Precious metals indicate the coinage group of silver and gold and the platinum group of ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, and platinum. These metals are important raw materials in various industries due to their extraordinary chemical and physical properties such as high stability, electrical conductivity, ductility, luster and catalytic properties. However, precious metals exist in nature in very small amounts and thus these metals are highly valuable. Because precious metals are limited resources, the mining of these metals should be broadened from natural ores to secondary sources such as industrial wastewater or natural water. Hospital effluents also can be a good source for precious metals because platinum based anticancer drugs like cisplatin can be contained. The current technologies for precious metal recovery from the secondary sources are applied in electronic wastes. There are several methods to recover precious metals from electronic wastes such as pyrometallurgy, hydrometallurgy, and biometallurgy but these processes require high energy costs and use hazardous organic solvents or strong acids. The research on precious metal recovery from water sources is very deficient. Therefore, the adsorbents for selectively capturing and recovering precious metals should be developed. In this study, the adsorbent, COP180, was synthesized from the porphyrin units. The structure of the prepared polymer was characterized by several analytical methods. The high selectivity toward precious metals of the polymer was confirmed by conducting the selectivity tests using ICP-MS standard solutions. The synthesized polymer shows high selectivity and uptake efficiency toward precious metals. It is considered that the porphyrin ring can interact with precious metals strongly and the detailed mechanisms will be illuminated in the future works. This study firstly uses porphyrin for metal capture application and it is expected that this study will lead further following studies and open the porphyrin metal capture field.
귀금속은 금, 은의 주화 금속과 루테늄, 로듐, 팔라듐, 오스뮴, 이리듐, 플래티넘의 플래티넘 그룹 금속을 포함한다. 이러한 금속들은 높은 안정성, 전기전도성, 연성, 광택, 촉매 성질 등의 뛰어난 화학적, 물리적 성질로 인해 다양한 산업에서 널리 사용되는 중요한 원자재이다. 하지만 귀금속은 자연계에 매우 적은 양 존재하여 경제적으로 가치가 매우 높다. 따라서 귀금속을 자연 광산에서만 얻는 것에서부터 산업 폐수나 강이나 바다와 같은 이차원지로 채취 범위가 넓혀져야만 한다. 병원 폐수 또한 시스플라틴과 같은 플래티넘 기반의 항암제를 상당량 포함하고 있는 것으로 조사되었기 때문에 플래티넘의 중요한 원지가 될 수 있다. 현재 이차원지에서 귀금속을 얻기 위한 기술은 대부분 전자제품 폐기물에 적용되고 있는데 건식 야금, 습식 야금, 바이오 야금이 그 예이다. 그러나 이러한 방법들은 에너지가 많이 소요되고 해로운 유기 용매나 강산을 많이 사용하기 때문에 보다 나은 방법의 개발이 요구된다. 한편 수중에 녹아있는 귀금속 이온을 흡착하여 귀금속을 재생산하는 연구는 부족한 실정이다. 따라서 수중에서 귀금속을 선택적으로 흡착하고 재생산하는 기술의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 포르피린 단량체로부터 다공성의 공유결합 고분자가 합성되었고 고분자의 구조가 여러 분석 방법을 통해 확인되었다. 합성된 고분자는 주기율표의 거의 모든 금속 중에서 특히 귀금속에 우수한 선택성이 있음을 유도 결합 플라즈마 분광기의 표준 용액을 이용한 실험을 통해 밝혀졌다. 포르피린 고리 구조가 귀금속과 강하게 상호작용하는 것으로 보여지며 자세한 메커니즘은 향후 연구에서 밝혀질 것이다. 본 연구는 포르피린을 금속의 선택적 흡착 및 재생산에 처음으로 응용하였으며, 앞으로 본 연구 이후로 포르피린을 이용한 금속 흡착에 대한 연구가 이루어질 것으로 기대된다.
