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폐기물 활용 코어-쉘 나노섬유 제조

Scalable and Systematical Conversions of Domestic Wastes to Core–Sheath Nanofibers for Photocatalytic Degradation of Antibiotics

Ran Dong, Yingao Ru, Xi Zhang 외 4인·ACS Omega·발표 2026.07· 4 인용
최근 1년 4회 인용

한국어 핵심 요약

복잡한 나노구조의 대량 나노제조는 실험실 설계에서 산업 응용으로의 전환을 제한하는 중요한 과제입니다. 본 연구는 새로운 “니들-제한 영역 자유 표면” 삼축 전기방사 공정을 개발하여 개념적 및 방법론적 진보를 보고합니다. 폐 PET 음료병을 다유체 방사구로 혁신적으로 전환하는 독특한 폐기물-자원 개념을 제시합니다. 이 확장 가능한 장치는 폐 PS 폼을 주 매트릭스로 사용하여 표면 다공성 코어-쉘 나노섬유를 대량 제조하는 데 활용되었습니다. 이 나노섬유는 촉매 노출을 극대화하기 위한 다공성 PS/TiO2 외피와 견고한 기계적 특성을 부여하는 PAN 코어로 구성됩니다. 제조 접근 방식의 개념 증명으로, 결과 멤브레인은 항생제 폐수 처리에 적용되어 우수한 친수성, 향상된 기계적 특성, 높은 비표면적 및 뚜렷한 표면 다공성을 나타냈습니다. 모의 테트라사이클린 폐수 용액(pH 8)에서 2시간 이내에 광촉매 분해 효율이 70.05%에 도달했으며, 4회 재사용 후에도 66.74%로 유지되었습니다. 이 니들 기반 및 자유 표면 전기방사 통합은 다양한 다중 챔버 나노구조의 원스텝 확장 가능한 배치 생산을 위한 간단한 플랫폼을 구축하여 첨단 나노물질 제조에 강력한 지원을 제공합니다.

섹션 미리보기

연구 배경

복잡한 나노구조의 대량 생산은 실험실 연구를 산업 응용으로 전환하는 데 핵심적인 난제로 남아있습니다. 기존 나노제조 공정은 확장성과 효율성 측면에서 한계를 가집니다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하기 위한 새로운 접근법을 제시합니다.

핵심 발견

폐기물(PET 병, PS 폼)을 활용한 새로운 삼축 전기방사 공정을 통해 표면 다공성 코어-쉘 나노섬유를 대량 제조했습니다. 이 나노섬유는 항생제 폐수 처리에서 70% 이상의 높은 광촉매 분해 효율과 우수한 재사용성을 보였습니다. 이는 폐기물 재활용과 나노물질 제조의 혁신적인 통합을 의미합니다.

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