고분자전해질로 표면 개질된 이온교환수지를 사용하여 NH4I로부터 I2 회수에 관한 연구
Studies on Recovery of Iodine from Ammonium Iodide using Ion Exchange Resins Surface Modified by Polyelectrolyte
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 오세용
- 발행년도 2013
- 학위수여년월 2013. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 도움말 일반대학원 화공생명공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000052667
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권 보호를 받습니다.
초록/요약 도움말
파라 아라미드 섬유는 일반적인 유기 섬유와는 다른 우수한 성질을 바탕으로 최초의 상업화 이후, 원사 및 직물을 비롯하여 부직포, 섬유보강고무복합재료 등의 각종 복합재료, 로프, 방탄방호용과 같은 산업자재의 용도로 자동차, 우주항공, 정보통신, 국방 등 다양한 관련 산업분야에서 사용이 확대되고 있는 고부가 소재이다. p-Phenylenediamine(PPD)는 파라 아라미드 섬유의 주 원료로 그 수급에 따라 아라미드 섬유의 생산이 좌우되는 핵심 원료이다. 아라미드 섬유의 선진사에서는 자사의 수요 충당을 위해 이미 자급화하여 생산하고 있으며, 다수의 업체들을 대상으로 한 판매를 목적으로 생산하는 업체들이 많지 않기 때문에 그 수급이 불안한 실정이다. 이를 해결하기 위해 국내 연구기관에서 새로운 공정을 개발하여 PPD를 합성하였다. 하지만 이런 PPD를 합성할 때 원료로 쓰이는 I2의 가격이 PPD를 해외에서 수입하는 것보다 약 2.5배 고가이다. 이를 해결하기 위해서는 PPD를 합성하고 난 뒤 부산물인 NH4I로부터 I2 회수가 필수적이고 이는 신공정의 가격 경쟁력 뿐만 아니라 불필요한 화학폐기물을 줄이고 재활용하는 친환경적 기술이다. 본 연구에서는 이런 친환경 공정을 수립하기 위해 이온교환수지를 사용하여 NH4I로부터 I2 회수에 관한 연구를 수행하였다. 먼저 양이온교환수지를 사용하여 NH4I로부터 I2 회수에 관한 연구를 진행하였고 양이온교환수지의 파과곡선을 통해 파과점 및 관류교환용량을 분석하였다. 또한 회수된 I2의 수율과 순도를 분석하였다. 그 뒤 음이온교환수지를 사용하여 I2 회수에 관한 연구를 진행하여 마찬가지로 음이온교환수지의 파과점 및 관류교환용량을 파과곡선으로부터 분석하였다. 회수된 I2의 순도 향상을 위해 용매추출법과 증류공정을 도입하여 실험을 진행하였다. 더 나아가 고분자전해질로 표면 개질된 양이온교환수지를 사용하여 연구를 수행하였다. 고분자전해질로 표면 개질된 양이온교환수지는 표면 개질되지 않은 양이온교환수지에 비해 파과점 및 관류교환용량의 증가로 인해 더 오랜 시간 공정을 지속할 수 있고 적은 이온교환수지의 양으로도 많은 이온을 처리할 수 있다. 이러한 연구결과를 바탕으로 PPD 합성 후 부산물인 NH4I로부터 I2 회수에 관한 친환경공정을 수립하였다.
more초록/요약 도움말
Para-aramid fibers have excellent properties different from the organic common fiber. It has been used in various fields. For example, it is used a composite material, body armor, automotive, aerospace and so on. But, we couldn't produce para-aramid fiber with excellent properties. In order to solve this problem, we have synthesized p-Phenylenediamine(PPD) from a new process. PPD is an important raw material production of aramid fibers. However, iodine which is raw materials of PPD is too expensive. So, we have to recover and recycle the iodine. To recover and recycle the iodine, we have used an ion exchange resin. First, we have used an cation exchange reins. we have analyzed breakpoint and breakthrough capacity from breakthrough curve. Also, we have investigated yields and purity of recovered iodine. Second, we have used an anion exchange resin. Likewise, we have analyzed breakpoint and breakthrough capacity from breakthrough curve and investigated yields and purity of iodine. Furthermore, we have used ion exchange resins surface modified by polyelectrolyte. As a results, we have got improved breakpoint and breakthrough capacity. So, we have established an environmentally process without chemical waste.
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