Synthesis of ion Exchange Fiber Containing Amidoxime and Phosphoric Acid Groups and Its Uranium Adsorption Properties

PP-g-(AN/Sty) was synthesized by grafting with acrylonitrile (AN) and styrene (Sty) onto PP staple fiber using an electron beam accelerator and followed by amidoximination and phosphorylation. Mole fraction of AN in the graft chain increased with the increase of the AN content in the monomer mixture. The highest AN grafting yield of 45% was obtained at a monomer ratio of 40 vol% AN/60 vol% Sty. Mole fraction of AN in the graft chain decreased with the increase of methanol amount used its solvent. As reaction temperature increased, the grafting yield of copolymer increased and reached equilibrium at 50$^{\circ}C$. Amount of amidoxime group in fibrous ion exchanger was increased as increasing amount of hydroxylamine, and the maximum content of amidoxime group was observed at 5.8 mmol/g with the 9 wt% hydroxylamine concentration. Content of phosphorous group in fibrous ion exchanger increased up to 0.5 N phosphoric acid concentration, and then leveled off. The adsorption ability of the copolymer for uranyl ion by the chelating adsorbents was in the following order : bifunctional PP-g-(AN/sty) > amidoximated PP-g-(AN/Sty) > phosphorylated PP-g-(AN/Sty).

아미드옥심기와 인산기가 함유된 이온 교환 섬유의 합성 및 우라늄 흡착 특성

전자선 전조사법을 이용하여 아크릴로니트릴 (AN)과 스티렌 (Sty)을 PP섬유에 그라프트반응시컨 PP-g-(AN/Sty) 공중합체를 합성하고, 이어서 아미드옥심화 및 인산화 반응을 수행하였다. 공단량체 중 AN의 양이 증가할수록 공중합체 내의 AN의 몰분율은 선형적으로 증가하였으며 공중합체 내에 그라프트 되어진 AN의 양은 공단량체 중 AN의 조성이 40 vol%에서 최대 45%를 나타내었다. 용매인 메탄올의 양이 증가함에 따라 공중합체 내에 도입되어진 AN의 몰분율은 감소하였다 반응온도에 따른 공중합체의 그라프트율은 반응온도 5$0^{\circ}C$까지 선형적으로 증가하였으며 이후 평형에 도달하였다. 이온 교환 섬유에 도입되어진 아미드옥심기는 하이드록실아민의 양이 증가함에 따라 증가하였으며 하이드록실아민 농도 9 wt%에서 최대 5.8 mmol/g을 나타내었다. 공중합체에 도입되어진 인산기는 인산의 농도가 0.5 N까지 증가하는 경향을 나타내었으며 이후 감소하였다. 우라늄 흡착 실험 결과, 우라늄 흡착량은 이관능성 이온 교환 섬유가 아미드옥심화 이온 교환체 및 인산화 이온 교환체보다 우수한 흡착량을 나타내었다.