수용액 중에서 산업적으로 다양한 응용을 갖는 핵심 원소인 붕소의 회수를 목적으로, 수용액 내 붕소에 대해 탄소 섬유를 효과적인 흡착제로 사용하는 방안을 탐색하였으며, 반복적인 붕소 흡착 및 탈착 과정에서 탄소 섬유의 변화 양상을 조사하였다. 본 연구에서는 전기방사로 제조한 PAN 섬유를 탄화하여 질소 도핑 탄소 섬유로 전환하였다. 그 결과 얻어진 섬유 매트는 붕산 용액에서 붕소 흡착을 수행한 후 HCl 용액에서 재생(regeneration)하며, 이러한 과정을 여러 차례 반복하여 탄소 섬유의 재사용성을 평가하였다. SEM 분석을 통해 PAN 섬유 및 탄화된 섬유의 전기방사가 성공적으로 수행되었음을 확인하였고, EDS 및 XPS 분석으로는 그래핀 유사 표면에 도핑된 질소가 존재함을 확인함과 동시에 그에 따른 효과적인 붕소 흡착이 가능함을 규명하였다. 이어서 ICP-OES 결과, 붕소 흡착은 실온에서도 ~1시간 내에 평형 흡착 용량에 도달하여 완료됨을 보여주었으며, 섬유의 재생이 진행될수록 흡착 용량이 증가하였다. 이러한 경향은 재생 과정에서 섬유의 물리적 파손 및 분쇄가 발생하면서 비표면적이 증가했음을 SEM 및 BET 분석을 통해서도 확인되었다. 결론적으로, 본 연구에서 제안한 탄소 섬유는 작동 가능한 재사용성을 바탕으로 수용액 중 붕소 회수에 적용 가능하다.

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