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이온교환법 또는 흡착법은 기존의 생물학적 처리공정과 연계한 고도처리시스템을 구축하는데 있어 가장 단순하고 안정적인 단위공정의 하나가 되고 있다. 이에 따라 다기능성, 고효율성, 이온 선택성 및 경제성을 갖춘 흡착소재를 개발하기 위해 많은 노력이 이루어지고 있다. 리그노셀룰로오스계 천연 고분자 물질은 자연에 풍부하면서도 저가라는 점에서 다양한 기능성의 흡착소재로 활용되고 있다. 이 중 정미산업의 주요 부산물인 왕겨는 기계적 강도가 높고 일정한 형상과 넓은 비표면적을 가지고 있다는 장점이 있어 생체흡착제 제조 원료로 적합한 특성을 가지고 있다. 우리나라에서는 매년 60만톤 이상의 왕겨가 발생하고 있으며, 이들의 95% 이상이 축산분뇨와 혼합하여 퇴비로 사용되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 왕겨의 새로운 재활용 방안으로 생체흡착제 제조를 위한 기질물질로 왕겨의 활용 가능성과 효율성을 검토하기 위해 potassium peroxydisulphate(K2S2O8)를 산화-환원 개시제로 하는 그라프트 중합반응을 통해 왕겨표면에 glycidyl methacrylate(GMA)를 화학적으로 결합시켜 에폭시기(-COC-)를 도입하고, Diethylenetriamine(DETA)과 반응을 통해 에폭시기에 아민기(-NH)를 도입하는 방법으로 음이온 흡착기능성 왕겨흡착제(RH-g-GMA-DETA)를 제조한 다음, 회분식 흡착실험을 통해 아민형 왕겨흡착제의 NO3-N와 PO4-P에 대한 흡착효율 및 흡착특성을 평가하였다. 아민형 왕겨흡착제 RH-g-GMA-DETA의 NO3-N와 PO4-P에 대한 흡착은 Fruendlich 흡착등온식보다는 Langmuir 흡착등온식과 잘 일치하였으며, Langmuir흡착등온식으로부터 구한 최대 단일층 흡착량은 NO3- 68.5 mg/g, PO43- 129.8 mg/g이었다. 흡착은 NO3- 와 PO43- 모두 20분 이내에 평형에 도달할 정도로 빠르게 진행되었으며, 2차 흡착속도식과 잘 부합하는 특성을 보여 chemisorption이 속도결정단계에서 중요한 역할을 함을 알 수 있었다. D-R모델로부터 추산한 흡착에너지는 NO3- 가 9.3 kJ/mol, PO43- 가 140 kJ/mol로 각각 이온교환과 화학적 흡착이 주된 흡착메카니즘으로 작용하였음을 나타내었다. 공존 음이온간 흡착선택성과 흡착에 미치는 pH 영향을 동시에 살펴 본 결과 RH-g-GMA-DETA의 흡착선택성은 SO4>PO4>NO3≥NO2>F의 순이었으며, SO4는 pH의 영향을 거의 받는 흡착특성을 보이는 반면, PO4는 pH가 증가할수록 흡착량이 증가하는 특성을, NO3, NO2 및 F는 pH 5 이상에서는 흡착량이 급격히 감소하는 특성을 보였다.
