Despite the increasing demand for clean water as an explosively growing population and demand for the quality of life, the amount of industrial wastewater generation is also steadily increasing. In this dissertation, the development of selective adsorption materials is demonstrated for effective purification of radioactive wastewater or heavy metal contaminated water. With the aim of selective removal of cesium, strontium, and cadmium ions, the selection and modification of materials suitable for each ionic property and process were discussed.
In chapter 2, the sorption affinity of montmorillonite for cesium and strontium was improved by facile alkali-activation to prepare a porous ion-exchange material. In chapter 3, the development of a composite adsorbent is demonstrated that enables adsorption filtration with high selectivity to cesium by immobilizing potassium copper hexacyanoferrate (KCuHCF) on the electrospun nanofibers. In chapters 4 and 5, electrochemical adsorption and desorption using a copper-based metal-organic framework, focusing on the selective removal of cadmium ions and effective regeneration of spent adsorbents.
인구 증가와 삶의 질 향상에 따라 깨끗한 물에 대한 수요가 증가하고 있음에도 불구하고, 산업 폐수의 발생량 또한 꾸준히 증가하고 있다. 본 학위논문에서는 방사성 폐수와 중금속 오염수의 효과적인 정화를 위한 선택적 흡착 소재 개발에 관한 연구를 진행했다. 세슘 및 스트론튬, 카드뮴 이온의 선택적 제거를 목표로 하여 각 이온 특성과 공정에 알맞은 소재 선택과 개선에 관해 다루었다.
2장에서는 자연에 풍부한 층상점토광물인 몬모릴로나이트의 알칼리 활성화 반응을 통해 다공성 이온교환소재로 만듦으로써, 세슘 및 스트론튬에 대한 흡착 친화도를 개선하였다. 3장에서는 포타슘구리헥사시아노철산염 (KCuHCF)을 전기방사 섬유막에 고정화함으로써 세슘에 대해 높은 선택성을 가지고 흡착 여과를 가능케 하는 복합소재 개발에 관해 다루었다. 4-5장에서는 카드뮴 이온의 선택적 제거와 흡착소재의 효과적인 재생성에 초점을 두어, 구리 기반의 금속유기구조체를 활용한 전기화학적 흡착 및 탈착에 관하여 다루었다.
