Eco-friendly radiation-based preparation of Prussian blue-immobilized poly(4-vinylpyridine)-grafted non-woven fabric for cesium ion adsorption
- 주제(키워드) Radiation-induced graft polymerization , Grafting degree , Non-woven fabric , Prussian blue , Cesium ion , Adsorbent , 방사선-유도 접목중합 , 그라프트율 , 부직포 , 프러시안 블루 , 세슘이온 , 흡착제
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 신관우
- 발행년도 2021
- 학위수여년월 2021. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 화학과
- UCI I804:11029-000000065604
- 본문언어 영어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록/요약
본 연구에서는 환경친화적인 수용액에서 전자선 유도 접목중합을 통해 폴리 4비닐피리딘이 그라프트된 폴리프로필렌 부직포 (Poly(4-vinylpyridine)-grafted polypropylene, PP-g-P4VP)를 제조하였으며, 나아가 프러시안 블루의 고정화에 의한 다공성 부직포 흡착제를 제조하였다. 그라프트율과 그라프트 효율을 분석한 결과, 최적 조건(90 kGy의 조사선량, 120분의 반응시간, 3 wt%의 단량체 농도)에서 80% 이상의 효율을 갖는 원하는 그라프트율을 얻을 수 있음을 확인하였다. FT-IR, FE-SEM, XRD 기기를 이용한 화학적 구조, 형태학 및 결정 구조를 분석 결과 결정 입방 프러시안 블루 입자가 고르게 고정된 PP-g-P4VP-PB 흡착제가 성공적으로 제조되었음을 명확하게 확인하였다. 또한 제조된 PP-g-P4VP-PB는 흡착제에 적용하기에 적합한 우수한 인장 특성을 가졌다. 제조된 흡착제의 세슘 이온 흡착성능 평가 결과, 상업용 프러시안 블루 파우더보다 5분의 1의 낮은 프러시안 블루 함량을 가지면서도 응집과 침전을 최소화한 프러시안 블루가 균일하게 고정화된 PP-g-P4VP-PB 흡착제는 상업용 프러시안 블루 파우더와 유사한 흡착성능을 보임을 확인하였다.
more초록/요약
In this study, we newly reported that well-defined poly(4 vinyl pyridine)-grafted non-woven polypropylene (PP-g-P4VP) can be produced by electron beam-induced graft polymerization in ecofriendly water solvent and further used as an efficient cesium ion (Cs+) adsorbent by immobilization of Prussian blue (PB). The results of grafting degree and grafting efficiency reveals that the desired grafting degree of PP-g-P4VP with grafting efficiency above 80% can be obtained under the optimal conditions (adsorbed dose of 90 kGy, reaction time of 120 min and monomer concentration of 3 wt%) in aqueous solvent system. The successful preparation of PP-g-P4VP-PB with crystalline cubic PB was clearly confirmed using FT-IR, FE-SEM, and XRD. It also had a good tensile strength suitable for application to easy-to-handle adsorbent. Moreover, the results of Cs+ adsorption test revealed that the PR-g-P4VP-PB adsorbent even containing one-fifth lower amounts than use of PB itself exhibited the comparable adsorption performance to that of commercial PB powder possibly due to PB-evenly immobilized fibers minimizing the aggregation and precipitation of PB itself.
more