방사선 그라프트 중합법을 이용한 크롬 이온 제거

Removal of Chromium Ions Using Radiation Graft Polymerization

산업화에 따른 중금속, 특히 크롬(Cr)의 배출은 심각한 환경문제를 야기하고 있다. 본 연구에서는 방사선 그라프트 중합법을 이용하여 UF (Ultrafiltration) 중공사막을 개질하고, 크롬 이온 제거를 위한 기능성 이온교환막을 제조하였다. Glycidyl methacrylate (GMA)를 기재 표면에 그라프트 후, Diethylamine (DEA), Monoethanolamine (EtA), Sodium sulfite (SS)를 각각 도입하여 음이온 및 양이온교환막을 제작하였다. Batch 실험으로 다양한 조건에서의 흡착 성능을 평가하였으며, 탈리 실험을 통해 재사용 가능성을 검증하였다. 그 결과, 음이온교환막은 산성 조건에서 Cr (VI)에 대해 우수한 흡착 성능과 약 95%의 탈리효율을 나타내었다. 양이온교환막은 pH 4 조건에서 Cr (III)에 대해 높은 흡착 성능과 약 80%의 탈리효율을 나타내었다. 이러한 결과는 방사선 그라프트 중합법 기반 이온교환막이 크롬 이온 제거에 높은 적용 가능성이 있음을 시사한다.

The discharge of heavy metals, particularly chromium (Cr), driven by industrialization has raised serious environmental concerns. In this study, hollow-fiber ultrafiltration membranes were modified using radiation-grafting polymerization to fabricate functional ion-exchange membranes for chromium ion removal. Glycidyl methacrylate was first grafted onto the membrane surface, followed by the introduction of diethylamine, monoethanolamine, and sodium sulfite to produce anion- and cation-exchange membranes. Adsorption performance under various conditions was evaluated through batch experiments, and reusability was assessed via desorption tests. The anion-exchange membrane exhibited effective Cr (VI) adsorption under acidic conditions, achieving a desorption efficiency of approximately 95%. The cation-exchange membrane exhibited high Cr (III) adsorption capacity at pH 4 and a desorption efficiency of approximately 80%. The findings suggest that ion-exchange membranes fabricated via radiation-graft polymerization can be effectively applied for the removal of Cr ions.