보고서 정보
주관연구기관 |
한양대학교 HanYang University |
연구책임자 |
최규석
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참여연구자 |
정택상
,
김용무
,
배철민
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발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 1983-11 |
주관부처 |
과학기술부 |
사업 관리 기관 |
한양대학교 HanYang University |
등록번호 |
TRKO200200009994 |
DB 구축일자 |
2013-04-18
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초록
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스티렌-디비닐벤젠 공중합체 (DVB 3%) 를 합성하여 클로로메틸화로 -CH?Cl기를 도입시킨후 glycine iminodiacetonitrile 및 ethylenediamine 등과 반응시켜 카르복시메틸아미노화 킬레이트수지인 N-mono(carbxymethyl)-aminomethyl polystyrene (Resin I), N,N-di(carboxymethyl)-aminomethyl polystyrene(Resin II) 및 N,N,N-tri(carboxymethyl)-ethylenediaminomithyl polystyrene(
스티렌-디비닐벤젠 공중합체 (DVB 3%) 를 합성하여 클로로메틸화로 -CH?Cl기를 도입시킨후 glycine iminodiacetonitrile 및 ethylenediamine 등과 반응시켜 카르복시메틸아미노화 킬레이트수지인 N-mono(carbxymethyl)-aminomethyl polystyrene (Resin I), N,N-di(carboxymethyl)-aminomethyl polystyrene(Resin II) 및 N,N,N-tri(carboxymethyl)-ethylenediaminomithyl polystyrene(Resin III)을 각각 합성하여 이 수지들의 중금속이온들(Hg??, Pb??, Cd?? 및 Cr??)에 대한 흡착특성을 검토하였다. Hg??이온에 대하여 이 수지들의 흡착능은 한결같이 90% 이상으로 좋았으며, Pb?? 및 Cd?? 이온에 대한 흡착능은 pH 3.0 이상에서 30% 이하의 비교적 낮은 흡착능을 나타내었다. Cr?? 이온에 대한 흡착거동은 Hg??, Pb?? 및 Cd?? 이온들과는 다른 경향을 나타내었으며 Resin I은 pH 3.0에서 90% 까지의 좋은 흡착능을 나타내나 그 이상의 pH에서는 급격히 감소하는 높은 pH 의존성을 보였으며, Resin II와 Resin III 은 85% 이상의 비교적 높은 흡착능을 가지며 pH 의존성도 낮았다. 한편 클로로메틸화 공중합체를 thiourea 와 반응시켜 mercaptomethyl polystyrene(Pst-SH)을, 2-aminoethanethiol과 반응시켜 aminoethanethiomethyl polystyrene(Pst-SNH?)을 합성하였고, 이를 다시 카르복시메틸화시켜 N,N-di(carboxymethyl)-aminoethanethiomethyl polystyrene(Pst-SNHCM)을 합성한 후 이 수지들에 대한 중금속이온들(Hg??, Pb??, Cd??, Cr?? 및 Cu??)의 흡착특성을 검토하였다. Cu??이온의 경우 이 수지들에 대한 흡착능이 한결같이 95% 이상으로 아주 좋았으며 Hg?? 이온의 Pst-SNH?에 대한 흡착능과 Cr?? 이온에 대한 Pst-SNH? 및 Pst-SNHCM에 대한 흡착능은 95% 이상이었다. 다음으로 천연고분자인 chitin을 탈아세틸화하여 chitosan을 제조하고, 이를 다시 degradation하여 제조한 oligoglucosamine을 폴리스티렌의 골격에 도입시켜서 제조한 새로운 glucosamine계 킬레이트수지인 poly(styrene-g-oligoglucosamine)에 대한 중금속 이온들의 흡착특성을 검토하여 chitin 및 chitosan의 흡착능과 비교하였다. 일반적으로 1차아미노기를 가진 chitosan이 chitin보다 우수한 흡착능을 나타내고 있으며, 폴리스티렌의 oligoglucosamine계 킬레이트수지가 중금속이온들에 대해서 CHITIN정도의 흡착능을 나타내는 결과를 알 수 있었다. 마지막으로 전보에서 합성한 아미노화수지와 카르복시메틸아미노화수지들에 대한 중금속이온들의 흡착분리특성, 탈착분리특성 및 수지의 재생성등을 컬럼크로마토그래피로 검토하였다. Cr??와 Cd?? 혼합이온용액과 Hg?? 와 Pb?? 혼합이온용액에서 A??수지에 의한 Cr?? 이온과 Hg?? 이온의 분리가 가능하고, Hg?? 와 Cd?? 혼합이온용액에서 A??수지에 의한 Hg??이온의 선택적 흡착분리가 가능했고 분리상수 α값이 커질수록 분리능잉 우수했다. 이들의 α값은 각각 23(K(sub)(Cr??)/K(sub)(Cd??)), 540(K(sub)(Hg??)/K(sub)(Pb??)), 380(K(sub)(Hg??)/K(sub)(Cd??)) 이었다. 또한 이들 수지의 탈착분리능도 우수하여 거의 100% 였으며 재흡착분리능 또한 원수지와 거의 같음을 알았다. 이상의 수지들에 대한 중금속이온들의 흡착능은 Na?와 Ca≡?이온과 공존할 때도 영향을 받지 않았으며 단독용액인 경우와 거의 같았다.
Abstract
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Polystyrene-based chelating resins with carboxymethylamino functional group, or N-mono(carboxymethyl)-aminomethyl (Resin I), N,N-di (carboxymethyl)-aminomethyl polystyrene (Resin II) and N,N,N-tri(carboxymethyl) ethylenediaminomethyl polystyrene (Resin III) were prepared by chloromethylation of styr
Polystyrene-based chelating resins with carboxymethylamino functional group, or N-mono(carboxymethyl)-aminomethyl (Resin I), N,N-di (carboxymethyl)-aminomethyl polystyrene (Resin II) and N,N,N-tri(carboxymethyl) ethylenediaminomethyl polystyrene (Resin III) were prepared by chloromethylation of styrene-divinylbenzene copolymer (DVB 3%), followed by the reactions, amination and/or carboxymethylation, with amines such as glycine, iminodiacetonitrile and ethylenediamine, respectively. Furthermore and adsorptivities of the heavy metal ions, such as Hg??, Pb??, Cd?? and Cr?? ions, to the above chelating resins were investigated. In the case of Hg?? ion, all the chlelating resins showed high adsorptivity of more than 90%, but to Pb?? and Cd?? ions showed lower value (about 30%) at pH range 3.0-7.0. To Cr?? ion, the adsorption tendency was different. Resin I showed maximum adsorptivity of 90% at pH 3.0 but the adsorptivity suddenly decreased at pH range 3.0-7.0. Resin II and III showed good adsorptivity of more than 85% at pH range 2.0-7.0 and adsorptivity changed slowly with pH. Mecrcaptomethyl polystyrene (Pst-SH), a kind of thiol derivative chelating resin, was synthesized by the reaction of chloromethylated copolymer with thiourea. Aminoethanethiomethyl polystyrene (Pst-SNH? and N,N-di(carboxymethyl)-aminoethanethiomethyl polystyrene (Pst-SNHCM) thioester derivative chelating resins were also prepared by the reaction of chloromethylated copolymer with 2-aminoethanethiol and followed by carboxymethylation of Pst-SNH? with monochloroacetic acid respectively. The adsorptivities of heavy metal ions such as Hg??, Pb??, Cd??, Cr?? and Cu?? ions, to these chelating resins were investigated. In the case of Cu?? ion, all the mentioned resins showed excellent adsorptivity (> 95%), and adsorptivity of Hg?? ion to Pst-SNH? resin and that of Cr?? ion to Pst-SNH? and Pst-SNHCM resins were of more than 95%. In addition, chitosan was prepared by deacetylation of natural chelate polymer chitin and oligoglucosamine was prepared by degradation of chitosan. New glucosamine series chelate resin, poly(styrene-g-oligoglucosamine) (Pst-g-OGA) was synthesized by the reaction of chloromethylated copolymer with oligoglucosamine. It was found that the adsorptivity of Pst-g-OGA was almost the same as that of chitin. Finally, the adsorption and desorption characteristics to the aminated resins and carboxymethyl aminated resins toward heavy metal ions, and also regeneration of the resins were investigated by column chromatography. Aminated chelating resins showed slow adsorption rate but extensive adsorptivity toward Cr?? ion, carboxymethylated chelate resins, however, showed fast adsorption rate but weak adsorptivity toward Cr?? ion and this tendency was observed also for Hg?? ion with A??, A?? and A??CM??(sup)) resins. The selective adsorption separation ability could be expressed by the separation constant, α, namely distribution coefficient ratio of the mixed ions for each resin. They were 23, 540, and 380 for K(sub)(Cr??)/K(sub)(Cd??), K(sub)(Hg??)/K(sub)(Pb??), and K(sub)(Hg??)/K(sub)(Cd??), respectively. The selective separation by adsorption was increased as the α value was increased. It was also observed that the desorption separation ability of these resins was available for readsorption of heavy metal ions.
목차 Contents
- 1. 서론...11
- 2. 실험...15
- 3. 결과 및 고찰...24
- 4. 결론...87
- 인용문헌...91
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