Magnetite Nanoparticles Containing Nanoporous Carbon for the Adsorption of Ibuprofen

본 연구에서는 레졸, 질산철 그리고 트리블럭 공중합체를 이용하여 직접 탄화과정에 의해 자성체 나노입자가 분산된 탄소나노세공체를 합성하였다. 나노세공 마그네타이트/카본(<TEX>Fe₃O₄</TEX>/carbon) 나노복합체는 낮은 마그네타이트 함량(1 wt%)을 가지고 잘 배열된 이차원적 육방체 구조(p6mm)를 보이며, 균일한 세공크기(3.6 nm), 높은 표면적(635 <TEX>m²/g</TEX>)과 세공부피(0.48 <TEX>cm³/g</TEX>)를 가진다. 작은 입자크기(10.2 nm)를 가지는 마그네타이트 나노입자는 초상자기성(7.7 emu/g)을 보이고 탄소 세공벽 내에 잘 분산되었다. 나노세공 마그네타이트/카본 물질은 최대 995 mg/g의 아이부프로펜 흡착량을 보였다. 또한, 자석을 이용하여 용액과 나노세공 마그네타이트/카본 물질의 분리가 용이하였다. 본 연구에서 제조된 나노복합체는 우수한 아이부프로펜 흡착제로 작용하였다. Preliminary studies on the synthesis of magnetic nanoparticles including nanoporous carbon materials have been done via a direct carbonization process from resol, ferric nitrate and triblock copolymer F127. The results show that the nanoporous magnetite/carbon (<TEX>Fe₃O₄</TEX>/carbon) with a low <TEX>Fe₃O₄</TEX> content (1 wt%) possesses an ordered 2-D hexagonal (p6mm) structure, uniform nanopores (3.6 nm), high surface areas (up to 635 <TEX>m²/g</TEX>) and pore volumes (up to 0.48 <TEX>cm³/g</TEX>). Magnetite nanoparticles with a small particle size (10.2 nm) were confined in the matrix of amorphous carbon frameworks with superparamagnetic property (7.7 emu/g). The nanoporous magnetite/carbon showed maximum adsorption amount (995 mg/g) of ibuprofen after 24 h at room temperature. The nanoporous magnetite/carbon was separated from solution easily by using a magnet. The nanoporous magnetite/carbon material is a good adsorbent for hydrophobic organic drug molecules, i.e. ibuprofen.