이온성 액체를 이용하여 질산 용액으로부터 Am(III)과 Eu(III)의 추출 거동을 조사하고 이온성 액체의 활용가능성을 살펴보았다. 이온성 액체로는 1-alkyl-3- methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide ([$C_nmim$][$Tf_2N$])을 사용하였고, n-octyl(phenyl) N,N-diisobutyl carbamoylmethyl phosphine oxide (CMPO)와 tri-n-butylphosphate (TBP)를 추출제로 사용하여, Am(III)과 Eu(III)의 추출 분배계수를 질산농도, CMPO, TBP와 같은 변수들의 함수로서 측정하였다. 이온성 액체를 사용함으로써 기존의 n-doodecane (n-DD)과 비교하여 추출 효율이 현저히 증가하였다. 질산 용액의 농도가 높을수록 Am(III)과 Eu(III)의 추출률은 감소하였으며, Eu(III)의 추출률은 Am(III)보다 전반적으로 작았다. 이온성 액체를 이용한 Am(III)과 Eu(III)의 추출 메카니즘은 n-DD와 같은 분자성 유기용매를 사용하는 경우와는 달리 양이온 교환 메카니즘에 의해 일어나는 것으로 판명되었다. 사용한 모든 이온성 액체에 대하여 Am(III)과 Eu(III)의 추출 분배계수는 CMPO의 농도가 높을수록 증가하고, CMPO 농도에 대한 추출 데이터의 직선 기울기 값은 약 3.0으로 이온성 액체를 이용한 Am(III)과 Eu(III)의 추출반응에서 3분자의 CMPO가 복합착물을 형성하는 것으로 나타났다.
이온성 액체를 이용하여 질산 용액으로부터 Am(III)과 Eu(III)의 추출 거동을 조사하고 이온성 액체의 활용가능성을 살펴보았다. 이온성 액체로는 1-alkyl-3- methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide ([$C_nmim$][$Tf_2N$])을 사용하였고, n-octyl(phenyl) N,N-diisobutyl carbamoylmethyl phosphine oxide (CMPO)와 tri-n-butylphosphate (TBP)를 추출제로 사용하여, Am(III)과 Eu(III)의 추출 분배계수를 질산농도, CMPO, TBP와 같은 변수들의 함수로서 측정하였다. 이온성 액체를 사용함으로써 기존의 n-doodecane (n-DD)과 비교하여 추출 효율이 현저히 증가하였다. 질산 용액의 농도가 높을수록 Am(III)과 Eu(III)의 추출률은 감소하였으며, Eu(III)의 추출률은 Am(III)보다 전반적으로 작았다. 이온성 액체를 이용한 Am(III)과 Eu(III)의 추출 메카니즘은 n-DD와 같은 분자성 유기용매를 사용하는 경우와는 달리 양이온 교환 메카니즘에 의해 일어나는 것으로 판명되었다. 사용한 모든 이온성 액체에 대하여 Am(III)과 Eu(III)의 추출 분배계수는 CMPO의 농도가 높을수록 증가하고, CMPO 농도에 대한 추출 데이터의 직선 기울기 값은 약 3.0으로 이온성 액체를 이용한 Am(III)과 Eu(III)의 추출반응에서 3분자의 CMPO가 복합착물을 형성하는 것으로 나타났다.
The applicability of room temperature ionic liquids (RTILs), 1-alkyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide ([$C_nmim$] [$Tf_2N$]), was investigated for the extraction of Am(III) and Eu(III) from nitric acid using n-octyl(phenyl)-N,N-diisobutyl carbamoylmethyl ph...
The applicability of room temperature ionic liquids (RTILs), 1-alkyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide ([$C_nmim$] [$Tf_2N$]), was investigated for the extraction of Am(III) and Eu(III) from nitric acid using n-octyl(phenyl)-N,N-diisobutyl carbamoylmethyl phosphine oxide (CMPO) and tri-n-butylphosphate (TBP) as extractants. The distribution ratios of Am(III) and Eu(III) in CMPO-TBP/[$C_nmim$][$Tf_2N$] were measured as a function of various parameters such as the concentrations of nitric acid, CMPO, and TBP. The results were compared with those obtained in CMPO-TBP/n-dodecane (n-DD). With comparable concentrations of the extractants, the distribution ratios obtained with RTILs were much higher than those obtained with n-DD. It was observed that the extraction efficiency was less for Eu(III) than for Am(III). The extraction of Am(III) and Eu(III) decreased with increases in the feed acidity for all three RTILs. The results suggest that the extraction of Am(III) and Eu(III) by CMPO in RTILs from nitric acid proceeds through the cation-exchange mechanism. The distribution ratios of Am(III) and Eu(III) increased with increases in the concentration of CMPO for all three RTILs. A linear regression analysis of the extraction data resulted in a straight line with a slope of about 3, suggesting the involvement of 3 molecules of CMPO during the extraction process.
The applicability of room temperature ionic liquids (RTILs), 1-alkyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide ([$C_nmim$] [$Tf_2N$]), was investigated for the extraction of Am(III) and Eu(III) from nitric acid using n-octyl(phenyl)-N,N-diisobutyl carbamoylmethyl phosphine oxide (CMPO) and tri-n-butylphosphate (TBP) as extractants. The distribution ratios of Am(III) and Eu(III) in CMPO-TBP/[$C_nmim$][$Tf_2N$] were measured as a function of various parameters such as the concentrations of nitric acid, CMPO, and TBP. The results were compared with those obtained in CMPO-TBP/n-dodecane (n-DD). With comparable concentrations of the extractants, the distribution ratios obtained with RTILs were much higher than those obtained with n-DD. It was observed that the extraction efficiency was less for Eu(III) than for Am(III). The extraction of Am(III) and Eu(III) decreased with increases in the feed acidity for all three RTILs. The results suggest that the extraction of Am(III) and Eu(III) by CMPO in RTILs from nitric acid proceeds through the cation-exchange mechanism. The distribution ratios of Am(III) and Eu(III) increased with increases in the concentration of CMPO for all three RTILs. A linear regression analysis of the extraction data resulted in a straight line with a slope of about 3, suggesting the involvement of 3 molecules of CMPO during the extraction process.
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문제 정의
DTPA는 악틴족과 란탄족 원소를 분리하기 위해 수용상에 첨가하는 가용성(aqueous soluble) 착화제(complexingagent)로서, 일반적으로 다성분 용매 추출계에 DTPA를 첨가하게 되면 추출 성분들의 추출률은 낮아지고 분배계수는 감소하지만, 특정 성분에 대한 선택도를 증가시키는 효과가 있다[18]. 본 연구에서는 Am(Ⅲ)과 Eu(Ⅲ)의 추출실험에서 DTPA를 이용하여 Am(Ⅲ)과 Eu(Ⅲ)의 분리 가능성을 살펴보았다.
본 연구에서는 친환경성 대체물질로 각광을 받고 있는 이온성 액체를 이용하여 핵주기 발생 폐기물과 제염 발생 폐기물을 처리하기 위한 기술을 개발하고자 하며, 그의 일환으로 기존에 사용 중인 n-dodecane (n-DD)을 이온성 액체(Ionic Liquids; ILs) 로 대체 사용하여 악틴족 및 란탄족 금속 원소들의 추출거동을 조사하고, 이온성 액체의 대체물질로서의 활용가능성을 살펴보았다. 이를 위하여 악틴족과란탄족의 대표원소로서 각각 Am(Ⅲ)과 Eu(Ⅲ)을 선정하여 n-octyl(phenyl)-N,N-diisobutyl carbamolylmethyl phosphine oxide (CMPO)-tri-n-butyl phosphate (TBP) / ILs 계에서의 추출 실험을 수행하였다.
이미다졸리움 계열의 이온성 액체를 이용하여 질산용액으로부터 악틴족 및 란탄족 금속 원소의 추출 거동 및 이온성 액체의 대체용매로서의 활용가능성을 조사하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 이온성 액체 [Cnmim][Tf2N] (n = 4, 6, 8)는 분자성 유기용매와는 달리 질산용액의 농도 증가에 따라 추출 분배계수 값이 감소하며, 양이온 알킬그룹의 탄소사슬 수가 증가할수록 추출률은 감소한다.
8 M이었다는 결과가 보고된 바 있다[16]. 이와 같은 질산의 추출률을 알아보기 위하여 이온성 액체의 질산 추출 실험을 수행하였다. 이온성 액체 ([Cnmim][Tf2N] 또는 CMPO-TBP/[C4mim][Tf2N])를 농도가 0.
이와 같은 경향은 분자성 유기용매에서는 통상 관측되는 것이지만, 유기상 용매로서 이온성 액체를 사용했을 때는 추출 메카니즘이 다르기 때문에 다른 경향을 보인다. 즉 수용상의 산 농도가 높을수록 금속이온의 추출률이 감소할 수 있는데 이에 대해서는 추출 메카니즘과 관련하여 후속 절에서 기술하기로 한다.
제안 방법
Am(Ⅲ)과 Eu(Ⅲ)의 추출 실험은 질산용액 수용상과 CMPOTBP/ILs의 이온성 액체 유기상의 부피비가 1:1이 되도록 하여 모두 상온의 조건에서 수행하였다. 원하는 농도의 질산용액과 미리 선평형(pre-equilibration)시켜 놓은 CMPO-TBP/[Cnmim][Tf2N] 1 mL를 0.
CMPO-TBP/ILs에 의한 Am(Ⅲ)과 Eu(Ⅲ)의 추출 시 질산용액의 농도가 추출률에 미치는 영향을 알아보기 위하여 유기상을 0.05 M CMPO-1.1 M TBP/[Cnmim][Tf2N] (n=4, 6,8)으로 하여 추출실험을 수행하였다. 질산용액의 농도는 0.
3 M로 조절하며 실험한 결과이다. 그리고 추출 메카니즘이 다를 것으로 생각되는 분자성 유기용매인 n-DD에 대하여 동일한 실험을 수행한 결과도 함께 비교해 놓았다. 그림에서 보는 바와 같이 n-DD의 경우에는 금속 이온들의 추출률이 [Cnmim]+의 농도 변화에 따라 변하지 않는다.
이온성 액체는 추출 공정에서 일반적으로 사용하는 n-DD, kerosene 등과 같은 분자성 유기용매보다는 점성이 훨씬 높기[1] 때문에 수용상에서 유기상으로의 물질전달 속도가 느릴 것으로 예상되며, 이온성 액체를 이용한 금속 이온의 추출에 있어서는 추출 속도가 중요한 변수 중의 하나가 될 것이다. 따라서 질산용액으로부터 이온성 액체로의 추출 반응속도를 알아보기 위하여 Am(Ⅲ)과 Eu(Ⅲ)의 분배계수를 추출 시간을 달리하며 측정하였다. 추출 조건은 수용상 질산의 농도를 2 M로 하고 유기상의 CMPO와 TBP의 농도를 각각 0.
이때 이온성 액체로는 음이온 bis(trifluoromethylsulfonyl)imide (Tf2N-)를 갖는 이미다졸리움계열의 이온성 액체를 이용하여 Am(Ⅲ)과 Eu(Ⅲ)의 추출 분배계수를 질산용액과 CMPO 농도의 함수로서 구하였고 이로부터 추출 메카니즘을 규명하고자 하였다. 또한 착화제로 Diethylene triaminepentaacetic acid (DTPA)를 사용하여 Am(Ⅲ)과 Eu(Ⅲ)의 상호분리 가능성도 살펴보았다.
4에 나타냈다. 분자성 유기용매인 n-DD에 대하여도 동일한 조건에서 추출실험을 수행하고 그 결과를 함께 비교해 놓았다. 본 그림에는 나타내지 않았으나 추출 과정에서 유기상 물질에 CMPO를 첨가하지 않았을 때는 분배계수의 값이 약 10-2 정도로 Am(Ⅲ)과 Eu(Ⅲ)이 거의 추출되지 않았고, CMPO를 첨가하게 되면 분배계수가 크게 증가하였다.
수용상질산용액의 농도는 2 M로 하였고, 유기상 이온성 액체의 조건은 0.05 M CMPO–1.1 M TBP/[Cnmim][Tf2N] (n = 4, 6, 8)로하여 추출 실험을 수행하였으며, 온도의 변화에 대한 Am(Ⅲ)과 Eu(Ⅲ)의 추출 분배계수를 Fig. 9에 나타냈다.
원하는 농도의 질산용액과 미리 선평형(pre-equilibration)시켜 놓은 CMPO-TBP/[Cnmim][Tf2N] 1 mL를 0.1∼6 M 농도의 질산용액 1 mL와 함께 바이얼에 주입하고, 여기에 추적자로서 241Am과 152Eu를 각각 1 μL씩 첨가한 후 2 시간동안 진탕하여 241Am과 152Eu이 유기상의 이온성 액체로 추출되도록 한다.
이때 이온성 액체 내 TBP의 농도를 0∼1.1 M로 변화시키며 추출실험을 수행하였다.
이를 위하여 악틴족과란탄족의 대표원소로서 각각 Am(Ⅲ)과 Eu(Ⅲ)을 선정하여 n-octyl(phenyl)-N,N-diisobutyl carbamolylmethyl phosphine oxide (CMPO)-tri-n-butyl phosphate (TBP) / ILs 계에서의 추출 실험을 수행하였다. 이때 이온성 액체로는 음이온 bis(trifluoromethylsulfonyl)imide (Tf2N-)를 갖는 이미다졸리움계열의 이온성 액체를 이용하여 Am(Ⅲ)과 Eu(Ⅲ)의 추출 분배계수를 질산용액과 CMPO 농도의 함수로서 구하였고 이로부터 추출 메카니즘을 규명하고자 하였다. 또한 착화제로 Diethylene triaminepentaacetic acid (DTPA)를 사용하여 Am(Ⅲ)과 Eu(Ⅲ)의 상호분리 가능성도 살펴보았다.
본 연구에서는 친환경성 대체물질로 각광을 받고 있는 이온성 액체를 이용하여 핵주기 발생 폐기물과 제염 발생 폐기물을 처리하기 위한 기술을 개발하고자 하며, 그의 일환으로 기존에 사용 중인 n-dodecane (n-DD)을 이온성 액체(Ionic Liquids; ILs) 로 대체 사용하여 악틴족 및 란탄족 금속 원소들의 추출거동을 조사하고, 이온성 액체의 대체물질로서의 활용가능성을 살펴보았다. 이를 위하여 악틴족과란탄족의 대표원소로서 각각 Am(Ⅲ)과 Eu(Ⅲ)을 선정하여 n-octyl(phenyl)-N,N-diisobutyl carbamolylmethyl phosphine oxide (CMPO)-tri-n-butyl phosphate (TBP) / ILs 계에서의 추출 실험을 수행하였다. 이때 이온성 액체로는 음이온 bis(trifluoromethylsulfonyl)imide (Tf2N-)를 갖는 이미다졸리움계열의 이온성 액체를 이용하여 Am(Ⅲ)과 Eu(Ⅲ)의 추출 분배계수를 질산용액과 CMPO 농도의 함수로서 구하였고 이로부터 추출 메카니즘을 규명하고자 하였다.
이온성 액체 ([Cnmim][Tf2N] 또는 CMPO-TBP/[C4mim][Tf2N])를 농도가 0.01∼6 M인 동일한 부피의 질산용액과 혼합 진탕하여 평형을 이루게 한 후, 수용상과 유기상 각각의 산도(acidity)를 NaOH를 이용한 산-염기 적정법에 의해 측정하였다.
이온성 액체를 이용한 Am(Ⅲ)과 Eu(Ⅲ)의 추출 시 추출 온도의 영향을 알아보기 위하여 25∼55℃ 범위에서 10℃ 간격으로 온도를 변화시켜가며 추출 실험을 수행하였다.
질산용액으로부터 이온성 액체를 이용하여 금속 이온을 추출할 때의 추출 평형에 대한 정보를 얻기 위하여 추출 속도(kinetics) 실험을 수행하였다. 이온성 액체는 추출 공정에서 일반적으로 사용하는 n-DD, kerosene 등과 같은 분자성 유기용매보다는 점성이 훨씬 높기[1] 때문에 수용상에서 유기상으로의 물질전달 속도가 느릴 것으로 예상되며, 이온성 액체를 이용한 금속 이온의 추출에 있어서는 추출 속도가 중요한 변수 중의 하나가 될 것이다.
1∼6 M 농도의 질산용액 1 mL와 함께 바이얼에 주입하고, 여기에 추적자로서 241Am과 152Eu를 각각 1 μL씩 첨가한 후 2 시간동안 진탕하여 241Am과 152Eu이 유기상의 이온성 액체로 추출되도록 한다. 추출 평형에 도달한 시료는 1 시간동안 방치하여 유기상과 수용상으로 분리한 다음, 분리된 유기상과 수용상으로부터 각각 0.5 mL씩 샘플을 채취하여 241Am과 152Eu의 방사능 농도를 MCA (multi channel analyzer, Model : Canberra DSA-1000, HPGe detector)를 이용하여 분석하였다. 한편, 이온성 액체와의 비교를 위하여 분자성 유기용매의 CMPO-TBP/n-DD에 대한 실험도 수행하였다.
5 mL씩 샘플을 채취하여 241Am과 152Eu의 방사능 농도를 MCA (multi channel analyzer, Model : Canberra DSA-1000, HPGe detector)를 이용하여 분석하였다. 한편, 이온성 액체와의 비교를 위하여 분자성 유기용매의 CMPO-TBP/n-DD에 대한 실험도 수행하였다.
대상 데이터
1에 나타냈다. 추출 분배계수 측정을 위한 추적자(tracer)로는 241Am과 152Eu를 2 M HNO3에 용해하여 만든 미국 IPL (Isotope Product Lab.)사의 제품을, 그리고 질산용액은 Merck사의 65% HNO3 시약급 제품을 구입하여 조건에 맞는 농도로 희석하여 사용하였다.
따라서 질산용액으로부터 이온성 액체로의 추출 반응속도를 알아보기 위하여 Am(Ⅲ)과 Eu(Ⅲ)의 분배계수를 추출 시간을 달리하며 측정하였다. 추출 조건은 수용상 질산의 농도를 2 M로 하고 유기상의 CMPO와 TBP의 농도를 각각 0.05 M과 1.1 M로 하였으며, 이온성 액체는 알킬 그룹의 탄소사슬 수가 커서 점도가 상대적으로 가장 큰 [C8mim][Tf2N]을 사용하였다. 실험 결과 추출 시간에 따른 분배계수의 변화를 Fig.
추출제인 CMPO와 TBP, 그리고 n-DD, DTPA 등은 모두 시약급의 Merck사 제품을, 그리고 이온성 액체는 ㈜씨트리 제품의 [Cnmim][Tf2N] (n=4, 6, 8) (1-alkyl-3-methyl imidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide)을 구입하여 각각 별도의 정제과정 없이 사용하였다. 사용한 이온성 액체와 CMPO의 분자구조를 Fig.
성능/효과
3.3 절에서 기술한 바와 같이 질산용액으로부터 CMPO/[Cnmim][Tf2N]를 이용한 Am(Ⅲ)과 Eu(Ⅲ)의 추출 시 CMPO/n-DD를 사용할 때와는 달리 질산농도의 증가에 따라 추출률이 감소한다. 이러한 이유는 유기상 용매의 종류에 따라 추출 반응의 메카니즘이 다르기 때문이다.
또한 [Cnmim]+양이온의 알킬그룹 탄소사슬 수가 작을수록 질산 추출률이 증가하는데,이는 탄소사슬 수가 작을수록 친수성(hydrophillic)이 강하기 때문에 이온성 액체에 질산용액이 보다 많이 용해되기 때문이다. CMPO-TBP가 함유된 CMPO-TBP/[C4mim][Tf2N]의 질산 추출률은 순수한 [C4mim][Tf2N]과 비교할 때 근소한 차이를 보이고 있으며, 따라서 CMPO-TBP 보다는 주로 이온성 액체에 의해 질산이 추출된다는 것을 알 수 있다. 이와 같이 질산이 유기상의 이온성 액체로 추출되며, 특히 수용상의 질산 농도가 높을 경우에는 상당량의 질산이 유기상으로 추출되기 때문에 수용상의 정확한 농도 조절을 위해서는 이온성 액체를이용한 추출 실험 전에 원하는 농도의 질산용액과 선평형(pre-equilibration)이 필수적이다.
n-DD의 경우에는 이온성 액체를 사용했을 때보다 분배계수 값이 훨씬 작게 나타난다. 따라서 Am(Ⅲ)과 Eu(Ⅲ)의 추출 시 n-DD를 이온성 액체로 대체하여 사용하게 된다면 추출 효율이 현저히 증가하리라는 것을 실험결과로부터 알 수 있다. 또 하나의 커다란 차이점은 n-DD의 경우에는 이온성 액체의 경우와는 달리 질산농도의 증가에 따라 분배계수가 증가한다는 것이다.
분자성 유기용매인 n-DD에 대하여도 동일한 조건에서 추출실험을 수행하고 그 결과를 함께 비교해 놓았다. 본 그림에는 나타내지 않았으나 추출 과정에서 유기상 물질에 CMPO를 첨가하지 않았을 때는 분배계수의 값이 약 10-2 정도로 Am(Ⅲ)과 Eu(Ⅲ)이 거의 추출되지 않았고, CMPO를 첨가하게 되면 분배계수가 크게 증가하였다. Am(Ⅲ)에 대하여는 이온성 액체를 사용한 경우에 질산농도 0.
반면에 [Cnmim][Tf2N]의 경우에는 금속 이온들의 추출률이 모든 이온성 액체에 대하여 [Cnmim]+의 농도 증가에 따라 조금씩 감소하는 경향을 보인다. 이상과 같이 수용 상의 음이온이 추출반응에 영향을 미치지 않으며 수용상 내[Cnmim]+의 농도 증가에 따라 Am(Ⅲ)과 Eu(Ⅲ)의 추출률이 감소하므로 CMPO/[Cnmim][Tf2N]를 이용한 질산용액으로부터 Am(Ⅲ)과 Eu(Ⅲ)의 추출반응은 양이온 교환 메카니즘에 의해 일어나는 것으로 판단된다.
이와 같이 DTPA에 의한 분리계수의 값이 크게 증가하지 않고, 더욱이 Eu(Ⅲ)의 분배계수가 모두 7 이상의 큰 값을 나타내고 있으므로 DTPA는 Am(Ⅲ)과 Eu(Ⅲ)을 분리하기에는 적절한 착화제의 역할을 하지 못할 것으로 판단된다.
일반적으로 n-DD, kerosene 등과 같은 분자성 유기용매를 이용한 추출 실험에서는 추출 평형 시간을 5∼10 분으로 하고 있으며, 본 연구에서도 n-DD를 이용한 실험에서 추출 시간 10 분과 20 분에서의 분배계수 값들이 차이가 없이 일정하여 10 분 이내에 평형에 도달한 것을 확인하였다. 이와 같이 분자성 유기용매와 비교하여 [C8mim][Tf2N] 이온성 액체계의 추출 반응속도는 느리게 나타났으며,약간의 차이는 있지만 추출 반응이 모두 60 분 이내에 평형에 도달하였으므로 이후의 모든 실험에서는 추출 시간을 충분히 평형에 도달할 수 있는 2 시간으로 하였다.
일반적으로 n-DD, kerosene 등과 같은 분자성 유기용매를 이용한 추출 실험에서는 추출 평형 시간을 5∼10 분으로 하고 있으며, 본 연구에서도 n-DD를 이용한 실험에서 추출 시간 10 분과 20 분에서의 분배계수 값들이 차이가 없이 일정하여 10 분 이내에 평형에 도달한 것을 확인하였다.
314 J/(K·mol)이다. 추출반응에서의 엔탈피 변화는 Am(Ⅲ)과 Eu(Ⅲ), 그리고 [Cnmim][Tf2N] (n = 4, 6, 8)의 모든 이온성 액체에 대하여 큰 차이가 없이 음의 값을 가지며 모두 발열(exothermic) 반응임을 나타낸다.
한편, 이온성 액체를 사용한 본 실험에서는 유기상 용매에 TBP를 첨가하지 않아도 CMPO가 잘 용해되었으며, 제3상이 형성되는 것도 육안으로는 관측되지 않았다. 따라서 이온성 액체의 경우에 있어서는 상 보조제로서의 TBP의 역할은 없는 것으로 볼 수 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
이온성 액체란?
최근 핵연료주기와 관련된 연구 분야에서 상온 이온성 액체(Room Temperature Ionic Liquids; RTILs)의 이용에 대한 연구가 많은 관심을 끌고 있다. 이온성 액체는 습식 용매추출공정에서 사용하는 유기용매의 희석제를 대체할 수 있는 물질로서, 그리고 건식 분리에서 고려하고 있는 고온 용융염을 대체할 수 있는 물질로서 연구 대상이 되고 있다[1-5].
이온성 액체의 특징은?
이온성 액체는 유기 양이온과 유기 또는 무기 음이온의 이온결합으로 이루어진 염으로서, 100℃ 이하에서 액체로 존재하며, 특히 상온에서 액체로 존재하는 이온성 액체를 상온 이온성 액체라고 한다. 이온성 액체가 주목을 받는 이유는 여러 가지 특이한 성질을 가지고 있기 때문이다.
n-dodecane, kerosene와 같은 분자성 유기용매의 문제점은 무엇인가?
일반적으로 용액 중에서 방사성 핵종들을 제거하거나 또는 악틴족과 란탄족 원소들을 상호 분리하기 위하여 용매추출법이 사용될 경우, 각 방사성 핵종에 적합한 추출제를 선택함과 더불어 추출상의 희석제로서 n-dodecane, kerosene 등과 같은 분자성 유기용매를 사용한다. 그렇지만 이들 분자성 유기용매들은 대부분 낮은 발화점과 휘발성으로 인해 잠재적인 폭발 위험성이 있고 공정작업자와 환경에 대한 독성을 가지고 있다. 따라서 분자성 유기용매를 이온성 액체로 대체하여 사용할 수 있다면 공정의 위험성과 작업자의 위해도를 경감할 수 있음은 물론 이외에도 몇 가지 유리한 점이 있게 된다.
참고문헌 (18)
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