저널커버디자인 / Analytical Methods / 07 October 2025, Issue 37,

https://pubs.rsc.org/en/journals/journalissues/ay#!issueid=ay017037&type=current&issnprint=1759-9660

Analytical Methods 에서 front cover로 선정이 되었습니다.

Abstract

지속가능한 바이오매스 기반 탄소 코팅 니들을 이용한 프탈레이트의 헤드스페이스-니들내 미세추출 분석

프탈레이트는 다양한 제품에서 가소제로 사용되며, 내분비계 교란 가능성으로 인해 환경 및 건강 위험을 초래한다. 프탈레이트의 검출에는 흡착 기반 추출과 같은 적절한 시료 전처리가 필요하다. 본 연구에서는 시든 꽃을 가수열탄화(hydrothermal carbonization) 및 후속 활성화를 통해 활성 하이드로차(activated hydrochar)로 전환하고, 이를 프탈레이트 분석을 위한 니들내 미세추출(in-needle microextraction) 흡착제로 활용하는 방안을 탐구하였다. 구체적으로 장미 꽃잎과 줄기를 가수열탄화한 후, Box–Behnken 설계 및 반응표면분석(response surface methodology)을 적용하여 활성화 조건을 최적화하였다. 얻어진 활성 하이드로차는 솔–젤 중합법을 통해 니들 내부에 코팅되어 폴리디메틸실록산/활성 하이드로차 복합체를 형성하였다.

가수열탄화 및 활성화의 최적 조건은 시든 장미 7.5 g을 사용하여 210 °C에서 18시간 반응 후, 멜라민과 바이오매스의 비율을 1:1, 수산화칼륨과 바이오매스의 비율을 5:1로 하여 600 °C에서 활성화하는 것으로 확인되었으며, 이후 GC-MS 분석을 수행하였다. 합성된 흡착제는 BET 비표면적 분석, FE-SEM, FT-IR 분광법, TGA 등의 다양한 분석 기법을 통해 특성화되었다.

헤드스페이스 추출을 위해 최적화된 이 혁신적인 니들내 미세추출법은 프탈레이트 추출에 높은 효율을 보였다. 검출한계(LOD), 정량한계(LOQ), 직선성(linearity), 회수율(recovery) 등의 지표를 통해 방법의 유효성이 검증되었으며, 지속가능하고 효과적인 시료 전처리 기술로 평가될 수 있다. 본 연구는 본 방법이 제작이 용이하고, 보관이 편리하며, 비용 효율적일 뿐만 아니라, 프탈레이트 검출을 위한 고급 시료 전처리 기술로 활용 가능함을 보여준다.