자기 조합 TiO2/Fe3O4 및 그래핀 복합체에 의한 수용액에서 우라늄(VI)의 향상된 광촉매 제거

방사성 폐수에서 우라늄의 분리 및 회수는 환경 보호와 우라늄 재사용 관점에서 중요하다. 본 연구에서는 자기 수집이 가능한 TiO2/Fe3O4 및 그 그래핀 복합체를 제작하고 수용액에서 U(VI)의 광촉매 제거에 활용하였다. 자외선(UV) 조사하에 TiO2/Fe3O4의 U(VI) 환원에 대한 광반응성이 순수 TiO2에 비해 19.3배 높다는 사실이 밝혀졌으며, 이는 TiO2 광전자에 의해 Fe3O4가 환원됨으로써 생성된 Fe0 및 추가적인 Fe(II)와 강한 상관관계를 가진다. 초기 우라늄 농도, 용액 pH, 이온 강도, 폐수 성분 및 유기 오염 물질이 TiO2/Fe3O4에 의한 U(VI) 제거에 미치는 영향이 체계적으로 조사되었다. 결과는 우라늄 오염 정화에 있어 그 우수한 성능을 입증하였다. 그래핀은 TiO2 광전자를 효율적으로 유인하고 Fe3O4로의 전달을 감소시킬 수 있기 때문에, TiO2/그래핀/Fe3O4 복합체에서 Fe3O4의 광용해가 TiO2/Fe3O4에 비해 크게 완화되어 이 삼원 복합체의 안정성이 훨씬 높아진다. 또한, 주사 전자 현미경(SEM), X선 회절(XRD), X선 흡수 근접 엣지 분광법(XANES), X선 광전자 분광법(XPS)을 사용하여 반응 메커니즘을 탐구하였다.