Studies on the Synthesis of Aminated PP-g-GMA Fibrous ion Exchanger by E-beam Pre-irradiation and Their Properties of Selective Adsorption for $NO_{3} ^{-}$

E-beam 전조사에 의한 $NO_{3} ^{-}$ 선택 흡착용 아민화 PP-g-GMA 섬유 이온교환체의 합성과 그 특성에 관한 연구

  • 황택성 (충남대학교 화학공학과) ;
  • 이선아 (충남대학교 화학공학과) ;
  • 이면주 (한국원자력연구소 방사선환경안전연구팀)
  • Published : 2002.03.01

Abstract

In order to remove $NO_3;^-$ ion from ground-water, fibrous ion -exchangers, APP-g-GMA, were synthesized by GMA grafting onto PP trunk polymer with E-beam accelerator for pre-irradiation. Their degrees of grafting and amination yield increased up to $60^{\circ}C$ and showed maximum values as 133%, 88%, respectively. And their swelling ratio and ion exchange capacity at the maximum values are 86%, 2.5 meq/g, respectively which was higher than commercial ion-exchangers such as IMAC HP555 and Amberlite IRA 400. Optimum adsorption condition of $NO_3;^-$ ion was measured at pH 5~6 and -Cl form of APP-g-GMA containing trimethylammonium group showed the highest adsorption capacity.

본 연구에서는 지하수 중의 NO$_{3}^{-}$ 이온을 선택적으로 흡착 제거시키기 위하여 E-beam 전조사법에 의해 GMA 단량체를 폴리프로필렌 섬유 기재에 그라프트 반응시켜 PP-g-GMA 공중합체를 제조한 후 아민화 반응을 통하여 강염기성 APP-g-GMA 음이온교환수지를 합성하였다. 공중합체의 그라프트율 및 TMA에 의한 아민화율은 반응온도가 증가할수록 증가하였으며, $60^{\circ}C$일 때 각각 133%, 88% 최대치를 나타내었고, 이때의 팽윤율과 이온교환용량은 각각 86%, 2.5 meq/g으로 IMAC HP555, Amberlite IRA 400와 같은 상용 이온교환수지 보다 높게 나타났다. $NO_3;^-$ 이온흡착의 최적 조건은 pH 5~6이었으며, trimethylammonium 기를 갖는 -Cl형의 APP-g-GMA 이온교환체가 가장 높은 선택 흡착성을 나타냈다.

Keywords

References

  1. J. Korean Soc. of Water Quality Mar. v.11 S. I. Choi;J. M. Kim
  2. J. Water. Air and Soil Pollution v.37 Hoek J. P. van der;W. F. wan der
  3. Proceeding of the NATO Advanced Research Workshop on Nitrate Contamination S. S. Mirvish
  4. Environmental Health Perspectives v.83 V. M. Goldberg https://doi.org/10.2307/3430646
  5. Removal of nitrate from Contaminated Water Supplies for Public Use Final Report G. A. Guter
  6. Macromloecules v.8 S. Kobayashi;A. Yamada https://doi.org/10.1021/ma60046a004
  7. Acta Chim. Acad. Sci. Hung v.99 O. Sjabadka
  8. J. Appl. Polym. Sci. v.26 E. Bittencourt;V. Stannett;J. L. Villiams;H. B. Hopfenberg https://doi.org/10.1002/app.1981.070260312
  9. Rad. Phys. Chem. v.33 E. A. Hegazy;N. B. El-Assy;A. M. Dessouki;M. M. Shaker
  10. J. Korean Ind. Eng. Chemistry v.7 Y. C. Nho;J. S. Park;J. H. Jin
  11. Rad. Phys. Chem. v.57 M. Kim;K. Saito https://doi.org/10.1016/S0969-806X(99)00314-X
  12. High Polymer Ser. Radiation Chemistry of Polymeric Systems A. Chapiro
  13. J. Appl. Polym. Sci. v.30 J. Okamoto;T. Sugo;A. Katakai;J. Omichi
  14. Polymer(Korea) v.22 J. S. Park;Y. C. Nho
  15. Rad. Phys. Chem. v.46 N. Kabay;A. Katakai;T. Sugo https://doi.org/10.1016/0969-806X(95)00272-Y
  16. J. Chem. Eng. Janpan. v.23 T. Kato;T. Kago;K. Kusakabe;S. Morooka;H. Egawa
  17. J. Chem. Tech. Biotech. v.30 K. Shakir;S. G. Beheir
  18. J. Appl. Polym. Sci. v.30 H. Egawa;T. Nonaka;H. Maeda https://doi.org/10.1002/app.1985.070300809
  19. J. Korean Chem. Sci. v.29 D. W. Kim;K. S. Kim;N. K. Lee
  20. J. Korean Soc. of Envir. Eng. v.19 K. S. Ha