Analytical Science and Technology (분석과학)

The Korean Society of Analytical Sciences (한국분석과학회)
권호 표지

Studies on the Selective Separation and Preconcentration of Cr(VI) Ion by XAD-16-Chromotropic Acid Chelating Resin

XAD-16-Chromotropic Acid 킬레이트 수지에 의한 몇 가지 금속이온의 선택적 분리 및 농축에 관한 연구

  • Lee, Won (Research Institute for Basic Sciences and Department of Chemistry, Kyunghee University) ;
  • Lee, Chang-Youl (Research Institute for Basic Sciences and Department of Chemistry, Kyunghee University) ;
  • Kim, Mi-Kyoung (Research Institute for Basic Sciences and Department of Chemistry, Kyunghee University) ;
  • Kim, In-Whan (Department of Chemistry Education, Daegu University)
  • 이원 (경희대학교 기초과학연구소, 이과대학 화학과) ;
  • 이창열 (경희대학교 기초과학연구소, 이과대학 화학과) ;
  • 김미경 (경희대학교 기초과학연구소, 이과대학 화학과) ;
  • 김인환 (대구대학교 사범대학 화학교육과)
  • Received : 2004.01.15
  • Accepted : 2004.03.11
  • Published : 2004.06.25
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Abstract

A new polystyrene-divinylbenzene chelating resin containing 4,5-dihydroxy-naphthalene-2,7-disulfonic acid (chromotropic acid : CTA) as functional group has been synthesized and characterized. The sorption and desorption properties of this chelating resin for Cr(III) ion and Cr(VI) ion including nine metal bloodstain. As a results, FOB test kit could be effectively applied to identification of human blood at chelating resin was stable in acidic and alkaline solution. The Cr(VI) ion is selectively separated from Cr (III) ion at pH 2 and the maximum sorption capacity of Cr(VI) ion is 1.2 mmol/g. In the presence of anions such as $F^-$, $SO{_4}^{2-}$, $CN^-$, $CH_3COO^-$, $NO{_3}^-$, the sorption of Cr(VI) ion was reduced but anions such as $PO{_4}^{3-}$ and $Cl^-$ revealed no interference effect. The elution order of metal ions obtained from breakthrough capacity and overall capacity at pH 2 was Cr(VI)>Sn(II)>Fe(III)>Cu(II)>Cd(II)${\simeq}Pb(II){\simeq}Cr(III){\simeq}Mn(II){\simeq}Ni(II){\simeq}Al(III)$. Desorption characteristics for Cr(VI) ion was investigated with desorption agents such as $HNO_3$, HCl, and $H_2SO_4$. It was found that the ion showed high desorption efficiency with 3 M HCl. As the result, the chelating resin, XAD-16-CTA was successfully applied to separation and preconcentration of Cr (VI) ion from several metal ions in metal finishing works.

Amberite XAD-16 다공성 수지에 4,5-dihydroxynaphthalene-2,7-disulfonic acid (chromotropic acid, CTA)를 화학적으로 결합시켜 XAD-16-CTA형 새로운 킬레이트 수지를 합성하고, 적외선분광법과 원소분석법으로 확인하였다. 이 킬레이트 수지에 대한 금속마감 산업과 관련 있는 9개 금속이온을 포함하는 Cr(III) 및 Cr(VI) 이온들의 흡착 및 탈착 특성을 뱃치법과 용리법으로 조사하였다. XAD-16-CTA 킬레이트수지는 1~5 M의 HCl, $HNO_3$ 및 NaOH 등의 산과 염기 용액에서 매우 안정하였다. pH 2에서 Cr(VI) 이온과 Cr(III) 이온이 공존하는 혼합용액으로부터 Cr(VI) 이온만을 선택적으로 분리할 수 있음을 확인하였으며, Cr(VI)의 최대 흡착용량은 1.2 mmol/g 이었다. 또한 Cr(VI) 이온의 흡착에 미치는 공존 음이온의 영향을 검토한 결과 음이온인 $F^-$, $SO{_4}^{2-}$, $CN^-$, $CH_3COO^-$, $NO{_3}^-$ 이온은 흡착율을 감소시켰으며, $PO{_4}^{3-}$와 $Cl^-$는 흡착에 큰 영향을 미치지 않았다. pH 2에서 킬레이트 수지에 의한 돌파점용량과 총괄용량으로부터 얻은 금속이온의 용리순서는 Cr(VI)>Sn(II)>Fe(III)>Cu(II)>Cd(II)${\simeq}Pb(II){\simeq}Cr(III){\simeq}Mn(II){\simeq}Ni(II){\simeq}Al(III)$이었다. 한편 $HNO_3$, HCl 및 $H_2SO_4$ 등의 탈착제에 의한 Cr(VI) 이온의 탈착특성을 조사한 결과 3 M HCl에서 높은 탈착효율을 나타내었다. 결과적으로, XAD-16-CTA 킬레이트 수지는 여러 가지 금속이온이 혼합된 금속마감산업 인공폐액 중 Cr(VI) 이온의 선택적 분리, 농축 및 회수에 매우 유용함을 알 수 있었다.

Keywords

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