일반기술

반금속원소 선택적 다당류계 고분자 흡착제의 개발

붕소, 셀렌(selenium), 게르마늄 등의 반금속원소는 수중에서 오키자로초산(Oxa) 또는 오키자로초산 음이온의 형태로 용존하고 있으며 저농도로 분리, 농축하기에는 기술적 어려움이 많다. 본 기술은 첫째로 붕소나 게르마늄의 오키자로초산 이온이 다수의 인접수산기를 갖고 있는 폴리올 화합물과 안정된 착체(錯體, 하나의 원자나 이온을 중심으로 그 주위에 다른 이온·원자·분자나 원자단이 입체적으로 규칙 올바르게 배치되어 생긴 분자나 이온등의 원자 집단)를 형성하는 특성에 착안하여 글루코오스(단당류)를 구조단위로 하는 셀룰로스(이하 같음)나 아미노당을 구조단위로 하는 키토산 등의 천연다당류(이하 같음)를 골격으로하여 적절한 관능기수식(官能基修飾)을 행하여, 붕소계 및 게르마늄의 오키자로초산 또는 오키자로초산 음이온을 선택적이며 효과적으로 포집하는 흡착제를 개발하였다. 또한, 셀렌산과 우선적으로 이온대를 형성하는 폴리아민의 특성을 이용하여 셀룰로스나 키토산 기본골격을 폴리아민형 측쇄관능기(側鎖官能基, Building Blocks)에서 수식(修飾)한 음이온 교환형 셀렌 선택적 포집재를 개발한 것이다.붕소, 셀렌, 게르마늄 등의 반금속 원소는 유리공업이나 반도체 재료에서 많이 이용되는 유용한 원소임과 동시에, 붕소, 셀렌은 건강장해를 일으키는 유해원소로도 유명하며 수질오염에 관련하여 환경기준에 근거한 환경수로의 배출이 규제되어 있다. 이들 반금속원소의 원료의 대부분을 수입에 의존하고 있는 현상을 고려하면 환경중에 저농도 반금속원소의 포집과 농축은 유용물질 회수와 유해물질 제거라는 양면에서 볼 때 중요한 기술이라 생각된다. 위에서 언급한 반금속 선택적 흡착 ․ 포집재는 둘다 흡착포화한 후에 피포집물을 가역적으로 이탈․분리시켜 관능기(官能基, functional groups)를 유리형(遊離型)으로 되돌리는 것이 가능하며 반복 사용이 가능하다. 또한, 생분해성 천연고분자를 주쇄(主鎖, DNA를 구성하는 당-인산 결합)하는 화학구조이며, 흡착제의 폐기처리에는 미생물분리를 이용가능한 점, 또한 소각하는 경우에 있어서도 합성고분자재료와 같이 타르성분을 생성하지 않는 점에서 환경부하가 적은 것은 우수한 특징이다.