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Polymer(Korea), Vol.5, No.3, 194-202, June, 1981
킬레이트 수지에 의한 중금속의 제거
Removal of Heavy Metals by Chelate Resins
초록
내열성인 무기고분자인 silica gel을 담체로 사용하고 그 표면에 coupling agent를 처리한 후 polyethyleneimine과 tolylene-2,4-diisocyanate를 반응시켜 3차원구조의 킬레이트 고분자를 생성시킨 킬레이트수지의 Pb++, Cd++ 및 Hg++ 이온과 같은 중금속이온들의 흡착성을 검토하였고, 셀룰로오 계 천연고분자물질인 corncob를 원료로 하여 이를 여러 가지로 화학적 처리한 후 위와같은 킬레이트고분자를 표면에 처리 생성케한 킬레이트수지들에 대하여 Pb++, Cd++ 및 Hg++이온들과 같은 중금속이온들의 흡착성을 검토하였다. Silica gel를 담체로 하여 만든 킬레이트수지는 Pb++ 및 Hg++이온의 경우 다같이 현저한 흡착능의 상승효과가 관측되나 Ca++이온의 경우는 이와같은 상승효과가 관측되지 않는다. Pb++이온에 대해서는 몇가지 coupling agents를 사용한 경우 pH3. 3 이상에서 다같이 100%의 흡착능을 나타내고 있으며 이들 coupling agents 중에서는 γ-methacryloxy propyl trimethoxy silane계의 상승효과가 가장 현저하다(저 pH 영역을 비교할 때). Hg++이온의 경우는 methacrylate functional silane 계의 coupling agent가 가장 좋은 상승효과를 나타내고 있으며, pH 4.5에서 최대치(100%)를 나타내고 있다. 전연고분자물질(유기계)인 corncob의 경우는 정제한 corncobs 자체의 흡착능은 Hg++ > Pb++ > Cd++의 순이었고 20ppm정도의 저농도에서 PEI와 TDI로부터 생성되는 킬레이트고분자를 처리함으로써 흡착능은 크게 향상된다. 그러나 corncobs를 황산이나 수산화나트륨으로 처리하면 흡착능은 크게 향상되며 pH를 변화시켰을 경우 Hg++와 Pb++이온의 경우 각각 pH3과 4∼5부근에서 거의 100%에 이르는 흡착능을 나타내고 있다.
Chelate resins were prepared using the heat-resistant inorganic polymer such as silica gel as a carrier, which is treated with several coupling agents and then polyethyleneimine (PEI) with tolylene-2, 4-diisocyanate (TDI) stepwise. Their adsorptivities to the heavy metallic ions such as Pb++, Cd++ and Hg++ ions were tested and compared each other. Other kinds of chelate resins also were prepared using cellulose series natural polymer as the carrier instead of silica gel mentioned above and their adsorptivities to the heavy metallic ions were also tested. In the case silica gel carrier was used, the chelate resins showed remarkable improvement in adsorptivities to both Pb++ and Hg++ ions, but not to Cd++ ion. It showed 100% adsorptivity toward Pb++ ion above pH 3. 3 for all the cases of the coupling agents used in this study, and γ-methacryloxy propyl trimethoxy silane was found the most effective agent among the coupling agents examined. The chelate resins of methacrylate functional silane coupling agent showed the best adsorptivity improvement toward Hg++ ion, and the maximum (100% adsorptivity) was observed at pH 4. 5.