출품기술

[재료/화학] 금속이온의 선택적 흡착이 가능한 흡착제 및 제조방법 기술

중금속 추출이 가능한 금속이온 선택적 흡착제

본 기술은 2가 내지 6가 중 어느 하나의 금속이온에 대한 선택적 흡착이 가능한 기술

보유기관 : 한국원자력연구원       거래조건 : 협의 후 결정

기술개요

본 기술은 2가 내지 6가 중 어느 하나의 금속이온에 대한 선택적 흡착이 가능한 기술로, 선택적 흡착 효율을 나타내는 효과가 있음

특허정보

특허명 특허번호 특허명세서
Cr과 Zn에 대한 선택적 흡착제 제조방법 및 그로부터 제조되는 흡착제 10-1867431
방사선 그라프팅된 폴리프로필렌 부직포의 제조방법 10-1718322
이온교환섬유 제조 방법 10-1981092
이온교환섬유 제조 방법 10-1691416
포름알데히드 흡착시트 제조방법 10-1875737

기술완성도

TRL01

기초 이론/
실험

  • 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계
TRL02

실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립

  • 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL03

연구실 규모의
성능 검증

  • 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
  • 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
  • 모델링/설계기술 확보
TRL04

연구실 규모의
부품/시스템 성능평가

  • 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
  • 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL05

시제품 제작/
성능평가

  • 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
  • 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL06

Pilot 단계 시작품
성능 평가

  • 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
  • 시작품 성능평가
TRL07

Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가

  • 시작품의 신뢰성 평가
  • 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL08

시작품 인증/
표준화

  • 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
    - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL09

사업화

  • 본격적인 양산 및 사업화 단계

기술개요

- 2가 내지 6가 중 어느 하나의 금속이온에 대한 선택적 흡착이 가능한 기술로, 선택적 흡착 효율을 나타내는 효과가 있음

- 최근 산업 폐기물의 양이 크게 증가하여 산업 폐기물의 처분이 산업에 있어 가장 중요한 문제 중 하나가 되었으며 환경에 존재하는 중금속의 존재는 그 독성이 인간생활과 환경에 미치는 영향이 매우 크기 때문에 산업 폐기물 내 중금속을 흡착할 수 있는 기술의 수요가 높아지고 있음

- 해당 기술의 선택적 흡착제는 고분자 기재에 중금속 흡착에 적합한 다양한 형태의 관능기를 도입하여 원하는 금속염을 선택적으로 제거함

대표도면

[금속이온이 흡착하는 형태를 나타낸 모식도(좌)와 2가, 6가 금속이온 흡착효율 그래프(우)]

기존기술 대비 개선점

- 중금속 추출시 기존 사용하던 활성탄이 아닌 부직포를 사용하여 효과/효율 향상 (기존대비 원가절감의 효과적)

- 부직포 사용 통한 단위면적당 추출량 증가로 인한 경제성 향상 (기존대비 생산 비용절감 가능)

- 2내지 6가 금속이온 중 어느 하나의 금속이온에 선택적 흡착 효율을 나타내는 효과가 있음

기술 구현 내용

다음과 같은 단계를 통해 흡착제 제조

- 1단계 : 하이드록시기에 비닐기를 그라프트시키는 단계
- 2단계 : 2가 내지 6가 중 둘 이상의 금속이온 흡착 사이트를 생성하는 단계
- 3단계 : 단계 2에서 얻은 결과물에 2가 내지 6가 중 둘 이상의 금속이온을 첨가하는 단계

기술도입 기대효과

- 기존 중금속 추출 방법 대비 비용 절감에 효과적(부직포 활용)

- 단위면적당 중금속 추출량 증가로 인한 효과/효율성 증대

- 선택적 중금속 추출이 가능하여 다양한 공정에 활용

시장동향

- 전 세계 합성 흡착제 시장은 2017년 9,250만 달러에서 연평균 성장률 7.9%로 증가하여, 2022년에는 1억 3,530만 달러에 이를 것으로 전망됨

- 전 세계 합성 흡착제 시장을 종류별로 살펴보면, 방향족(가교 폴리스티렌 매트릭스), 개질 방향족(브롬화 방향족 매트릭스), 메타크릴(메타크릴 에스테르 공중합체) 및 기타로 구분됨

- 산업용 흡착제 시장의 경우 2016년 720만 달러에서 연평균 성장률 5.7%로 증가하여, 2022년에는 1,003만 달러에 이를 것으로 전망됨

- 전 세계 흡착제 시장을 지역별로 살펴보면, 2016년 기준으로 아시아-태평양 지역이 34.71%로 가장 높은 점유율을 차지하였고, 북미 지역이 30.65%, 유럽 지역이 26.93%, 남미 지역이 4.84%, 중동-아프리카 지역이 2.87%로 나타남

[글로벌 흡착제 시장 규모 및 전망(좌) / 글로벌 흡착제 시장의 종류별 시장 규모 및 전망(우)]

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