게 껍질 폐기물로부터 추출한 Chitosan에 Itaconic acid의 그라프트 공중합과 오염물질의 제거 능력

A study on the Graft-copolymerization of Itaconic acid onto chitosan extracted crab shells waste and its pollutants removal abilities

수산물 가공 공장에서 배출되는 게 껍질 폐기물로부터 Chitin을 추출하고 탈아세틸화하여 Chitosan(Cs)을 제조하였다. 이 Cs를 초산 용액중에서 용해한 후 Itaconic acid를 첨가하고 Ceric ammonium nitrate(CAN)를 반응 개시제로 사용하여 Graft-copolymerization 하였다. 본 연구에서는 Cs에 첨가하는 Itaconic acid와 CAN의 농도, 반응온도, 반응시간의 영향에 따른 최적 중합 조건을 도출하고 이 Grafted-copolymer-의 폐수중의 CODcr 유발물과 구리 이온의 제거 능력을 연구하였다. 여기서 CODcr과 구리이온의 제거능력시험에 사용한 폐수는 도광 공장 폐수를 사용하였고, Graft-copolymerization으로 합성된 이 중합체의 동정에는 적외선 스펙트로메타를 사용하였다. 이상의 실험 결과 Graft율은 Cs에 Monomer로써 Itaconic acid를 0.25M농도로 첨가하였을 때, CAN은 $3.5{\times}10^3M$, 반응 온도는 $40^{\circ}C$ 그리고 반응시간은 4시간일때 가장 높았다. 또한, Cs과 Itaconic acid grafted chitosan(CsIa), Cationic polymer를 사용하여 폐수중 유기물과 금속이온의 제거 실험을 한 결과 상등액의 CODcr과 구리 이온 제거율은 Cs와 Cationic polymer 보다CsIa가 보다 효과적이었다. 이것은 합성한 CsIa가 양쪽성 고분자이기 때문이다.

Chitosan was prepared from chitin which was abstracted from wasted crab shells. Then itaconic acid was graft-copolymerized onto chitosan using ceric ammonium nitrate as a reaction initiator. To investigate the optimal grafting conditions, the influences of several factors on the grafting were studied, i. e., the concentrations of CAN and itaconic acid, the reaction temperature and time. And to find out its flocculation ability. the flocculation test was carried out with a metal plating factory waste water. The state of graft-copolymer was identified through IR spectra analysis. The optimal grafting conditions and flocculation results were shown to be : concentration of ceric ammonium nitrate is $3.5{\times}10^3M$, reaction temperature is $40^{\circ}C$ and reaction time is 4hrs with 0.25M of the monomer(itaconic acid). Though flocculation tests using chitosan, grafted chitosan and cation, CODcr. metal ions removal rates were measured. The order of superiority is Itaconic acid grafted chitosan>Chitosan>Cationic polymer.