Macroreticular형 amidoxime계 chelate resin의 합성과 그의 중금속 흡착능

Abstract

본 연구에서는 가교 PAN resin matrix를 hydroxylamine으로 아미드옥심화시켜 절대이온흡착량과 흡착속도가 우수한 amidoxime계 macroreticular chelate resin의 제조법을 확립하였다. 가교제로서 소수성인 DVB(divinylbenzene), 친수성인 EGD(ethylene glycol dimethacrylate), BDD(butanediol dimethacrylate), TGD_3(triethylene glycol dimethacrylate), TGD(tetraethylene glycol dimethacrylate)를 단독 혹은 DVB/EGD, DVB/BDD, DVB/TGD_3, DVB/TGD를 혼합하여 사용하였다. 혼합가교의 경우 단독가교제의 단점이 보완되어 물리적인 안정성 및 금속이온흡착능과 흡착속도가 우수한 Chelate Resin을 얻을 수 있었다. 고가의 가교제인 TGD를 대체할 수 있는 가교제로서 TGDA(tetraethylene glycol diacrylate)의 사용가능성을 타진해보았다. 그 결과 TGD를 사용했을 때보다 절대 금속이온흡착능과 흡착속도가 현저히 상승되었다. 아미드옥심화 조건에 따라서 금속이온흡착능과 흡착속도가 달라지는데 최적의 아미드옥심화 조건으로서 ?CN/NH_2 OH의 비율은 1/1~1/6 범위, 반응온도는 60~90℃ 범위, 반응시간 1~6시간 범위가 바람직한 것으로 판단되었다. 또한, 아미드옥심화시키기전 사전 처리와 아미드옥심화시킨 후 NaOH처리에 의한 금속이온흡착능과 흡착속도에 미치는 영향을 살펴보았는데 사전 처리법을 거친 시료들은 NaOH 후처리에 의해 금속이온흡착능과 흡착속도가 급격히 상승하였다. 그리고 NH_2 OHㆍH^+ Cl^- -diethylenetriamine 또는 (NH_2 OH)_2 H_2 SO_4 -diethylenetriamide으로 아미드옥심화시켜 유사-amidoxime계 chelate resin을 제조하였는데 흡착회수율과 흡착속도의 상승을 확인하였다. 본 연구에서 제조된 amidoxime계 macroreticular형 chelate resin은 Cu^+2, Cr^+2, Cd^+2, Fe^+2, Fe^+2, Pb^+2 이온등에 대해서 우수한 흡착능을 보였다. ; In this study, crosslinked PAN resin matrix were reacted with hydroxylamine to prepare for chelating resins containing amidoxime groups. Abtained amidoxime type chelate resins showed excellent metal ion absorption capacity and metal ion adsorption rate. As crosslinking agents, DVB(divinylbenzene), EGD(ethylene glycol dimethacrylate), BDD(butanediol dimethacrylate), TGD_3(triethylene glycol dimethacrylate), TGD(tetraethylene glycol dimethacrylate) were used. Simultaneous use of DVB and EGD, BDD, TGD_3 or TGD were carried out in order to enhance the resin hydrophilicity. Mixed crosslinked resins showed high physical stability, exellent metal ion absorption capacity and metal ion absorption rate. Resins prepared with TGDA(tetraethylene glycol diacrylate) had higher adsorption capacity than those of TGD. The effects of amidoximation condition were investigated. According to the ideal amidoximation condition results, it was elucidated that ratio of ?CN/NH_2 OH is 1/1~1/6, reaction temperature is 60~90℃ and reaction time is 1~6 hr. Also it was elucidated that the absorption rate for metal ion was remarkably increased by NaOH treatment. Pseudo- amidoxime type chelate resins by amidoximation NH_2 OHㆍH^+ Cl^- -diethylenetriamine or (NH_2 OH)_2 H_2 SO_4 -diethylenetriamide that showed high adsorption capacity and rate. According to the metal ion adsorption results, it was elucidated that showed selectivity and high adsorption capacity to Cu^+2, Cr^+2, Cd^+2, Fe^+2 and Pb^+2.