프러시안블루가 함침된 일라이트 기반 흡착제의 합성과 용존 방사성 세슘(137Cs)의 흡착 평가 (Synthesis of Adsorbent Fixed with Prussian Blue Based by Illite and Adsorption of Soluble Radioactive Cesium (137Cs))

서지정보

· 발행기관 : 대한환경공학회
· 수록지 정보 : 대한환경공학회지 / 41권 / 1호 / 24 ~ 30페이지
· 저자명 : 김솔, 강성원, 김복성, 오대민, 김영석, 정윤선, 황유훈, 위효빈

초록

Prussian blue (PB)는 세슘에 대하여 선택적이고 높은 흡착특성을 가지지만, 흡착 후 회수가 어려우며 2차적인 환경오염을 일으킬 우려가 있다. 이에 따라 본 연구에서는 지지체인 분말 일라이트에 PB의 안정적인 고정화를 위하여 acrylic acid (AA)를 가교물질로 사용하여 분말 일라이트의 표면을 개질한 소재(AA-illte)에 안정적으로 PB가 고정된 흡착제(AA-illte-PB)를개발하고자 하였다. AA-illte-PB의 XRD 및 FT-IR 분석결과에서 일반적으로 PB의 특성을 나타내는 피크들이 관찰됨으로써 PB 의 존재 여부를 확인하였으며, 흡착제의 고분자와 PB 함유율을 확인하기 위하여 TGA 분석 실시하였다. 또한 SEM (EDS)분석을 통해 AA-illte 표면에 AA가 효과적으로 합성되었다고 판단하였다. 합성된 AA-illte 표면에 다량의 PB를 고정하기 위한 방안으로 NaCl을 이용한 전처리를 수행하였으며, 이를 통해 합성한 AA-illte-PB의 세슘흡착성능평가를 수행하였다. NaCl 전처리를 수행한 AA-illte-PB의 경우 세슘 최대흡착량은 5.09 mg/g로 나타났으며, NaCl 전처리를 수행하지 않은 AA-illte-PB의 세슘 최대흡착량은 2.01 mg/g로 나타났다. 또한 137Cs 표준선원용액을 이용한 흡착실험 결과 NaCl 전처리를 수행한 AA-illte-PB 의 경우 99%의 제거율을 나타내었으며, NaCl 전처리를 수행하지 않은 AA-illte-PB의 경우 88%의 방사성 세슘 제거효율을 보여 NaCl 전처리를 수행한 AA-illte-PB가 세슘흡착에 효과적인 것으로 나타났다. 추가적으로 AA-illte의 표면의 PB의 탈착 특성을 비교하기 위하여 UV-vis 분석을 수행하였다. Acrylic acid 처리 없이 PB를 일라이트에 부착한 소재(illite-PB)의 경우 5회에 걸친 세척시 다량의 PB가 탈착되었으며, AA-illte-PB의 경우 최초 1회 세척시 소량의 PB가 탈착된 후 탈착이 되지 않는것으로 나타났다. 결과적으로 수중의 Cs을 제거하기 위한 PB가 안정적으로 고정화된 흡착제가 개발되었다.

영어초록

Prussian blue (PB) is a selective and highly adsorptive material for cesium. However, it is difficult to recover after adsorption and there is a possibility of secondary environmental pollution. In this study, the surface of illite powder was modified by using acrylic acid (AA) as a crosslinking agent for stable fixation of PB to illite powder. The aim of this study was development of adsorbent with stabilized PB at illite using AA (AA-illte-PB). In XRD analysis and FT-IR analysis results of AA-illte-PB, PB characteristic peak was founded. Those results show presence of PB in AA-illte-PB. TGA analysis was performed to confirm the polymer and PB content of the adsorbent. It was judged that AA was effectively synthesized on the surface of illite modified with AA (AA-illte) through the SEM (EDS) analysis. The PB adsorption performance of AA-illte-PB was evaluated after pretreatment of NaCl for immobilization of PB on AA-illte surface. In the case of AA-illte-PB pretreated with NaCl, the maximum adsorption amount of cesium was 5.09 mg/g and the maximum adsorption amount of cesium in AA-illte-PB without NaCl pretreatment was 2.01 mg/g. Also, results of cesium adsorption analysis using 137Cs standard source solution showed 99% removal rate for AA-illte-PB pretreated with NaCl and 88% for AA-illte-PB un-pretreated with NaCl. The efficiency of AA-illte-PB pretreated with NaCl found to be effective for cesium adsorption. UV-vis analysis was performed to identify the desorbeed PB during washing. Illite attached with PB without AA (illite-PB) was detached from a large amount of PB through 5 washes. AA-illte-PB showed a small amount of PB desorbed by the first wash. As a result, an adsorbent with stable PB immobilization was developed.

참고자료

· 없음