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물중의 유해한 오염물질 흡착용 셀룰로오스의 방사선 그래프트 중합

전문가 제언: ○ 본 논문에서는 천연 고분자인 셀룰로오스의 방사선 화학에 중점을 두었다. 사슬 중의 특정 위치에서 발생된 자유라디칼과 여러 종류의 단량체 그래프트 중합을 위한 다양한 그래프트 기술 및 그래프트 중합된 셀룰로오스의 흡착제 응용에 대한 핵심기술을 소개하고 있다.

○ 셀룰로오스는 식물에 풍부하게 존재하는 천연 고분자의 구조 물질로서 결정성이 높은 구조를 형성한다. 셀룰로오스는 물에 불용성이고, 재생이 가능하여 금속 이온과의 결합능력이 보강되면 산업폐수의 오염물질의 흡착제에서 매우 경제적인 자원으로 활용될 수 있다. 예를 들면, 아크릴산 또는 아크릴아미드 등은 그래프트 단량체로 작용할 수 있으며, 그래프트 중합된 셀룰로오스는 기능기인 카르복시기와 아미노기 등을 생성하고 수용액의 금속 이온과 결합능력을 향상시킬 수 있다.

○ 그래프트 중합의 변수로는 개시 방법, 개시 형태, 단량체 농도, 셀룰로오스 기질, 반응시간, 온도 및 가교제 유무 등에 따라 다양하므로 공중합체의 특성 구현을 위해서는 최적 중합공정에 대한 충분한 연구가 필요하다. 금속 이온의 종류에 적합한 메커니즘 및 흡착능력을 최적으로 할 수 있는 단량체의 선택이 중요하다. 그래프트 기술로서 화학적, 광화학적, 효소 유도, 플라즈마 유도 등이 있으나, 최근에는 독특한 장점을 지닌 고에너지 이온화 방사선 그래프트 기술이 다시 크게 주목 받고 있다.

○ 현재까지 산업폐수의 중금속을 제거 및 분리하는 데 화학 침전, 화학적 산화 또는 환원, 여과, 전기화학적 처리, 이온 교환, 여과, 역 삼투, 막 기술, 증발 농축, 흡착 등 다수의 화학 공정들이 사용되어 왔다. 2010년 3월에 한국기초과학지원연구원은 자성 캡슐 속의 CNT의 나노 구조체를 합성하여 폐수의 중금속을 흡수 및 탈착할 수 있는 기술을 발표하였다. 지금까지의 축적된 기술을 바탕으로 셀룰로오스와 같은 천연자원을 활용한 친환경적이고 경제적인 중금속 흡착제에 대한 연구가 지속된다면 이 분야에서도 국내 연구진의 신기술 개발이 기대된다.

저자: L. Wojnarovis et. al.,
자료유형: 학술정보