The ion exchange resins were synthesized from 1-aza-18-crown-6 macrocyclic ligand attached to styrene (2th petroleum in 4th class hazardous material) divinylbenzene (DVB) copolymer with crosslinks of 1%, 6%, and 15% by substitution reaction. These synthetic resins were confirmed by chlorine content, elementary analysis, surface area, and IR-spectrum. The object of this study was to seperate the metal ion absorbed in reinforcement water fire extinguishing agent. As the results of the effects of pH, equilibrium arrival time, and crosslink of synthetic resin on metal ion adsorption for resin adsorbent, the metal ions were showed high adsorption at pH 3 or over and adsorption equilibrium of metal ions was about 2 hours. In addition, adsorption selectivity for the resin in water was the order of Al (III) > Ni (II) > Sm (III) ions, adsorbability of the metal ions was in the crosslinks order of 1%, 6%, and 15%.
일반적으로 저농도의 염 용액에서 탈염성능이 우수한 축전식 탈염기술에 고농도의 염을 함유한 용액을 처리할 수 있는 가능성을 확인하기 위해 spacer와 spiral 형태의 두 가지 모양의 유로에따라 이온교환수지를 채움으로써 탈염효율을 비교분석하고 기술의 적용가능성을 평가하였다. Spacer와 spiral 형태로 이온교환수지를 채운 축전식 탈염 셀의 탈염효율은 각각 77.21 및 99.94%로, 이는 spiral 형태의 유로에 채워진 이온교환수지가 유입수와 고르게 접촉할 수 있는 유로의 모양을 구성하기 때문에 많은 이온들이 제거될 수 있었다고 판단된다. 또한 pH와 축적 전하량의 변화량에서 탈염성능을 감소시킬 수 있는 페러데이 반응이 현저하게 줄어들었다. 따라서 본 연구를 통해 에너지효율적인 축전식 탈염 기술을 이용하여 고농도의 염 용액의 탈염에 대한 가능성을 제시해주었고, 이온교환수지의 혼합비율의 최적화와 연속식 전기탈이온 기술의 재생공정의 도입에 대한 추가적인 연구를 통해 이상적인 탈염기술을 개발하는 데 큰 기반이 될 것으로 기대된다.
The decomposition of malathion in dust for mulations prepared from four Korean tales as carriers during storage period has been studied. Amberlite CG-120, a cation exchange resin . which has higher cation exchange capacity than tales, was also used as a carrier in hope of finding out the effect of nagative charge upon the decomposition of malathion. Besides the original talc powders obtained directly from the mines, the hydrogen ion saturated forms were also used as carriers for comparisonal study. The saturated ions for the resin were hydrogen, sodium and magnesium. As the physical properties of the tales, colloid content, water adsorption capacity, PH, specific surface, phosphate fixing capacity and exchangeable canons were determined, and these properties were correlated with the amount of the decomposition. Following results were obtained from the experiment. 1. The malathion in the talc in dust was found to decompose around 10-15% ofthe total withina month. About 50% of the decom position that took place after a month was found to occur within a week. 2. The resin which has higher cation exchange capacity than the tales was highly effective in the decomposition of malathion compared with the tales. 3. In every case the saturation of the exchange complexes with hydrogen ion greatly accelerated the decomposition of malathion. 4. The most highly correlated physical properties with the decomposition were colloid content and specific surface of the tales. 5. The water adsorption and phosphate fixing capacities of the tales were found not to correlate with the amount of malathion decomposed. From the experimental results it was concluded that the active negative spots on the colloidal tales or the resin attract the electropositive phosphorus atom in a malathion molecule thereby inducing the decomposition easier. The presence of hydrogen ion nearby might cause a catalytic effect in the decomposition of malathion.
본 연구에서는 수계 내 포함된 양이온들 중 특히 중금속 이온을 효율적으로 분리할 수 있는 양이온 교환막을 개발하였다. 기저 고분자로는 sulfonated polyetheretherketone (SPEEK)를 사용하였으며 이에 중금속 이온에 결합력이 강한 킬레이팅 수지를 파우더링하여 첨가하였다. 또한 양이온 교환막의 성능을 최적화시키기 위해 킬레이팅 수지의 함량 및 SPEEK의 이온교환용량을 제어하였다. 결과적으로 제조된 양이온 교환막을 막 축전식 탈염 공정(membrane capacitive deionization, MCDI)에 적용한 결과 중금속 이온 제거 효율이 20% 이상 향상됨을 확인할 수 있었다.
현재 경수로형 원자력발전소의 일차계통 냉각수 정화를 위해 사용되는 이온교환방법은 제염효과가 우수하고 공정이 단순하며 조작이 간편하기 때문에 광범위하게 활용되고 있으나 비금속성분도 함께 제거하여 수지의 수명이 단축되고 폐이온교환수지가 발생되는 단점이 있다. 본 연구에서는 일차계통 냉각수 정화를 위해 사용되는 이온교환수지의 대체공정으로서 전기투석과 이온교환이 결합된 전기탈이온법의 사용가능성을 조사하기 위해 모의 용액을 이용하여 다양한 실험조건하에서 수행하였다. 실험결과 유입유량이 증가할수록 제거율은 증가하고 전력소모는 감소하였다. 금속성분 제거율에서 제염계수 1000으로 일정한 경향을 나타내었으며 전력소모 면에서는 TDS 3 ppm이하를 기준으로 유입유량이 $2.0{\ell}/min$일 때 $40.3mWh/{\ell}$ 이었다. 유입유속이 동일한 조건에서는 희석실에 채운 이온 교환수지의 함량이 증가할수록 금속성분 제거율과 전력소모에서 효과적인 것으로 평가되었다. 이온 교환수지를 채운 전기탈이온 공정은 이온교환수지 자체에 의한 수리적 저항과 현탁질에 의한 수지의 오염으로 인해 운전이 계속될수록 유량이 감소하게 된다. 이러한 단점을 극복하기 위해 이온교환수지 대신 이온전도성 스페이서를 설치하여 실험한 결과 유입유량 문제는 해결할 수 있었으나 전력소모와 금속성분 제거율 및 전류효율 면에서 비효율적인 것으로 평가되었다. 전기탈이온 공정의 연속운전에서도 금속성분 제거율에서 제염계수가 1000으로 안정적인 수준을 유지하였다.
SCR 탈질 폐촉매로부터 바나듐과 텅스텐은 소다배소-수침출 공정을 통해 얻은 침출액으로부터 분리/회수하여 얻을 수 있다. 본 연구에서는 강염기성 음이온교환수지인 Lewatit monoplus MP 600을 사용하여 연속식 이온교환칼럼에서 수용액에 용해되어 있는 바나듐과 텅스텐의 흡·탈착 거동을 알아보고, 바나듐/텅스텐 분리를 위한 연속식 이온교환칼럼 운전조건을 제시하고자 하였다. 수용액 pH 8.5에서 단일 성분 수용액으로 연속식 흡착실험을 수행한 결과, 흡착용량은 바나듐 44.75 mg/(g of resin)과 텅스텐 64.92 mg/(g of resin)으로 바나듐보다 텅스텐의 흡착용량이 크게 나타났으며 이는 이온교환수지에 흡착되는 이온의 전하수가 바나듐 보다는 텅스텐이 작기 때문이라고 사료된다. 텅스텐이 흡착된 이온교환수지에 바나듐 함유 수용액이 공급됨에 따라 이온교환수지에 흡착되었던 텅스텐이 바나듐과 교환되며 탈착되는 거동을 보였으며, 이로부터 MP 600에 대하여 바나듐이 텅스텐보다 친화도(affinity)가 높음을 알 수 있었다. SCR 탈질 폐촉매 침출액과 동일한 농도의 바나듐과 텅스텐 혼합용액으로 pH 8.5에서 연속식 실험을 수행한 결과 바나듐의 흡착 용량은 48.72 mg/(g or resin)으로 공급량의 80%가 흡착된 반면 텅스텐의 경우 이온교환수지에 흡착된 양이 거의 0에 근접하며 바나듐과 텅스텐의 분리가 효과적으로 이루어졌다. 바나듐이 흡착된 이온교환수지로부터 2M HCl를 15 mL/h로 공급하여 97.7%의 바나듐을 99%의 순도로 탈착시킬 수 있었다. 탈착용액으로부터 염화암모늄을 침전제로 사용하여 90℃에서 암모늄폴리바나데이트 형태로 93%의 바나듐을 회수하였다.
Ion exchange resins can be one of the good carriers for sustained drug release. However, the sustained release may not be enough only with themselves and hence film coating with rate controlling polymers can be applied to have a further effect on the drug release. Due to the environmental and economic issues of organic solvent for the polymer coating, aqueous polymeric systems were selected to develop dosage forms. Among the many aqueous polymeric dispersions for the film coating, EC (ethylcellulose) based polymers such as Aquacoat$^{(R)}$ ECD and Surelease$^{(R)}$ were evaluated.A fluid-bed coating was applied as a processing method. The drug release rate was quite dependent on the coating level so the release rate could be modified easily by changing different levels of the coating. The drug release rate in the Aquacoat$^{(R)}$ coated resin particles was strongly dependent on curing, which is a thermal treatment to make homogeneous films and circumvent drug release changes during storage. After dissolution test using the compressed tablets in which the coated resin particles are contained, inhomogeneous coating and even pores could be observed showing that the mechanical properties of EC were not resistant to granulation and compaction process. However, when tablets were prepared in different batches, the release profiles were almost identical showing the feasibility of the coated resin particle as incorporated into the tablet formulation.
황산용액 중에 존재하는 니켈을 회수하기 위해 이온교환수지법을 이용한 기초연구를 수행하였다. 제조된 모의 니켈(Ni)용액에 독일 Lanxess사(社)의 Lewatit Monoplus TP 220를 이용하여 회분식 실험을 하였다. 흡착반응에 영향을 미치는 온도, 교반속도, 반응시간, pH, 이온교환수지 양, 니켈이온농도 등에 대해 고찰하였다. 초기 pH(2.0~5.0)와 교반속도는 니켈의 흡착에 거의 영향을 미치지 않았으며, 평형에 도달하기 위하여 72시간의 시간이 필요했다. 평형실험결과 Freundlich 흡착등온식에 적합하였고, 흡착반응속도는 유사 2차 반응 모델(pseudo-second order)로 잘 모사되었다. 한편 니켈을 함유한 실제 도금세정폐액의 흡착 실험을 행하여 모의용액의 흡착거동과 비교하였고, 흡착된 니켈은 황산 농도가 높아짐에 따라 수지로부터 효과적으로 용리되었다.
모나자이트 중의 Y, La, Ce, Pr 및 Nd 들을 pH 8.4에서 EDTA와 착염을 만들어 미리 음이온 교환수지에 EDTA를 흡착시킨 수지관에 용리시켜 희토류 원소들의 분리를 시도하였다. 용리액은 pH 8.4의 EDTA를 사용하였으며, 용리액의 분율에 따라 측정한 각이온의 분리도는 55∼98%이었다.
The anionic exchange resins with the Dowex-1 and Amberlite CG-400 form were transformed into resin of sulfate and acetate acid form, respectively. The uranyl complex ions with SO$_{4}$$^{2-}$ and CH$_{3}$COO$^{-}$ were adsorbed on the anion exchange resion mentioned above, and these complex ions were eluted as mixture eluents of 0.7M HNO$_{3}$ - 0.5M NH$_{4}$NO$_{3}$ by anion exchange chromatography. The optimum adsorption conditions of uranyl anion complex ions adsorbed on the upper of the resin colmun were 1.5-2.0 ml/min of flow rates at pH 2.0 and adsorptive power of uranyl complex ion of sulfuric acid type were nearly consistent with the Caussion normal distribution curve, whereas the elution state of UO$_{2}$(Ac)$_{2}$$^{4-}$ with acetic acid type was departed. The weighing form obtained from resin of sulfuric acid and aceric acid type was U$_{3}$O$_{8}$ whose recovery was 91.7%. The possibility of recovering uranium from the monazite sulfate solution using a strong base anion resin, Amberlite CG-400(sulfate form), was successfully recovered more than 90%.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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