초록 ▼

연구개요
⦁ 본 연구는 친환경 소재인 키틴을 활용하여 고속·고용량 흡착소재 및 백금/팔라듐에 대한 높은 선택성을 갖는 흡착소재의 구현기술 개발을 목표로 함.
⦁ 본 연구팀이 보유한 흡착제 제조기술을 활용하여 제조 단계별 영향인자를 고려하여 최적의 제조조건을 도출함. 이를 통해 경쟁소재와의 비교를 통해 개발 소재의 우수성을 제시함.

연구 목표대비 연구결과
⦁ 키틴 비표면적 증가를 위한 전처리 단계로 산 가수분해를 통해 비표면적을 개선하였으며 이를 통해 흡착성능이 향상되는 것을 확인함.
⦁ 키틴표

연구개요
⦁ 본 연구는 친환경 소재인 키틴을 활용하여 고속·고용량 흡착소재 및 백금/팔라듐에 대한 높은 선택성을 갖는 흡착소재의 구현기술 개발을 목표로 함.
⦁ 본 연구팀이 보유한 흡착제 제조기술을 활용하여 제조 단계별 영향인자를 고려하여 최적의 제조조건을 도출함. 이를 통해 경쟁소재와의 비교를 통해 개발 소재의 우수성을 제시함.

연구 목표대비 연구결과
⦁ 키틴 비표면적 증가를 위한 전처리 단계로 산 가수분해를 통해 비표면적을 개선하였으며 이를 통해 흡착성능이 향상되는 것을 확인함.
⦁ 키틴표면에 가교물질(GA, ECH)들을 활용하여 양이온성 고분자 물질(PEI)을 코팅함. 이는 고분자 물질이 구성하고 있는 다량의 아민그룹에 의해 흡착량 및 흡착속도 등의 성능을 향상함.
⦁ 다층형성을 시도한 G-PEI-chitin, 2’G-PEI-chitin, 3’G-PEI-chitin의 흡착량은 215.08에서 283.86 mg/g으로 1.3배 증가하여 가능성을 보여주었으나 코팅횟수가 증가함에 따라 소모되는 시약의 양이 많아 비경제적인 측면을 갖는 것으로 사료됨.
⦁ RSM 기법을 통해 선정한 제조조건 최적화를 진행하여 흡착소제 제조조건을 확립함. 이때, 주요인자는 키틴과 PEI의 비율 및 ECH 투여량에 따른 팔라듐 흡착량임.
⦁ E-PEI-chitin의 최대흡착량은 872.1 mg/g 으로 이온교환수지(Amberjet 4200, 199.5 mg/g), 활성탄(SYL-0830, 102.7 mg/g)에 비해 우수한 성능을 제시함.
⦁ 이온교환수지와 활성탄은 각각 90분, 360분에 흡착평형에 도달했으나, E-PEI-chitin의 흡착속도는 초기 30분 이내로 흡착평형에 도달함.
⦁ 흡착 전/후 소재의 FT-IR, XPS, 제타전위 측정 등을 통해 흡착에 관여하는 메커니즘을 규명하여 흡착제의 성능 향상에 대한 학술적 의미를 제시함.
⦁ 산성 티오요소용액을 활용해 100%의 탈착율을 보였으며, 흡/탈착 반복 실험을 통해 5회 이상 재사용 가능성을 평가함.
⦁ 백금/팔라듐 혼합 용액에서의 흡착 선택성은 낮게 나타났으나, 다중금속폐수에서의 팔라듐에 대한 선택적 흡착은 Batch 공정에서 95.6%, Column 공정에서 89.0%로 우수한 성능을 나타냄.

연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
⦁ 본 연구 성과물을 활용하여 백금족 금속 Pd/Pt를 회수할 수 있다면 첨단산업에 필수적인 금속에 대한 자원자급률 향상 및 관련 산업 안정화에 기여할 수 있음.
⦁ 본 연구결과는 대표적인 수산부산물인 갑각류의 껍데기로부터 추출 가능한 키틴을 원료물질로 이용할 수 있어 수산부산물의 재자원화에 기여할 수 있음.
⦁ 키틴기반 흡착소재에 대한 원천기술 확보는 새로운 소재산업 육성에 필요한 성장동력 창출의 기반이 될 수 있으며, 이를 통해 관련 산업의 발전을 기대할 수 있음.
⦁ 희유금속 리사이클링 산업 분야는 높은 전문성을 지닌 인력을 필요로 하는 분야로 관련 기업들의 높은 수요에도 불구하고 전문 연구자 및 기술자가 극히 부족한 상황임. 본 연구과제를 통해 양성된 연구 인력은 해당 산업분야 및 관련 분야에서의 발전에 필요한 전문인력으로 기여할 것으로 기대됨.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1.1 연구개발의 목표 ... 4
• 1.2 연구내용 및 범위 ... 4
• 1.3 연구의 필요성 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 2.1. 연구개발과제의 이론·기술적 접근 방법 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 7
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 7
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 10
• 3) 목표 달성 수준 ... 10
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 11
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 11
• 1) 연구개발성과의 활용계획 ... 11
• 2) 연구개발성과의 활용방법 ... 11
• 3) 기대효과 ... 11
• 6. 자체점검표 ... 12
• 7. 참고문헌 ... 12
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 13
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 17
• 끝페이지 ... 31