KR100610241B1 - Heavy metal adsorbent using kapok fiber, preparation method, and regeneration method thereof - Google Patents

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조재영
노영창
강필현
위승곤
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Abstract

본 발명은 카폭섬유를 이용한 새로운 중금속 흡착제, 그 제조 방법 및 그 재생 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 친유성과 중공구조를 가지는 천연의 식물성 재료인 카폭섬유를 사용하여 섬유를 구성하는 주요 성분인 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스 및 리그닌을 화학적 처리하여 물의 흡수능을 최대화시킨 수용성 섬유로 전환시키고, 이들의 관능기를 중금속 흡착능이 우수한 관능기로 변화시켜 제조되는 카폭섬유를 이용한 중금속 흡착제, 그 제조 방법 및 이를 적당한 pH 조건하에서 재생하여 사용하는 재생 방법에 대한 것으로서, 본 발명에 따른 중금속 흡착제는 중금속 흡착능이 우수할 뿐만 아니라, 재활용이 가능하여 경제적이며 친환경적이어서 2차 환경오염을 줄일 수 있는 등의 유용한 효과를 제공한다.The present invention relates to a novel heavy metal adsorbent using kapok fibers, a method for producing the same, and a method for regenerating the same. More specifically, the present invention relates to a main component constituting fibers using kapok fiber, a natural vegetable material having a lipophilic and hollow structure. Heavy metal adsorbent using kapok fiber prepared by converting cellulose, hemicellulose, and lignin into water-soluble fibers which maximize the water absorption capability by chemical treatment, and converting these functional groups into functional groups having excellent heavy metal adsorption capacity, a method for preparing the same, and the same under suitable pH conditions As a regeneration method using regeneration, the heavy metal adsorbent according to the present invention not only has excellent heavy metal adsorption capacity, but is also recyclable and economical and environmentally friendly, thereby providing useful effects such as reducing secondary environmental pollution.

카폭섬유, 종피섬유, 목화섬유, 중금속 흡착제 Carpok fiber, seed fiber, cotton fiber, heavy metal adsorbent

Description

카폭섬유를 이용한 중금속 흡착제, 그 제조 방법 및 그 재생 방법{Heavy Metal Adsorbent Using Kapok Fiber, Preparation Method, and Regeneration Method Thereof}Heavy Metal Adsorbent Using Kapok Fiber, Preparation Method, and Regeneration Method Thereof}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 카폭섬유의 중공구조의 일례를 나타낸 주사전자현미경 사진으로, 1a는 화학처리 전 카폭섬유의 중공구조의 일례를 나타낸 주사전자현미경 사진, 1b는 카폭섬유에 NaClO2 처리한 후의 사진, 1c는 카폭섬유에 NaIO4 처리한 후의 사진, 및 1d는 카폭섬유에 NaClO2 재처리한 후의 사진; 1 is a scanning electron micrograph showing an example of the hollow structure of the kapok fibers according to an embodiment of the present invention, 1a is a scanning electron micrograph showing an example of the hollow structure of the kapok fibers before the chemical treatment, 1b to the kapok fibers Photographs after NaClO 2 treatment, 1c photographs after NaIO 4 treatment with carpox fibers, and 1d photographs after NaClO 2 retreatment with kapok fibers;

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 중금속 흡착제의 중금속 이온들에 대한 흡착 및 탈착 능력을 나타낸 그래프; 2 is a graph showing the adsorption and desorption capacity of heavy metal ions of the heavy metal adsorbent according to an embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 중금속 흡착제에 흡착된 중금속 이온들의 pH 변화에 따른 탈착 백분율을 나타낸 그래프; 및 Figure 3 is a graph showing the desorption percentage according to the pH change of the heavy metal ions adsorbed on the heavy metal adsorbent according to an embodiment of the present invention; And

도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 재생된 흡착제의 중금속 이온들에 대한 흡착 및 탈착 능력을 나타낸 그래프. Figure 4 is a graph showing the adsorption and desorption capacity for the heavy metal ions of the regenerated adsorbent according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 카폭섬유를 이용한 중금속 흡착제, 그 제조 방법 및 그 재생 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 천연의 식물성 종피섬유인 카폭섬유의 물성 및 관능기를 변화시켜 중금속 이온의 흡착능을 향상시킨 새로운 개념의 천연 중금속 흡착제, 그 제조 방법 및 그 재생 방법에 대한 것이다.The present invention relates to a heavy metal adsorbent using a kapok fiber, a method for producing the same, and a method for regenerating the same. More specifically, the present invention relates to a new concept of improving the adsorption capacity of heavy metal ions by changing physical properties and functional groups of kapok fiber, which is a natural vegetable seed fiber. A natural heavy metal adsorbent, its manufacturing method and its regeneration method.

오늘날의 산업 및 기술발전은 몇 가지 문제점을 야기하고 있다. 그 중의 하나는 산업 폐기물에서 유인된 중금속 오염이다. 최근에는 산업 폐기물의 양이 크게 증가하여 산업 폐기물의 처분이 산업에 있어 가장 중요한 문제 중 하나가 되었다. Today's industry and technology developments cause some problems. One of them is heavy metal contamination attracted from industrial waste. In recent years, the amount of industrial waste has increased so much that the disposal of industrial waste has become one of the most important problems for the industry.

환경에 존재하는 중금속의 존재는 그 독성이 인간생활과 환경에 미치는 영향이 매우 크기 때문에 주요한 관심사가 되어 왔다. 폐수에서 중금속들은 용해성, 불용성, 금속유기물, 유리 금속 등으로 존재하거나, 환원, 산화, 흡착, 침전 그리고 착염된 형태로 존재하고 있다. 자연계에서는 산화물, 탄산화물, 황화물 그리고 규산염 형태로 발생한다. The presence of heavy metals in the environment has been of major concern because its toxicity has a great impact on human life and the environment. Heavy metals in wastewater exist as soluble, insoluble, metalorganic and free metals, or in reduced, oxidized, adsorbed, precipitated and complexed forms. In nature it occurs in the form of oxides, carbonates, sulfides and silicates.

폐수처리공정에서 발견되는 대부분의 중금속은 무기물 형태이며, 특별히 산업폐수 처리에서 다루는 금속들은 Cu2 +. Zn2 +, Cd2 +, Pb2 +, Ni2 +, Hg2 +, Cr6 + 및 Fe2 +이다. 이 중에서 Pb2 +, Cd2 +, Hg2 +은 미국 EPA(Environmental Protection Agency)에 의 해 보다 중요한 오염물로서 분류된 중금속들이다. 이들 중금속의 인위적인 발생원은 전기도금과 금속표면 처리공업, 야금공업, 피혁 제조, 화학 제조 공장, 광산 배수, 축전지 제조 공장, 쓰레기 매립지의 침출수 및 유해 폐기물 처리장으로부터 오염된 지하수를 포함하고 있다. Many heavy metals are found in the waste water treatment process is a mineral form, the metal covering in particular industrial waste water treatment are Cu + 2. A Zn + 2, Cd + 2, Pb + 2, Ni + 2, Hg + 2, Cr + 6 and 2 + Fe. Among these, Pb 2 + , Cd 2 + and Hg 2 + are heavy metals classified as more important pollutants by the US Environmental Protection Agency (EPA). Anthropogenic sources of these heavy metals include electroplating and metal surface treatment, metallurgy, leather manufacturing, chemical manufacturing, mine drainage, battery manufacturing, leachate from landfills and contaminated groundwater from hazardous waste treatment plants.

산업 폐기물 중의 중금속을 처리하는 방법에는 크게 화학응집 및 침전-배수법을 포함한 물리화학적 방법과 산박테리아 멸균법(Acid Bacteria Sterilization), 생물정련법(Bioleaching) 및 라곤법(Lagon)을 포함한 생물학적 방법 등으로 대별될 수 있다. The treatment of heavy metals in industrial wastes is largely divided into physicochemical methods including chemical flocculation and sedimentation-drainage, and biological methods including Acid Bacteria Sterilization, Bioleaching, and Lagon. Can be classified.

중금속을 고농도로 함유하고 있는 폐수의 물리화학적 처리에 있어서는 응집 및 침전공정(수산화물, 황화물)이 가장 경제적인 공정이나, 대부분 중금속 폐수는 착화제(complexing agent)와 같은 물질을 포함하여 침전공정의 효율이 저하되는 경우 유출수가 비교적 높은 중금속 농도를 함유하게 된다. 또한, 생물 공학적으로 특별히 배양된 또는 개선된 슈퍼 박테리아 및 미생물을 이용한 폐수 및 폐유 처리, 오염된 중금속을 제거하고 화학공장 폐수로부터 독성물질을 제거하는 생물학적 방법 등은 이미 잘 알려진 예들이다. In the physicochemical treatment of wastewater containing high concentrations of heavy metals, the flocculation and precipitation processes (hydroxides, sulfides) are the most economical process, but most heavy metal wastewaters contain substances such as complexing agents, and therefore the efficiency of the precipitation process. In this case, the effluent contains a relatively high heavy metal concentration. In addition, wastewater and waste oil treatment using specially cultured or improved super bacteria and microorganisms, biological methods of removing contaminated heavy metals and removing toxic substances from chemical plant wastewater are well known examples.

이외에도, 산업 폐기물 내 중금속을 제거하기 위한 여러 가지 시도들이 있어 왔다.In addition, several attempts have been made to remove heavy metals in industrial waste.

한국 공개특허 제2005-24759호(2005.03.11)에는 전체적인 구조상 킬레이트 관능기로서 포스포노기 외에 술폰 구조를 함유하고 있어 포스포노기 주위에 친수성 향상과 비공유 전자쌍의 부가로 인해 특정 중금속 이온들에 대한 킬레이트 형성능력을 보다 강화시킨 특정 중금속 이온 흡착용 폴리(스티렌-co-디비닐벤젠)을 기반으로 하는 인산계 킬레이트 수지가 개시되어 있고, 한국 공개특허 제2002-6345호(2002.01.19)에는 고분자 기본골격의 측쇄에 카르복실기 쌍이 이웃하여 킬레이트 관능기로 배치되어 있고, 기본골격의 벤젠을 공간자(spacer)로 일부 활용하여 그 이웃하는 카르복실기 쌍들이 서로 요철(凹凸) 구조의 배열을 이루게 됨으로써, 특정 중금속이온들에 대한 킬레이트 형성능력을 보다 선택적으로 강화시킨 중금속 이온 흡착용 킬레이트 수지가 개시되어 있으며, 한국 공개특허 제2003-86724호(2003.11.12)에는 에틸 아크릴레이트와 디비닐벤젠을 희석제 하에서 현탁중합시켜 가교 폴리(에틸 아크릴레이트) 수지 매트릭스 비드를 얻는 단계; 및 상기 얻어진 가교 폴리(에틸 아크릴레이트) 수지 매트릭스 비드와 히드록실아민과 반응시켜 히드록삼산형 킬레이트 수지를 형성하는 단계를 포함하는 중금속 이온을 흡착할 수 있는 히드록삼산형 킬레이트 수지의 제조방법이 개시되어 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 2005-24759 (2005.03.11) contains a sulfone structure in addition to the phosphono group as the overall chelating functional group, thereby chelating specific heavy metal ions due to the improvement of hydrophilicity and the addition of unshared electron pairs around the phosphono group. Phosphoric acid chelate resins based on poly (styrene-co-divinylbenzene) for adsorption of certain heavy metal ions with enhanced formation ability are disclosed, and Korean Patent Laid-Open No. 2002-6345 (2002.01.19) discloses a polymer base. Carboxyl group pairs are adjacent to the side chain of the skeleton and are arranged as chelate functional groups, and by utilizing the benzene of the basic skeleton as a spacer, the neighboring carboxyl group pairs form a concave-convex structure with each other, thereby making a specific heavy metal ion A chelate resin for heavy metal ion adsorption, which selectively enhances chelate formation ability against grasses, is disclosed. Korean Patent Laid-Open Publication No. 2003-86724 (Nov. 12, 2003), comprising: suspending polymerizing ethyl acrylate and divinylbenzene under a diluent to obtain crosslinked poly (ethyl acrylate) resin matrix beads; And reacting with the obtained cross-linked poly (ethyl acrylate) resin matrix beads and hydroxylamine to form a hydroxamic acid chelate resin. Is disclosed.

한국 공개특허 제2003-61720호(2003.07.22)에는 화력발전소에서 연소하고 남은 석탄회(Coal fly ash)를 이용, 수산화나트륨(NaOH)으로 알칼리 처리를 하여 제올라이트화한 다음 구형(Spherical type)으로 성형하여 오ㆍ하수 중의 중금속(P, Pb, Cd)과 암모니아성 질소를 제거하고, 이를 이용하여 오ㆍ하수처리시설 내에서 미생물을 키우는 담체로 이용하기 위한 복합기능까지 가지고 있는 복합흡착제가 개 시되어 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 2003-61720 (July 22, 2003) uses a coal fly ash after burning in a coal-fired power plant, alkalizes with sodium hydroxide (NaOH) to zeolite, and then forms a spherical type. To remove heavy metals (P, Pb, Cd) and ammonia nitrogen from sewage and sewage, a complex adsorbent with a complex function to use as a carrier to grow microorganisms in sewage and sewage treatment facilities is started. have.

한국 공개특허 제2003-73321호(2003.09.19)에는 폐산화철 촉매를 이용한 중금속 함유 폐수의 연속처리 방법이 개시되어 있고, 한국 공개특허 제2003-50529(2003.06.25)에는 수산 폐슬러지 및 포획된 불가사리를 이용한 중금속 제거제가 개시되어 있으며, 한국 공개특허 제2003-25260호(2003.03.28)에는 흡착유발 산화광물인 감람석 미세분말을 흡착제로 이용하여 중금속을 흡착제거하는 중금속 함유 폐수 처리 방법이 개시되어 있으며, 한국 공개특허 제2001-94573호(2001.11.01)에는 폐기되는 게껍질을 이용하여 상수, 하수 및 폐수 중의 중금속 이온을 제거하는 게껍질 생흡착제가 개시되어 있다. 또한, 한국 공개특허 제1993-12593(1993.07.20)에는 게나 새우껍질 등에서 추출된 키틴으로부터 탈아세틸화하여 만들어진 키토산을 응집제 용액으로 조제하여 도금폐수 내의 중금속 흡착이나 식품폐수, 축산폐수, 피혁폐수 내의 부유물들을 응집시켜 제거하는 폐수 처리제가 개시되어 있으며, 한국 공개특허 제2002-30443호(2002.04.25)에는 환경오염을 유발시키는 산업폐기물 중의 하나인 석분슬러지를 활용하여 오폐수 내에 함유되어 있는 각종 중금속을 제거하는 방법이 개시되어 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 2003-73321 (September 19, 2003) discloses a method for continuous treatment of wastewater containing heavy metals using a waste iron oxide catalyst, and Korean Laid-Open Patent Publication No. 2003-50529 (2003.06.25) discloses wastewater sludge and capture. A heavy metal remover using starfish is disclosed, and Korean Laid-Open Patent Publication No. 2003-25260 (2003.03.28) discloses a method for treating heavy metal-containing wastewater by adsorbing and removing heavy metals using olivine fine powder, which is an adsorbent-induced oxidation mineral, as an adsorbent. In addition, Korean Patent Laid-Open No. 2001-94573 (2001.11.01) discloses a crab shell biosorbent that removes heavy metal ions in water, sewage, and wastewater using waste crab shells. In addition, Korean Patent Publication No. 199-12593 (1993.07.20) discloses chitosan produced by deacetylation from chitin extracted from crab or shrimp shells, using a flocculant solution to adsorb heavy metals in plated wastewater, food wastewater, livestock wastewater, and leather wastewater. A wastewater treatment agent is disclosed which aggregates and removes suspended matters. Korean Patent Laid-Open No. 2002-30443 (2002.04.25) utilizes various heavy metals contained in wastewater by utilizing sludge sludge, which is one of industrial wastes causing environmental pollution. A method of removal is disclosed.

한국 공개특허 제2003-16730호(2003.03.03)에는 중금속을 흡착시킨 후 자력을 이용하여 빠르고 용이하게 회수할 수 있는 자철광을 함유한 중형 기공성 실리카 중금속 흡착제가 개시되어 있다. Korean Unexamined Patent Publication No. 2003-16730 (2003.03.03) discloses a medium porous silica heavy metal adsorbent containing magnetite which can be recovered quickly and easily by using magnetic force after adsorbing a heavy metal.

한국 공개특허 제2003-82510호(2003.10.22)에는 유아의 배설물에서 분리해낸 중금속 흡착능이 높은 엔테로코코스 페시움 유산균주와; 발효유, 치즈, 버터 등 유제품 생산시 엔테로코코스 페시움 유산균주를 스타터로 사용하여 중금속 흡착 능력이 높은 유제품을 생산하는 중금속 흡착능이 높은 유산균주가 개시되어 있으며, 중금속 흡착능이 있는 다른 유산균주가 한국 공개특허 제2002-65010호(2002.08.13) 등에도 기술되어 있다. 또한, 한국 공개특허 2002-61248호(2002.07.24)에는 미생물을 이용하여 소각재 내의 중금속을 제거하는 방법이 개시되어 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 2003-82510 (October 22, 2003) includes enterococcus pesium lactic acid bacteria having a high adsorption capacity for heavy metals isolated from feces of infants; In the production of dairy products such as fermented milk, cheese, butter, etc., lactobacillus strains with high adsorption capacity of heavy metals are disclosed. 2002-65010 (2002.08.13) and the like. In addition, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2002-61248 (2002.07.24) discloses a method for removing heavy metals in an incineration ash using microorganisms.

그러나, 상술한 바와 같은 여러 가지 물리화학적 처리 방법은 2차 환경오염을 유발하고 다량의 슬러지 처리비용과 처리제의 재활용 및 기술 시공의 어려움이 있으며, 상술한 바와 같은 생물학적 처리 방법 역시 처리 시간이 긴 문제점과 정화 효율의 조절이 힘든 한계를 가지고 있다.However, the various physicochemical treatment methods as described above cause secondary environmental pollution, and there is a difficulty in recycling a large amount of sludge treatment, treatment agent and construction of technology, and biological treatment methods as described above also have a long treatment time. And control of purification efficiency is difficult.

이에, 본 발명자들은 종래 물리화학 및 생물학적 처리 방법들을 대체할 수 있는 새로운 개념의 한경보전형 및 재활용이 가능한 중금속 흡착제를 개발하기 위해 예의 연구한 결과, 중공구조와 친유성을 가지는 카폭섬유에 NaClO2 및 NaIO4 처리 등의 화학적 처리 방법을 수행하여 섬유의 물리성을 개량한 다음, 흡착능이 우수한 카보닐기 및 카복실기를 섬유에 도입함으로써 중금속 흡착능과 재활용 가능성 이 매우 우수한 중금속 흡착제를 개발하고 본 발명을 완성하였다.The present inventors have intensively studied a result, NaClO 2 in Kapok fibers having a lipophilic and a hollow structure in order to develop the conventional physicochemical and Hankyong view of the new concepts that can be substituted for the biological treatment type and heavy metal adsorbent recyclable And the chemical treatment method such as NaIO 4 treatment to improve the physical properties of the fiber, and then introduce a carbonyl group and a carboxyl group having excellent adsorption capacity into the fiber to develop a heavy metal adsorbent having excellent heavy metal adsorption capacity and recyclability and completed the present invention. It was.

따라서, 본 발명은 중금속 흡착능이 매우 우수하고 재활용이 가능할 뿐만 아니라 경제적이며 2차적인 환경오염을 최소화할 수 있는 카폭섬유를 이용한 새로운 개념의 중금속 흡착제, 그 제조 방법 및 그 재생 방법을 제공하는 데 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a new concept of heavy metal adsorbent using kapok fiber that can be recycled as well as to minimize the secondary pollution and is economical and excellent in heavy metal adsorption capacity, a manufacturing method and a regeneration method thereof. There is this.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 관능기로서 카보닐기 및 카복실기가 도입된 카폭섬유를 이용한 천연 중금속 흡착제를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a natural heavy metal adsorbent using a carpok fiber introduced with a carbonyl group and a carboxyl group as a functional group.

또한, 상기의 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 친유성인 카폭섬유를 친수성의 카폭섬유로 전환시키는 단계; 상기 카폭섬유에 카보닐기를 도입시키는 단계; 및 상기 카폭섬유에 카복실기를 도입시키는 단계를 포함하는 카폭섬유를 이용한 천연 중금속 흡착제의 제조 방법을 제공한다.In addition, the present invention to achieve the above object, the step of converting the lipophilic carpok fiber into hydrophilic carpok fiber; Introducing a carbonyl group into the carpox fiber; And it provides a method for producing a natural heavy metal adsorbent using a kapok fiber comprising the step of introducing a carboxyl group to the kapok fiber.

또한, 상기의 또다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상기 카폭섬유를 이용한 천연 중금속 흡착제의 재활용을 유도하는 재생 방법을 제공한다.The present invention also provides a regeneration method for inducing the recycling of the natural heavy metal adsorbent using the kapok fiber in order to achieve the above another object.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 관능기로서 카보닐기 및 카복실기가 도입된 천연 종피섬유인 카폭섬유를 이용한 천연 중금속 흡착제를 포함한다. The present invention includes a natural heavy metal adsorbent using a carpok fiber, which is a natural seed fiber in which a carbonyl group and a carboxyl group are introduced as a functional group.

본 발명에 있어서, 상기 종피섬유는 카폭섬유 및 목화섬유를 포함하는 종피섬유 및 식물체로부터 유래되는 천연섬유를 포함하는 것으로, 바람직하게는 중공 구조를 갖는 친유성의 카폭섬유이다. In the present invention, the seed fiber includes a seed fiber including a kapok fiber and a cotton fiber and a natural fiber derived from a plant, and is preferably a lipophilic kapok fiber having a hollow structure.

상기 친유성과 중공구조를 가지는 식물성 재료인 카폭섬유를 구성하는 주요 성분인 셀룰로오스, 헤미세룰로오스 및 리그닌을 상기 중공구조가 파괴되지 않는 한도 내에서 화학 처리하여 분해 내지는 제거하는 것에 의하여 수용성 섬유로 변환시킨 후 상기 주요 성분들의 관능기를 카보닐기 및 카복실기로 전환시켜 본 발명에 따른 중금속 흡착제를 제작할 수 있다.Water-soluble fiber by chemically treating cellulose, hemicellulose and lignin, which constitute the kapok fiber, which is a vegetable material having a lipophilic property and a hollow structure, by chemically treating the hollow structure within the extent that the hollow structure is not destroyed. After conversion to the functional groups of the main components can be converted to a carbonyl group and a carboxyl group to prepare a heavy metal adsorbent according to the present invention.

본 발명은 흡착 및 제거 대상인 상기 중금속을 특히 제한하는 것은 아니나, 바람직하게는 납, 카드뮴, 구리, 아연, 비소, 수은 및 니켈 등을 들 수 있다.The present invention does not particularly limit the heavy metal to be adsorbed and removed, but preferably lead, cadmium, copper, zinc, arsenic, mercury, nickel and the like.

본 발명의 천연 중금속 흡착제는 2차적인 환경오염을 방지하기 위한 재활용 목적으로, 상기 흡착제에 흡착된 중금속들을 pH 2 내지 3의 범위의 용액에서 탈착시킴으로써 재생하여 사용될 수 있다.The natural heavy metal adsorbent of the present invention can be used by regeneration by desorbing the heavy metal adsorbed on the adsorbent in a solution in the range of pH 2 to 3 for the purpose of recycling to prevent secondary environmental pollution.

상기와 같은 구성을 갖는 카폭섬유를 이용한 천연 중금속 흡착제를 제조하기 위한 방법으로 바람직하게는, (a) 친유성인 카폭섬유를 친수성의 카폭섬유로 전환 시키는 단계; (b) 상기 카폭섬유에 카보닐기를 도입시키는 단계; 및 (c) 상기 카폭섬유에 카복실기를 도입시키는 단계를 포함한다.Method for producing a natural heavy metal adsorbent using a kapok fiber having the configuration as described above, Preferably, (a) converting the lipophilic carpok fiber to hydrophilic carpok fiber; (b) introducing a carbonyl group into the carpox fiber; And (c) introducing a carboxyl group into the kapok fiber.

상기 각각의 단계 (a), (b) 및 (c)는 염소산나트륨(NaClO2), 아염소산나트륨(NaClO) 및 과옥산나트륨(NaIO4)을 포함하는 할로겐계 처리; 과산화수소(H2O2), 과붕산나트륨(NaBO3), 산소(O2) 및 오존(O3)을 포함하는 산소계 처리; 및 아황산나트륨(NaHSO3) 및 차아황산나트륨(Na2S2O4)을 포함하는 환원계 처리로부터 선택된 어느 하나의 화학적 처리 방법으로 수행될 수 있다. 이에 의해, 상기 카폭섬유의 친수성과 비공유전자쌍을 증대시키고, 상기 카폭섬유 내 주요성분의 관능기의 공간성을 크게 함으로써 중금속 이온의 흡착능력이 향상되도록 유도할 수 있다.Each of the steps (a), (b) and (c) is halogen-based treatment comprising sodium chlorate (NaClO 2 ), sodium chlorite (NaClO) and sodium peroxate (NaIO 4 ); Oxygen-based treatment including hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), sodium perborate (NaBO 3 ), oxygen (O 2 ), and ozone (O 3 ); And a reducing treatment comprising sodium sulfite (NaHSO 3 ) and sodium hyposulfite (Na 2 S 2 O 4 ). As a result, the hydrophilicity and the non-covalent pair of electrons of the kapok fiber may be increased, and the adsorbing capacity of heavy metal ions may be improved by increasing the spatiality of the functional group of the main component in the kapok fiber.

단계 (a)에서는, 친유성인 카폭섬유를 친수성의 카폭섬유로 전환시킨다.In step (a), the lipophilic carpok fiber is converted into hydrophilic carpok fiber.

바람직하게는, 상기 카폭섬유를 아염소산나트륨(NaClO2)으로 처리하여 상기 카폭섬유 내 리그닌을 분해시킴으로써 상기 카폭섬유를 수용성의 섬유로 그 물리성을 개량시킬 수 있다. 그 결과, 상기 카폭섬유를 친수성의 섬유로 전환시킴으로써 상기 카폭섬유의 물에 대한 흡수능을 최대한 높일 수 있다. Preferably, by treating the kapok fiber with sodium chlorite (NaClO 2 ) to decompose lignin in the kapok fiber, the physical properties of the kapok fiber can be improved to a water-soluble fiber. As a result, by converting the kapok fibers into hydrophilic fibers, the absorption capacity of the kapok fibers to water can be maximized.

단계 (b)에서는, 친수성 처리된 상기 카폭섬유에 카보닐(-C=O) 기를 도입시 킨다.In step (b), a carbonyl (—C═O) group is introduced into the hydrophilic treated kapok fiber.

바람직하게는, 상기 카폭섬유를 과옥산나트륨(NaIO4)으로 처리하여 상기 카폭섬유 내 셀룰로오스 또는 헤미셀룰로오스를 분해시킴으로써 상기 카폭섬유에 흡착능이 우수한 카보닐기가 도입될 수 있다.Preferably, the carbonyl group having excellent adsorptive capacity may be introduced into the kapok fiber by treating the carpox fiber with sodium peroxate (NaIO 4 ) to decompose cellulose or hemicellulose in the carpoc fiber.

단계 (c)에서는, 상기 카폭섬유에 카복실(-COOH) 기를 도입시킨다.In step (c), a carboxyl (-COOH) group is introduced into the carpox fiber.

바람직하게는, 상기 카폭섬유를 아염소산나트륨(NaClO2)으로 재처리하여 상기 카폭섬유 내 셀룰로오스 또는 헤미셀룰로오스를 분해시킴으로써 상기 카폭섬유에 흡착능이 우수한 카복실기가 도입될 수 있다.Preferably, the carboxyl group having excellent adsorption capacity can be introduced into the kapok fiber by reprocessing the kapok fiber with sodium chlorite (NaClO 2 ) to decompose cellulose or hemicellulose in the kapok fiber.

하기 반응식은, 카폭섬유를 각각 상술한 바와 같이 NaIO4 및 NaClO2 처리하여 카보닐기 및 카복실기를 도입하는 도입 과정의 일례를 예시한 것이다.The following reaction scheme is described by NaIO 4 and NaClO 2 as described above, respectively An example of the introduction process of treating and introducing a carbonyl group and a carboxyl group is illustrated.

Figure 112005040686014-pat00001
Figure 112005040686014-pat00001

상기와 같이 제조되는 카폭섬유를 이용한 천연 중금속 흡착제는 재생하여 사용될 수 있다. 바람직하게는, 상기 카폭섬유를 이용한 천연 중금속 흡착제에 흡착된 중금속들을 pH 2 내지 3의 범위의 용액에서 탈착시켜 재생 사용할 수 있다. 이때, 재생 시의 중금속 흡착능은, 90% 이상에 달하는 최초 중금속 흡착능과 거의 동일한 수준으로서 본 발명에 따른 흡착제를 오염된 수용액에 중금속 흡착제로 사용한 후 다시 재생하여 사용할 수 있는 가능성이 확인되었다.Natural heavy metal adsorbent using kapok fiber prepared as described above can be used by regeneration. Preferably, the heavy metals adsorbed on the natural heavy metal adsorbent using the kapok fibers may be regenerated and used by desorption in a solution having a pH of 2 to 3. At this time, the heavy metal adsorption capacity at the time of regeneration was almost the same as the initial heavy metal adsorption capacity reaching 90% or more, and it was confirmed that the adsorbent according to the present invention could be used again as a heavy metal adsorbent in contaminated aqueous solution and then regenerated.

이하, 본 발명을 실시예에 의하여 보다 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명에 있어서 바람직한 최선의 실시예를 예시하기 위한 것으로 본 발명의 내용이 하기 실시예만으로 한정되거나 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, the following examples are not intended to limit or limit the contents of the present invention only to the following examples to illustrate the best preferred embodiment in the present invention.

<< 실시예Example 1> 중금속 흡착제의 제조 1> Preparation of Heavy Metal Adsorbent

카폭섬유의 주요성분 중의 하나인 리그닌을 분해시키기 위해 섬유 5 g에 증류수 300 mL와 2 g의 NaClO2를 잘 혼합한 후 0.5 mL의 아세트산을 첨가하여 70-80℃ 의 물중탕(waterbath) 안에서 1시간 동안 반응시켰다. 그 후, NaClO2 2 g과 0.5 mL의 아세트산을 매 1시간 마다 첨가하여 3 회 반응시킨 다음, 증류수로 카폭섬유를 깨끗이 씻어내었다. NaClO2를 처리한 섬유에 (헤미)셀룰로오스를 분해시켜 카보닐(-C=O) 기의 도입을 위해 섬유 5 g에 증류수 5 L, 아세트산 50 mL과 180 g의 NaIO4를 잘 혼합하여 실온에서 10분 동안 정치한 후 암조건에서 3-7일간 20℃에서 반응 시켰다. 그 후, 에틸렌글리콜(ethylene glycol)을 50 mL 첨가하여 반응을 종결시켰다. 1일 동안 실온에서 정치한 후 증류수로 깨끗이 세척하였다. NaIO4 처리하여 카보닐기가 증가된 섬유에 중금속 흡착능이 우수한 카복실(-COOH) 기를 도입하기 위하여 NaClO2를 재처리하여 최종적으로 카폭섬유에 카복실기를 증가시켜 물리성 및 화학성을 개량한 카폭섬유를 이용한 중금속 흡착제를 개발하였다. In order to decompose lignin, one of the main components of the kapok fiber, 300 g of distilled water and 2 g of NaClO 2 were mixed well with 5 g of fiber, and 0.5 mL of acetic acid was added. The reaction was carried out for a time. Thereafter, 2 g of NaClO 2 and 0.5 mL of acetic acid were added every 1 hour to react three times, and then the kapok fibers were washed off with distilled water. (Hemi) cellulose was decomposed into NaClO 2 treated fibers, and 5 L of distilled water, 50 mL of acetic acid, and 180 g of NaIO 4 were mixed well with 5 g of fiber for introduction of carbonyl (-C = O) groups at room temperature. After standing for 10 minutes, the reaction was carried out at 20 ° C. for 3-7 days under dark conditions. Thereafter, 50 mL of ethylene glycol was added to terminate the reaction. After standing at room temperature for 1 day, the mixture was washed with distilled water. NaIO 4 In order to introduce carboxyl (-COOH) group which has good adsorption ability of heavy metal to fiber with increased carbonyl group, reprocessing NaClO 2 and finally increase the carboxyl group to carpox fiber to improve the physical and chemical properties. Developed.

각각의 처리구에서 카폭섬유의 일부분을 채취하여 주사전자현미경(SEM; Scanning Electron Microscopy)으로 섬유의 중공구조의 손상 여부를 관찰하였다. A portion of the kapok fiber was taken from each treatment and the scanning electron microscopy (SEM) was used to observe the damage of the hollow structure of the fiber.

그 결과를 도 1에 나타내었다. 도 1a는 카폭섬유의 물리·화학성을 개량하기 전 카폭섬유의 중공구조의 사진을 나타낸 것이다. 도 1b에서 알 수 있는 바와 같이, NaClO2 처리구에서는 중공구조가 전혀 손상 받지 않았음을 관찰하였다. 도 1c에서 알 수 있는 바와 같이, NaIO4 처리구에서는 섬유의 내벽과 외벽이 약간 손상되었으나, 대체로 중공구조가 유지되었음을 관찰하였다. 또한, 도 1d에서 알 수 있는 바와 같이, NaClO2의 재처리구에서도 섬유의 중공구조가 잘 유지되었음을 관찰하였다.The results are shown in Fig. Figure 1a shows a picture of the hollow structure of the kapok fibers before improving the physical and chemical properties of the kapok fibers. As can be seen in FIG . 1B , NaClO 2 The treatment was observed that the hollow structure was not damaged at all. As can be seen in Figure 1c , NaIO 4 treatment was observed that the inner wall and outer wall of the fiber slightly damaged, but was generally maintained hollow structure. Also, as can be seen in Figure 1d , it was observed that the hollow structure of the fiber was well maintained even in the reprocessing of NaClO 2 .

<< 실험예Experimental Example 1> 중금속 흡착 시험 1> Heavy metal adsorption test

실험대상 중금속은 Pb(납), Cd(카드뮴), Cu(구리), Zn(아연) 이었으며, 시판되고 있는 이들 중금속의 표준용액(1000 mg/L)을 구입하여 5.0 mg/L로 희석하여 실험에 사용하였다. The heavy metals to be tested were Pb (lead), Cd (cadmium), Cu (copper), and Zn (zinc). The standard solution (1000 mg / L) of these commercially available heavy metals was purchased and diluted to 5.0 mg / L. Used for.

500 mL 삼각플라스크에 실시예 1에 따른 카폭섬유를 1 g 넣은 후 상기 4가지 중금속을 표준용액(stock solution)법으로 각각 5 mg/L 용액을 100 mL를 처리하였다. 준비된 삼각플라스크를 왕복진탕기(회전속도 180/분)에서 1시간 동안 진탕과정을 수행하였다. 삼각플라스크의 용액을 0.45 ㎛ 막여과기(membrane filter)로 여과한 후 여액을 원자흡수분광광도계를 이용하여 중금속의 농도를 분석하였다. 초기에 처리한 중금속 농도에서 용액 중에 남아있는 중금속 농도를 감한 값을 카폭섬유에 의한 중금속 흡착량으로 평가하였다. 그 실험 결과를 도 2에 나타내었다.1 g of kapok fiber according to Example 1 was added to a 500 mL Erlenmeyer flask, and the four heavy metals were treated with 100 mL of 5 mg / L solution, respectively, by the stock solution method. The prepared triangular flask was shaken for 1 hour in a reciprocating shaker (rotation speed 180 / min). After the solution of the Erlenmeyer flask was filtered with a 0.45 ㎛ membrane filter, the filtrate was analyzed by using an atomic absorption spectrophotometer to analyze the concentration of heavy metals. The concentration of heavy metals remaining in the solution at the initial concentration of heavy metals was evaluated as the amount of heavy metals adsorbed by kapok fibers. The result is shown in Fig.

도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1에 따른 카폭섬유는 중금속으로 오염된 수용액 중 Pb(납) 약 93%, Cd(카드뮴) 약 78%, Cu(구리) 약 86% 및 Zn(아연) 약 91%를 흡착시켜 정화할 수 있는 것으로 나타나 우수한 천연 흡착재료로 활용될 수 있을 것으로 예상되었다.As can be seen in Figure 2 , the kapok fiber according to Example 1 is about 93% Pb (lead), about 78% Cd (cadmium), about 86% Cu (copper) and Zn (zinc) in the aqueous solution contaminated with heavy metals ) It is expected that it can be utilized as an excellent natural adsorption material because it can be purified by adsorbing about 91%.

<< 실험예Experimental Example 2> 중금속 탈착 시험 2> Heavy metal desorption test

실험예 1에 따라 중금속 흡착 시험이 완료된 카폭섬유를 60℃에서 8시간 정도 건조한 후 다시 삼각플라스크에 넣고 탈이온수를 100 mL 넣고 삼각플라스크를 왕복진탕기(회전속도 180/분)에서 1시간 동안 진탕 과정을 수행하였다. 중금속 흡착 시험과 동일하게 여과한 후 기기분석을 수행하여 수용액 중 중금속의 농도를 산정하였다. 그 후 수용액 중에 존재하는 양을 탈착량으로 평가하였다. 그 실험결과를 도 2에 나타내었다.Dry the kapok fiber after the heavy metal adsorption test according to Experimental Example 1 for about 8 hours at 60 ° C, put it in the Erlenmeyer flask again, add 100 mL of deionized water, and shake the Erlenmeyer flask for 1 hour in a reciprocating shaker (rotational speed 180 / min) The procedure was performed. Filtration was performed in the same manner as the heavy metal adsorption test, and instrumental analysis was performed to determine the concentration of heavy metals in the aqueous solution. Thereafter, the amount present in the aqueous solution was evaluated by the amount of desorption. The result is shown in Fig.

도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 실험예 1에 따른 중금속 흡착 시험을 통해 카폭섬유에 흡착된 중금속 이온들이 물리적인 에너지가 가해졌을 때 상당히 안정한 상태를 지속적으로 유지하고 있는 것으로 나타났다. 즉, 카폭섬유에 흡착된 중금속 이온들 중 Pb(납) 약 1.7%, Cd(카드뮴) 약 3.2%, Cu(구리) 약 3.7% 및 Zn(아연) 약 4.3%만이 아주 강한 물리적인 힘이 가해졌을 때 카폭섬유로부터 탈착되어 다시 수용액 중으로 이동하는 것으로 나타났다. As can be seen in Figure 2 , through the heavy metal adsorption test according to Experimental Example 1 was found that heavy metal ions adsorbed on the kapok fiber was kept fairly stable when physical energy was applied. That is, only about 1.7% of Pb (lead), about 3.2% of Cd (cadmium), about 3.7% of Cu (copper), and about 4.3% of Zn (zinc) among the heavy metal ions adsorbed on the kapok fiber were subjected to very strong physical forces. It was found to desorb from kapok fibers and back into aqueous solution.

이 같은 결과는 카폭섬유가 아주 우수한 천연 흡착 재료로서 카폭섬유의 카복실기 또는 카보닐기와 아주 높은 결합 상수를 가지고 있어 중금속 이온들의 용출에 대한 우려는 없을 것으로 예상되었다.These results indicate that Carpox fiber is a natural adsorbent material with very high binding constant of carboxyl or carbonyl group of Carpox fiber, so there is no concern about dissolution of heavy metal ions.

<< 실험예Experimental Example 3> 중금속 흡착제로서  3> As heavy metal adsorbent 카폭섬유의Kapok 재활용  recycle 검증 시험Verification test

3-1) 3-1) 카폭섬유의Kapok 재생 시험 Regeneration test

실험예 2에 따라 중금속 탈착시험이 완료된 카폭섬유를 60℃에서 8시간 정도 건조한 후 다시 삼각플라스크에 넣고 HCl(염산)과 NaOH(수산화나트륨)으로 pH를 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 및 10으로 조정한 용액 100 mL 넣고 왕복진탕기(회전속도 180/분)에서 1시간 동안 진탕 과정을 수행하였다. 실험예 1에 따른 중금속 흡착 시험과 동일하게 여과한 후 기기분석을 수행하여 수용액 중 중금속의 농도를 산정하였다. 수용액 중에 존재하는 양을 카폭섬유를 재생하기 위해 처리한 용액에 의한 탈착량으로 평가하여 재활용 여부를 검증하였다. 그 실험결과를 도 3에 나타내었다.After drying heavy metal desorption test according to Experimental Example 2, dried the kapok fiber at 60 ° C for 8 hours, and then put it in a Erlenmeyer flask again. The pH was 2, 3, 4, 5, 6, 7 with HCl (hydrochloric acid) and NaOH (sodium hydroxide). 100 mL of the solution, adjusted to 8, 9 and 10, was shaken for 1 hour in a reciprocating shaker (rotational speed 180 / min). Filtration was performed in the same manner as the heavy metal adsorption test according to Experimental Example 1, and then the instrumental analysis was performed to determine the concentration of heavy metals in aqueous solution. The amount present in the aqueous solution was evaluated by the amount of desorption by the treated solution to regenerate the kapok fiber to verify whether it was recycled. The experimental results are shown in FIG. 3 .

도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 전체적으로 약 92.36-100%의 흡착된 중금속의 제거가 가능하였으며, pH 2 내지 3의 범위에서 Pb(납) 약 70%, Cd(카드뮴) 약 73%, Cu(구리) 약 72% 및 Zn(아연) 약 81%를 제거할 수 있었다.As can be seen in Figure 3 , it was possible to remove about 92.36-100% of the adsorbed heavy metal as a whole, Pb (lead) about 70%, Cd (cadmium) about 73%, Cu ( Copper) about 72% and Zn (zinc) about 81%.

3-2) 재생된 3-2) recycled 카폭섬유의Kapok 중금속 흡착 시험 Heavy Metal Adsorption Test

본 실험예 3-1)을 통해 재생된 카폭섬유를 대상으로 상기 실험예 1과 동일하게 다시 중금속 이온의 흡착 실험을 수행하였다. 그 실험결과를 도 4에 나타내었다.The experiment of adsorption of heavy metal ions was performed again on the kapok fibers regenerated through Experimental Example 3-1) as in Experimental Example 1. The experimental results are shown in FIG. 4 .

도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 중금속 이온으로 오염된 수용액 중 Pb(납) 약 85%, Cd(카드뮴) 약 81%, Cu(구리) 약 80% 및 Zn(아연) 약 87%를 흡착시켜 정화할 수 있는 것으로 나타났다. As can be seen in Figure 4 , by adsorbing about 85% Pb (lead), about 81% Cd (cadmium), about 80% Cu (copper) and about 87% Zn (zinc) in the aqueous solution contaminated with heavy metal ions It has been shown to be cleansable.

3-3) 재생된 3-3) recycled 카폭섬유의Kapok 중금속 탈착 시험 Heavy metal desorption test

동일하게 재생된 카폭섬유에 흡착된 중금속 이온들의 탈착 형태를 상기 실험예 2와 동일하게 탈착 실험을 수행한 결과, 재생 카폭섬유에 흡착된 중금속 이온들 중 Pb(납) 약 4.2%, Cd(카드뮴) 약 6.0%, Cu(구리) 약 4.0% 및 Zn(아연) 약 5.1%만이 아주 강한 물리적인 힘이 가해졌을 때 카폭섬유로부터 탈착되어 다시 수용액 중으로 이동하는 것으로 나타났다. 이는 카폭섬유의 재생과정에서 일부 관능기의 구조적인 변화에 기인한 것으로 판단된다. As a result of desorption experiment of heavy metal ions adsorbed on regenerated kapok fiber in the same manner as in Experiment 2, Pb (lead) of about 4.2% of heavy metal ions adsorbed on regenerated kapok fiber and Cd (cadmium) Only about 6.0%, about 4.0% Cu (copper) and about 5.1% Zn (zinc) were found to desorb from the kapok fibers and migrate back into the aqueous solution when very strong physical forces were applied. This may be due to the structural change of some functional groups during the regeneration of kapok fibers.

지금까지의 실험결과를 종합해 볼 때, 본 발명자들은 본 발명에 따른 카폭섬유를 이용한 중금속 흡착제가 중금속 이온들로 오염된 수용액에 흡착제로 사용한 후 다시 재생하여 사용될 수 있음을 확인하였다.In summary, the present inventors confirmed that the heavy metal adsorbent using the kapok fiber according to the present invention can be used again as an adsorbent in an aqueous solution contaminated with heavy metal ions and then regenerated.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 카폭섬유를 이용한 천연 중금속 흡착제는, 90% 이상의 우수한 중금속 흡착능을 가질 뿐만 아니라, 적당한 pH 조건하에서 흡착된 중금속들을 탈착시킨 후의 중금속 재흡착능 역시 최초 사용시와 거의 동일함을 확인할 수 있었다. 따라서, 천연섬유인 카폭섬유를 변형하여 개발한 본 발명에 따른 중금속 흡착제를 이용할 경우 기존의 중금속흡착제와 비교할 때 재활용이 가능하여 경제적이며 중금속 제거 방법으로 야기되는 2차 환경오염을 최소화할 수 있는 유용한 효과를 제공할 수 있다.The natural heavy metal adsorbent using the kapok fiber according to the present invention having the configuration as described above not only has excellent heavy metal adsorption capacity of 90% or more, but also the heavy metal readsorption capacity after desorbing the heavy metals adsorbed under suitable pH conditions is almost the same as the initial use. I could confirm the same. Therefore, when the heavy metal adsorbent according to the present invention developed by modifying the kapok fiber, which is a natural fiber, can be recycled as compared with the existing heavy metal adsorbent, which is economical and useful to minimize the secondary environmental pollution caused by the heavy metal removal method. Can provide an effect.

Claims (11)

관능기로서 카보닐기 및 카복실기가 도입된 친수성의 카폭섬유를 이용한 천연 중금속 흡착제.Natural heavy metal adsorbent using hydrophilic carpok fiber in which carbonyl group and carboxyl group are introduced as a functional group. 제 1항에 있어서, 상기 카폭 섬유는 식물체 유래 천연 종피섬유임을 특징으로 하는 카폭섬유를 이용한 천연 중금속 흡착제. The natural heavy metal adsorbent using kapok fibers according to claim 1, wherein the kapok fibers are plant-derived natural seed fibers. 제 1항에 있어서, 상기 중금속은 납, 카드뮴, 구리, 아연, 비소, 수은 및 니켈 가운데 적어도 어느 하나를 포함함을 특징으로 하는 카폭섬유를 이용한 천연 중금속 흡착제.The method of claim 1, wherein the heavy metal is a natural heavy metal adsorbent using kapok fibers, characterized in that at least any one of lead, cadmium, copper, zinc, arsenic, mercury and nickel. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 카폭섬유를 이용한 천연 중금속 흡착제는 상기 흡착제에 흡착된 중금속들을 pH 2 내지 3의 범위의 용액에서 탈착시켜 재활용됨을 특징으로 하는 카폭섬유를 이용한 천연 중금속 흡착제.The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the natural heavy metal adsorbent using the kapok fiber is recycled by desorbing the heavy metals adsorbed on the adsorbent in a solution in the range of pH 2 to 3. Natural heavy metal adsorbent. 친유성인 카폭섬유를 친수성의 카폭섬유로 전환시키는 단계;Converting the lipophilic kapok fibers into hydrophilic carpoc fibers; 상기 카폭섬유에 카보닐기를 도입시키는 단계; 및Introducing a carbonyl group into the carpox fiber; And 상기 카폭섬유에 카복실기를 도입시키는 단계를 포함하는 카폭섬유를 이용한 천연 중금속 흡착제의 제조 방법.Method for producing a natural heavy metal adsorbent using a kapok fiber comprising the step of introducing a carboxyl group to the kapok fiber. 제 5항에 있어서, 상기 단계들은 각각 염소산나트륨, 아염소산나트륨 및 과옥산나트륨을 포함하는 할로겐계 처리; 과산화수소, 과붕산나트륨, 산소 및 오존을 포함하는 산소계 처리; 및 아황산나트륨 및 차아황산나트륨을 포함하는 환원계 처리로부터 선택된 어느 하나의 화학적 처리 방법에 의하여 수행됨을 특징으로 하는 카폭섬유를 이용한 천연 중금속 흡착제의 제조 방법.6. The method of claim 5, wherein the steps comprise halogen-based treatment, each comprising sodium chlorate, sodium chlorite and sodium peroxate; Oxygen-based treatments including hydrogen peroxide, sodium perborate, oxygen and ozone; And a chemical treatment method selected from reduction based treatments including sodium sulfite and sodium hyposulfite. 제 5항에 있어서, 상기 카폭섬유는 식물체 유래 천연 종피섬유임을 특징으로 하는 카폭섬유를 이용한 천연 중금속 흡착제의 제조 방법. The method of claim 5, wherein the kapok fiber is a plant-derived natural seed fiber. 제 5항 또는 제 6항에 있어서, 상기 친수성 전환 단계는 카폭섬유 내 리그닌을 분해시키는 단계를 포함함을 특징으로 하는 카폭섬유를 이용한 천연 중금속 흡착제의 제조 방법.7. The method according to claim 5 or 6, wherein the hydrophilic conversion step comprises decomposing lignin in the kapok fiber. 제 5항 또는 제 6항에 있어서, 상기 카보닐기는 상기 카폭섬유 내 셀룰로오스 또는 헤미셀룰로오스를 분해시켜 도입됨을 특징으로 하는 카폭섬유를 이용한 천연 중금속 흡착제의 제조 방법.7. The method of claim 5 or 6, wherein the carbonyl group is introduced by decomposing cellulose or hemicellulose in the kapok fiber. 제 5항 또는 제 6항에 있어서, 상기 카복실기는 상기 카폭섬유 내 셀룰로오스 또는 헤미셀룰로오스를 분해시켜 도입됨을 특징으로 하는 카폭섬유를 이용한 천연 중금속 흡착제의 제조 방법.The method according to claim 5 or 6, wherein the carboxyl group is introduced by decomposing cellulose or hemicellulose in the kapok fiber. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 따른 상기 카폭섬유를 이용한 천연 중금속 흡착제에 흡착된 중금속들을 pH 2 내지 3의 범위의 용액에서 탈착시켜 재활용하는 단계를 포함하는 카폭섬유를 이용한 천연 중금속 흡착제의 재생 방법.The natural heavy metal adsorbent using the kapok fiber comprising the step of desorbing and recycling heavy metals adsorbed on the natural heavy metal adsorbent using the kapok fiber according to any one of claims 1 to 3 in a solution in the range of pH 2 to 3. How to play.
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