염화동 에칭 공정에서 발생한 철염 폐수를 전구체로 활용하여 마그네타이트(Fe3O4)를 합성하고, 이를 인산염 흡착 및 회수에 적용하였다. 합성 조건 최적화를 위하여 Box–Behnken Design를 적용한 반응표면분석법(Response Surface Methodology, RSM)을 활용하여 회귀모델을 구축하였다. 모델을 통해서 도출한 최적 합성 조건은 Fe3+/Fe2+ 비율 1.7, NaOH 농도 0.7 N, 숙성 시간 86.3분으로 확인되었다. 해당 조건에서 합성된 마그네타이트는 10.9 mg-P g-1 마그네타이트의 인산염 흡착 용량을 나타내었다. 기기 분석 결과, 최적화된 마그네타이트는 고순도 결정 구조와 초상자성 특성을 나타냈으며, 비표면적과 반응성이 향상된 것이 확인되었다. 또한 연속 회분식 반응조(Sequencing Batch Reactor, SBR)에 적용한 결과, 5회 반복 흡착–탈착 동안 평균 인산염 회수율은 46.6%로 나타났다. 유입 인산염 농도가 200 mg-P L-1의 고농도 조건에서도 회수율이 안정적으로 유지되어, 마그네타이트가 인산염 흡착제로서의 활용 가능성과 안정성을 입증하였다.

자성유체 유체씰에 사용할 수 있는 마그네타이트를 공침법에 의하여 합성하였다. 마그네타이트의 평균입자크기는 동적광산란 측정장치(DLS)에 의해 약 10-12 nm 로 측정되었다. XRD 측정결과, NH4OH 의 농도가 증가함에 따라 마그네타이트의 결정화도가 증가하였다. 수중 분산된 자성유체의 제타전위는 -49.3 mV 에서 -26.2 mV 까지 DLS에 의하여 측정되었다. 입자의 형상은 구형이었고, 수상과 유상 자성유체에서 스파이킹 효과를 확인하였다.

The Cuo-Magnetite and ZnO-Magnetite catalysts with various of Cuo and ZnO mole% for Carbon Dioxide decomposed reaction synthesized. The catalysts were reduced by H2 at 350℃ for 3 hours. The temperature was obtained by TGA and DSC experiments. The structures of catalysts were confirmed by X-ray diffraction experiment. The surface area of catalysts is 15~27 m2/g. The results of Carbon Dioxide decomposed ability was better H2-reduced magnetite catalysts with 0.03 mole% CuO and 0.03 mole% ZnO than others catalysts. After Carbon Dioxide decomposed reaction, catalysts were reacted H2 and created only methane.

Magnetite (Fe3O4) has been prepared directly to avoid the reduction process prior to the H2 production from the high temperature water gas shift reaction of the simulated waste derived synthesis gas. Citric acid has been employed as a complexing agent for the direct synthesis of magnetite. Notably, without the reduction process, the catalyst prepared at the citric acid molar ratio of 1.0 showed 80% CO conversion at 350℃ at a gas hourly space velocity of 40,057 h-1.