ$S^θ$ > 0으로 전체 흡착 과정은 엔트로피가 증가하는 자발적 흡열 과정임이 확인되었습니다. Δ$H^θ$와 Δ$G^θ$ 값 분석 결과 흡착 과정에 화학 흡착과 물리 흡착이 공존함이 밝혀졌습니다. 또한 합성된 나노 구리 황화물 흡착제는 연구 조건에서 상당히 안정적이었습니다. 나노 구리 황화물 흡착제를 이용한 EE2 흡착은 실행 가능하고 효율적입니다.

데이터 및 재료 가용성

본 논문의 결론을 뒷받침하는 모든 데이터는 논문 내에 포함되어 있습니다.

약어

BDDT:
Brunauer-Deming-Teller
BET:
Brunauer-Emmett-Teller 측정
EDCs:
환경 내분비 교란 물질
EE2:
17α-에티닐 에스트라디올
IEP:
등전점
POPs:
잔류성 유기 오염물질
SEM:
주사 전자 현미경
TEM:
투과 전자 현미경
UPLC:
초고성능 액체 크로마토그래피
XRD:
X선 회절

나노물질

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