KR101701172B1 - Hydrogen fluoride adsorbent and selective removal of hydrogen fluoride using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 아민기로 관능화된 다공성 고분자를 포함하며, 불산염 및 불화수소를 포함하는 수용액 중의 불화수소를 흡착하는 것을 특징으로 하는 불화수소 흡착제를 제공한다. 본 발명에 따른 불화수소 흡착제는 표면이 아민기로 관능화된 다공성 고분자를 포함하여 불산염 및 불화수소를 포함하는 수용액 중의 불화수소만을 선택적으로 제거할 수 있다. 이를 이용한 불화수소의 제거방법은 불산염을 포함하는 수용액에 포함되어 있는 불화수소를 선택적으로 제거할 수 있어 알칼리 금속 불화물을 제조하는 공정에서 최종적으로 얻어진 알칼리 금속 불화물의 순도가 높으며, 부식성과 유해성이 큰 불화수소를 수용액으로부터 사전에 선택적으로 제거하기 때문에 재결정 및 건조 과정 중에 장치를 보호할 수 있다.The present invention provides a hydrogen fluoride adsorbent which comprises a porous polymer functionalized with an amine group and adsorbs hydrogen fluoride in an aqueous solution containing a hydrofluoric acid salt and hydrogen fluoride. The hydrogen fluoride adsorbent according to the present invention can selectively remove only hydrogen fluoride in an aqueous solution containing a hydrofluoric acid salt and hydrogen fluoride including a porous polymer whose surface is functionalized with an amine group. The method of removing hydrogen fluoride using the method is capable of selectively removing hydrogen fluoride contained in an aqueous solution containing a fluoric acid salt. Thus, the alkali metal fluoride finally obtained in the step of producing an alkali metal fluoride is high in purity, Since the large hydrogen fluoride is selectively removed from the aqueous solution in advance, the device can be protected during the recrystallization and drying process.

Description

불화수소 흡착제 및 이를 이용한 불화수소의 선택적 제거방법{Hydrogen fluoride adsorbent and selective removal of hydrogen fluoride using the same}FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a hydrogen fluoride adsorbent and a method for selectively removing hydrogen fluoride using the same.

본 발명은 불화수소 흡착제 및 이를 이용한 불화수소의 선택적 제거방법에 관한 것으로, 상세하게는 불화수소를 원료로 하는 알칼리 금속 불화물 등의 불산염 합성 공정에 있어서 과량으로 포함된 불화수소를 선택적으로 제거하여 고순도의 알칼리 금속 불화물을 얻는 동시에 부식성이 강한 불화수소를 수용액 중으로부터 제거할 수 있는 흡착제 및 이를 이용하여 불화수소를 제거함으로써 알칼리 금속 불화물의 건조 과정에서 발생하는 불화수소의 양을 저감할 수 있어 장치를 보호할 수 있는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a hydrogen fluoride adsorbent and a method for selectively removing hydrogen fluoride using the hydrogen fluoride adsorbent. More particularly, the present invention relates to a process for selectively removing hydrogen fluoride contained in an excess amount of hydrogen fluoride in an alkali metal fluoride or the like, It is possible to reduce the amount of hydrogen fluoride generated in the drying process of the alkali metal fluoride by removing the hydrogen fluoride by using the adsorbent capable of obtaining high purity alkali metal fluoride and removing the hydrogen fluoride having high corrosivity from the aqueous solution, And to a method for protecting the same.

알칼리 금속의 불화물은 다양한 산업에서 활용되고 있는데, 특히 나트륨(Na), 포타슘(K), 세슘(Cs)의 불화물은 유기 불소화합물을 합성하는 주요 원료로 사용되고 있다. 상기 알칼리 금속의 불화물은 일반적으로 알칼리 금속의 수화물이나 탄산염과 불화수소 또는 불화수소를 반응하여 제조한다(하기 화학 반응식 참조).
Fluorides of alkali metals have been used in various industries. In particular, fluorides of sodium (Na), potassium (K) and cesium (Cs) are used as main raw materials for synthesizing organic fluorine compounds. The fluoride of the alkali metal is generally prepared by reacting a hydrate of an alkali metal or a carbonate with hydrogen fluoride or hydrogen fluoride (see the following chemical reaction formula).

<화학 반응식><Chemical reaction formula>

MOH + HF → MF + H20 (M = Na, K, Rb, Cs)MOH + HF? MF + H 2 O (M = Na, K, Rb, Cs)

M2CO3 + 2HF → 2MF + CO2↑ + H2O (M = Na, K, Rb, Cs) M 2 CO 3 + 2HF? 2MF + CO 2? + H 2 O (M = Na, K, Rb, Cs)

MF + HF → MHF2 (M = Na, K, Rb, Cs)
MF + HF? MHF 2 (M = Na, K, Rb, Cs)

예를 들어 불화나트륨(NaF)은 수산화나트륨이나 탄산나트륨을 불화수소와 반응하여 제조한다. 그러나, 일반적으로는 과량의 불화수소가 사용되기 때문에 실제로 얻어지는 금속불화물은 플루오르화수소나트륨(NaHF2)을 상당량 포함하게 된다.
For example, sodium fluoride (NaF) is produced by reacting sodium hydroxide or sodium carbonate with hydrogen fluoride. However, since an excessive amount of hydrogen fluoride is generally used, the metal fluoride actually obtained contains a considerable amount of sodium fluoride (NaHF 2 ).

상기의 알칼리 금속 불화물 합성 공정은 통상적으로 수용액 상에서 진행된다. 따라서 제조된 알칼리 금속 불화물은 재결정 등의 방법에 의해 수용액으로부터 분리되며 최종적으로는 건조 과정이 요구된다. 과량으로 존재하는 불화수소가 수용액 중에 알칼리 금속 불화물과 함께 존재할 경우, 금속 불화물의 용해도가 높아져 재결정이 용이하지 않으며 또한 수용액으로부터 재결정에 의해 얻어진 금속 불화물 중에도 플루오르화수소 화합물이 함께 존재하는 결과가 발생한다. 플루오르화수소 화합물은 고온에서 알칼리 금속 불화물과 불화수소로 분해되기 때문에 건조 과정에서 부식성이 강하고 유해한 불화수소를 다량 발생할 염려가 있다.
The above alkali metal fluoride synthesis step is usually carried out in an aqueous solution. Therefore, the produced alkali metal fluoride is separated from the aqueous solution by a method such as recrystallization and finally a drying process is required. When excess hydrogen fluoride is present in the aqueous solution together with the alkali metal fluoride, the solubility of the metal fluoride becomes high and recrystallization is not easy, and the resultant hydrogen fluoride compound also exists in the metal fluoride obtained by recrystallization from the aqueous solution. The hydrogen fluoride compound is decomposed into alkali metal fluoride and hydrogen fluoride at a high temperature, so it is corrosive in the drying process and there is a possibility that a large amount of harmful hydrogen fluoride is generated.

이러한 문제점들을 해결하기 위한 최선의 방법은 알칼리 금속 화합물과 불화수소의 이론적 당량을 정확하게 일치시키는 것이나, 현실적인 측면에서 용이하지 않다. 대신에 상대적으로 제거하기가 쉬운 불화수소를 과량으로 사용하되, 재결정 이전에 합성된 금속 불화물의 수용액으로부터 불화수소를 최대한 제거하는 것이 현실적인 방법이다.
The best way to solve these problems is to precisely match the theoretical equivalents of alkali metal compounds with hydrogen fluoride, but it is not easy in practical terms. It is a practical method to remove hydrogen fluoride as much as possible from an aqueous solution of metal fluoride synthesized before recrystallization, while using excess hydrogen fluoride which is relatively easy to remove instead.

수용액으로부터 불화수소를 제거하는 방법으로는 화학적 침전 및 응집, 분리막, 전기투석 등의 공정이 사용되고 있다. 화학적 침전 및 응집은 불소 이온과 결합하여 물에 대한 용해도가 매우 낮은 생성물을 형성하는 칼슘이나 마그네슘 화합물을 투입하여 수용액으로부터 불소 이온을 제거하고 잔류하는 미세 입자나 불소 이온을 최종적으로 제거하기 위해 응집제를 사용한다.
As a method for removing hydrogen fluoride from an aqueous solution, processes such as chemical precipitation and coagulation, separation membrane, and electrodialysis are used. Chemical precipitation and aggregation combine with fluorine ions to remove fluorine ions from the aqueous solution by adding calcium or magnesium compounds which form products with very low solubility in water and to remove the remaining fine particles and fluorine ions, use.

구체적인 일례로써, 대한민국 공개특허 제10-2009-0131823호(특허문헌 1)에서는 불소를 포함하는 산성폐수를 처리하기 위해, 불소를 함유하는 산성폐수를 반응조에 유입시키고, 불소처리에 필요한 칼슘의 양을 염화칼슘 형태로 일부 또는 전부를 투입하여 불소처리하는 단계와 불소처리 후 알칼리 중화제를 투입하여 중화처리하며, 최종적으로 고분자 응집제를 투입하여 슬러지를 형성시켜 침전시키는 단계를 포함하는 불소처리 방법을 제시하고 있다.As a specific example, in Korean Patent Laid-Open No. 10-2009-0131823 (Patent Document 1), in order to treat acidic wastewater containing fluorine, acidic wastewater containing fluorine is introduced into the reaction tank, and the amount of calcium A step of adding fluorine to a part or the whole of calcium chloride in the form of calcium chloride, a neutralizing treatment by adding an alkali neutralizing agent after fluorine treatment, and a step of finally adding a polymer flocculant to form a sludge to precipitate the fluorine have.

또한, 대한민국 공개특허 제10-2010-0112741호(특허문헌 2)에서는 불산 폐수의 처리 시스템으로, 불산(HF)함유 폐수를 방류수 수질기준 이하로 안정적으로 처리할 수 있는 멤브레인을 이용한 불산 폐수 처리 시스템을 제시하고 있다. Korean Patent Laid-Open No. 10-2010-0112741 (Patent Document 2) discloses a hydrofluoric acid wastewater treatment system comprising a membrane capable of stably treating hydrofluoric acid (HF) -containing wastewater at a level lower than the discharged water quality standard .

그러나, 이들 공정은 사실상 수용액으로부터 불소 이온을 제거하기 위한 방법으로서 수용액 중에 혼재하고 있는 알칼리 금속 불화물의 불소 이온과 불화수소의 불소 이온을 선택적으로 제거하는 것이 불가능하다.
However, in these processes, it is practically impossible to selectively remove fluorine ions of alkali metal fluorides and fluorine hydrogen fluoride mixed in an aqueous solution as a method for removing fluorine ions from an aqueous solution.

이에, 본 발명자들은 불산염 및 불화수소를 포함하는 수용액에 포함된 불화수소를 선택적으로 제거하는 방법을 연구하던 중, 아민기로 관능화된 다공성 고분자를 포함하는 불산염 및 불화수소를 포함하는 수용액 중의 불화수소를 흡착시킬 수 있는 흡착제를 개발하였으며, 본 발명을 완성하였다.
Accordingly, the present inventors have found that, while studying a method for selectively removing hydrogen fluoride contained in an aqueous solution containing a hydrofluoric acid salt and hydrogen fluoride, the present inventors have found that, in an aqueous solution containing a hydrofluoric acid salt containing a porous polymer functionalized with an amine group and hydrogen fluoride An adsorbent capable of adsorbing hydrogen fluoride has been developed and the present invention has been completed.

대한민국 공개특허 제10-2009-0131823호 (2009.12.28.)Korean Patent Publication No. 10-2009-0131823 (December 28, 2009) 대한민국 공개특허 제10-2010-0112741호 (2010.11.12.)Korean Patent Publication No. 10-2010-0112741 (November 12, 2010)

본 발명의 목적은 불화수소 흡착제 및 이를 이용한 불화수소의 선택적 제거방법을 제공하는 데 있다.
An object of the present invention is to provide a hydrogen fluoride adsorbent and a method for selectively removing hydrogen fluoride using the same.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은In order to achieve the above object,

아민기로 관능화된 다공성 고분자를 포함하며,A porous polymer functionalized with an amine group,

불산염 및 불화수소를 포함하는 수용액 중의 불화수소를 흡착하는 것을 특징으로 하는 불화수소 흡착제를 제공한다.
A hydrogen fluoride adsorbent characterized by adsorbing hydrogen fluoride in an aqueous solution containing a fluoric salt and hydrogen fluoride.

또한, 본 발명은In addition,

아민기로 관능화된 다공성 고분자를 포함하는 제1항의 불화수소 흡착제를 불산염 및 불화수소를 포함하는 수용액에 투입하여 불화수소를 흡착시키는 단계;를 포함하는 불화수소의 제거방법을 제공한다.
A method for removing hydrogen fluoride comprising the steps of: introducing the hydrogen fluoride adsorbent according to claim 1 into an aqueous solution containing hydrofluoric acid and hydrogen fluoride to adsorb hydrogen fluoride, the porous hydrogen polymer having an amine function.

본 발명에 따른 불화수소 흡착제는 표면이 아민기로 관능화된 다공성 고분자를 포함하여 불산염 및 불화수소를 포함하는 수용액 중의 불화수소만을 선택적으로 제거할 수 있다. 이를 이용한 불화수소의 제거방법은 불산염을 포함하는 수용액에 포함되어 있는 불화수소를 선택적으로 제거할 수 있어 알칼리 금속 불화물을 제조하는 공정에서 최종적으로 얻어진 알칼리 금속 불화물의 순도가 높으며, 부식성과 유해성이 큰 불화수소를 수용액으로부터 사전에 선택적으로 제거하기 때문에 재결정 및 건조 과정 중에 장치를 보호할 수 있다.
The hydrogen fluoride adsorbent according to the present invention can selectively remove only hydrogen fluoride in an aqueous solution containing a hydrofluoric acid salt and hydrogen fluoride including a porous polymer whose surface is functionalized with an amine group. The method of removing hydrogen fluoride using the method is capable of selectively removing hydrogen fluoride contained in an aqueous solution containing a fluoric acid salt. Thus, the alkali metal fluoride finally obtained in the step of producing an alkali metal fluoride is high in purity, Since the large hydrogen fluoride is selectively removed from the aqueous solution in advance, the device can be protected during the recrystallization and drying process.

본 발명은The present invention

아민기로 관능화된 다공성 고분자를 포함하며,A porous polymer functionalized with an amine group,

불산염 및 불화수소를 포함하는 수용액 중의 불화수소를 흡착하는 것을 특징으로 하는 불화수소 흡착제를 제공한다.
A hydrogen fluoride adsorbent characterized by adsorbing hydrogen fluoride in an aqueous solution containing a fluoric salt and hydrogen fluoride.

이하, 본 발명에 따른 불화수소 흡착제에 대하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, the hydrogen fluoride adsorbent according to the present invention will be described in detail.

종래에는 수용액 중에 혼재하고 있는 불산염의 불소 이온과 불화수소의 불소 이온을 선택적으로 제거하는 것이 불가능하였다. 이에, 본 발명에서는 불산염 및 불화수소를 포함하는 수용액에서 불화수소를 선택적으로 제거하기 위한 흡착제로서, 아민기로 관능화된 다공성 고분자를 포함하는 불화수소 흡착제를 제공한다.
It has been impossible to selectively remove fluorine ions of hydrofluoric acid and hydrogen fluoride mixed in the aqueous solution. Accordingly, the present invention provides a hydrogen fluoride adsorbent comprising a porous polymer functionalized with an amine group as an adsorbent for selectively removing hydrogen fluoride in an aqueous solution containing hydrofluoric acid and hydrogen fluoride.

본 발명에 따른 불화수소 흡착제에 있어서, 상기 다공성 고분자는 구형의 분말 형태이고, 입자의 입경은 10 ㎛ 내지 2 mm인 것이 바람직하다. 또한, 상기 다공성 고분자는 다량의 기공을 가지고 있어, 0.1 m2/g 내지 400 m2/g의 표면적을 가지는 것이 바람직하다.
In the hydrogen fluoride adsorbent according to the present invention, it is preferable that the porous polymer is in the form of a spherical powder, and the particle size of the particles is 10 μm to 2 mm. Also, the porous polymer has a large amount of pores, and preferably has a surface area of from 0.1 m 2 / g to 400 m 2 / g.

나아가, 상기 다공성 고분자는 스티렌계 고분자, 아크릴계 고분자, 메타크릴계 고분자, 비닐계 고분자, 우레탄계 고분자 및 에폭시아민계 고분자 등일 수 있으며, 구체적인 일례로써, 에폭시기를 가지고 있는 아크릴계 단량체와 자유라디칼에 의한 중합 반응이 가능한 반응기를 2 개 이상 가지고 있는 가교 가능 단량체를 포함할 수 있다. 또한, 스티렌계 단량체 또는 아크릴계 단량체 등의 단량체를 공중합하여 준비된 고분자일 수 있다.
The porous polymer may be a styrenic polymer, an acrylic polymer, a methacrylic polymer, a vinyl polymer, a urethane polymer, or an epoxyamine polymer. Specific examples of the polymer include an acrylic monomer having an epoxy group, And a cross-linkable monomer having at least two possible reactors. Further, it may be a polymer prepared by copolymerizing a monomer such as a styrene-based monomer or an acrylic monomer.

또한, 상기 아민기로 관능화된 다공성 고분자는 아민기 농도가 1.0 mmol/g 내지 4.0 mmol/g인 것이 바람직하고, 2.0 mmol/g 내지 3.7 mmol/g인 것이 더욱 바람직하며, 3.0 mmol/g 내지 3.5 mmol/g인 것이 가장 바람직하다. 만약, 상기 아민기로 관능화된 고분자의 아민기 농도가 1.0 mmol/g 미만일 경우에는 불화수소 제거 효율이 떨어지는 문제가 있으며, 4.0 mmol/g을 초과하는 경우에는 이를 제조하기 위해 에폭시 당량에 비해 과량의 아민 화합물을 사용하여 반응해야 하기 때문에 반응 후 분리 정제의 부담이 클 뿐만 아니라 아민기의 농도가 지나치게 높으면 수용액 내에서 다공성 수지의 팽윤도가 증가하게 되는데 이는 컬럼 내에서 압력 강하의 증가를 유발하기 때문에 공정이 용이하지 않게 되는 원인이 된다.
In addition, the amine functional group-containing porous polymer preferably has an amine group concentration of 1.0 mmol / g to 4.0 mmol / g, more preferably 2.0 mmol / g to 3.7 mmol / g, mmol / g. If the amine group concentration of the amine-functionalized polymer is less than 1.0 mmol / g, the hydrogen fluoride removal efficiency is lowered. If the amine group concentration exceeds 4.0 mmol / g, an excess amount Since the reaction is required to be carried out using an amine compound, not only the separation and purification load after the reaction is large but also the degree of swelling of the porous resin in the aqueous solution increases when the concentration of the amine group is excessively high. This is not easy.

나아가, 상기 불산염은 알칼리 금속 불화물 또는 불화암모늄일 수 있다. 이때, 상기 알칼리 금속 불화물은 나트륨(Na), 포타슘(K), 루비듐(Rb) 및 세슘(Cs) 등의 알칼리 금속 불화물일 수 있으며, 불화암모늄은 NH4F, NH4HF2, CH3NH3F, (CH3)2NH2F, (CH3)3NHF, (CH3)4NF 등일 수 있다.
Further, the hydrofluoric acid salt may be an alkali metal fluoride or ammonium fluoride. In this case, the alkali metal fluoride may be an alkali metal fluoride such as sodium (Na), potassium (K), rubidium (Rb) and cesium (Cs), ammonium fluoride is NH 4 F, NH 4 HF 2 , CH 3 NH 3 F, (CH 3 ) 2 NH 2 F, (CH 3 ) 3 NHF, (CH 3 ) 4 NF, and the like.

또한, 본 발명은In addition,

아민기로 관능화된 다공성 고분자를 포함하는 제1항의 불화수소 흡착제를 불산염 및 불화수소를 포함하는 수용액에 투입하여 불화수소를 흡착시키는 단계;를 포함하는 불화수소의 제거방법을 제공한다.
A method for removing hydrogen fluoride comprising the steps of: introducing the hydrogen fluoride adsorbent according to claim 1 into an aqueous solution containing hydrofluoric acid and hydrogen fluoride to adsorb hydrogen fluoride, the porous hydrogen polymer having an amine function.

이하, 본 발명에 따른 불화수소의 제거방법에 대하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, a method for removing hydrogen fluoride according to the present invention will be described in detail.

본 발명에 따른 불화수소의 제거방법은 아민기로 관능화된 다공성 고분자를 포함하는 제1항의 불화수소 흡착제를 불산염 및 불화수소를 포함하는 수용액에 투입하여 불화수소를 흡착시키는 단계를 포함한다.The method for removing hydrogen fluoride according to the present invention includes the step of adsorbing hydrogen fluoride by introducing the hydrogen fluoride adsorbent of claim 1, which comprises a porous polymer functionalized with an amine group, into an aqueous solution containing a hydrofluoric acid salt and hydrogen fluoride.

종래에는 수용액 중에 혼재하고 있는 불산염의 불소 이온과 불화수소의 불소 이온을 선택적으로 제거하는 것이 불가능하였다. 이에, 본 발명에서는 불산염 및 불화수소를 포함하는 수용액에서 불화수소를 선택적으로 제거하기 위한 흡착제로서, 아민기로 관능화된 다공성 고분자를 포함하는 불화수소 흡착제를 사용한다. 이를, 불산염 및 불화수소를 포함하는 수용액에 투입하여 수용액과 흡착제를 접촉시켜 불화수소를 흡착시킨다.
It has been impossible to selectively remove fluorine ions of hydrofluoric acid and hydrogen fluoride mixed in the aqueous solution. Accordingly, in the present invention, as the adsorbent for selectively removing hydrogen fluoride in an aqueous solution containing hydrofluoric acid and hydrogen fluoride, a hydrogen fluoride adsorbent containing a porous polymer functionalized with an amine group is used. This is put into an aqueous solution containing hydrofluoric acid and hydrogen fluoride to bring the aqueous solution and the adsorbent into contact with each other to adsorb hydrogen fluoride.

구체적으로, 상기 다공성 고분자는 구형의 분말 형태이고, 입자의 입경은 10 ㎛ 내지 2 mm인 것이 바람직하다. 또한, 상기 다공성 고분자는 다량의 기공을 가지고 있어, 0.1 m2/g 내지 400 m2/g의 표면적을 가지는 것이 바람직하다.
Specifically, the porous polymer is in the form of a spherical powder, and the particle size of the particles is preferably 10 μm to 2 mm. Also, the porous polymer has a large amount of pores, and preferably has a surface area of from 0.1 m 2 / g to 400 m 2 / g.

또한, 상기 다공성 고분자는 스티렌계 고분자, 아크릴계 고분자, 메타크릴계 고분자, 비닐계 고분자, 우레탄계 고분자 및 에폭시아민계 고분자 등일 수 있으며, 구체적인 일례로써, 에폭시기를 가지고 있는 아크릴계 단량체와 자유라디칼에 의한 중합 반응이 가능한 반응기를 2 개 이상 가지고 있는 가교 가능 단량체를 포함할 수 있다. 또한, 스티렌계 단량체 또는 아크릴계 단량체 등의 단량체를 공중합하여 준비된 고분자일 수 있다.
The porous polymer may be a styrenic polymer, an acrylic polymer, a methacrylic polymer, a vinyl polymer, a urethane polymer, or an epoxyamine polymer. Specific examples of the polymer include an acrylic monomer having an epoxy group and a polymerization reaction And a cross-linkable monomer having at least two possible reactors. Further, it may be a polymer prepared by copolymerizing a monomer such as a styrene-based monomer or an acrylic monomer.

나아가, 상기 아민기로 관능화된 다공성 고분자는 아민기 농도가 1.0 mmol/g 내지 4.0 mmol/g인 것이 바람직하고, 2.0 mmol/g 내지 3.7 mmol/g인 것이 더욱 바람직하며, 3.0 mmol/g 내지 3.5 mmol/g인 것이 가장 바람직하다. 만약, 상기 아민기로 관능화된 고분자의 아민기 농도가 1.0 mmol/g 미만일 경우에는 불화수소 제거 효율이 떨어지는 문제가 있으며, 4.0 mmol/g을 초과하는 경우에는 이를 제조하기 위해 에폭시 당량에 비해 과량의 아민 화합물을 사용하여 반응해야 하기 때문에 반응 후 분리 정제의 부담이 클 뿐만 아니라 아민기의 농도가 지나치게 높으면 수용액 내에서 다공성 수지의 팽윤도가 증가하게 되는데 이는 컬럼 내에서 압력 강하의 증가를 유발하기 때문에 공정이 용이하지 않게 되는 원인이 된다.
Furthermore, the amine functional group-containing porous polymer preferably has an amine group concentration of 1.0 mmol / g to 4.0 mmol / g, more preferably 2.0 mmol / g to 3.7 mmol / g, mmol / g. If the amine group concentration of the amine-functionalized polymer is less than 1.0 mmol / g, the hydrogen fluoride removal efficiency is lowered. If the amine group concentration exceeds 4.0 mmol / g, an excess amount Since the reaction is required to be carried out using an amine compound, not only the separation and purification load after the reaction is large but also the degree of swelling of the porous resin in the aqueous solution increases when the concentration of the amine group is excessively high. This is not easy.

또한, 상기 단계에서 아민기로 관능화된 다공성 고분자는, 일례로써, In addition, the porous polymer functionalized with an amine group in the above step may be, for example,

다공성 고분자를 준비하는 단계(단계 a); 및Preparing a porous polymer (step a); And

상기 단계 a에서 제조된 다공성 고분자 및 아민 화합물을 혼합하여 반응시켜 아민기로 관능화된 다공성 고분자를 제조하는 단계(단계 b);를 포함하는 방법을 수행하여 준비할 수 있다.
And a step (b) of mixing the porous polymer and the amine compound prepared in the step (a) and reacting them to prepare a porous polymer functionalized with an amine group (step b).

먼저, 상기 단계 a는 다공성 고분자를 준비하는 단계이다.First, step (a) is a step of preparing a porous polymer.

상기 단계 a에서는 아민기를 관능화시킬 수 있는 다공성 고분자를 준비한다.
In step a, a porous polymer capable of functionalizing an amine group is prepared.

구체적으로, 상기 단계 a의 다공성 고분자는 에폭시기를 포함하는 것이 바람직하다. 이후 단계에서 다공성 고분자에 포함된 에폭시기와 아민 화합물의 반응을 통하여 관능화할 수 있다.
Specifically, the porous polymer in step (a) preferably contains an epoxy group. In the subsequent step, the functional group can be functionalized by reacting an amine compound with an epoxy group contained in the porous polymer.

구체적인 일례로써, 상기 단계 a의 다공성 고분자는 현탁중합으로 제조될 수 있으며, As a specific example, the porous polymer of step a) may be prepared by suspension polymerization,

분산 안정제를 포함하는 수용액에 에폭시기를 포함하는 단량체, 이중 결합을 2 개 이상 포함하는 단량체 및 유기 용매를 첨가하여 혼합하는 단계(단계 a-1); 및Adding a monomer containing an epoxy group, a monomer containing two or more double bonds and an organic solvent to an aqueous solution containing a dispersion stabilizer (step a-1); And

상기 단계 a의 혼합물을 가열하고, 개시제를 첨가하여 교반시켜 다공성 고분자를 제조하는 단계(단계 a-2);를 수행하여 제조될 수 있다.
Heating the mixture of step a), adding an initiator and stirring to prepare a porous polymer (step a-2).

상기 단계 a-1에서는 분산 안정제를 사용한 현탁중합을 수행하기 위하여, 분산 안정제를 포함하는 수용액을 준비하고, 상기 분산 안정제를 포함하는 수용액에 다공성 고분자로 제조될 단량체 및 유기 용매를 혼합한다.
In the step a-1, an aqueous solution containing a dispersion stabilizer is prepared in order to perform suspension polymerization using a dispersion stabilizer, and the monomer and the organic solvent to be prepared from the porous polymer are mixed into an aqueous solution containing the dispersion stabilizer.

구체적으로, 구체적으로, 상기 단계 a-1의 분산 안정제는 수용성 고분자인 폴리(비닐피롤리돈), 폴리비닐알코올, 셀룰로오스의 화학적 유도체 및 폴리아크릴산 고분자 및 소수성으로 개질된 폴리아크릴산 고분자, 폴리메타아크릴산 고분자 또는 소수성으로 개질된 폴리메타아크릴산 고분자 등을 사용할 수 있다. 또한 칼슘트리포스페이트, 수산화마그네슘, 탄산칼슘, 실리카 등의 무기 입자 또는 이들 무기 입자들과 계면활성제의 혼합물, 무기 입자들과 상기 수용성 고분자의 혼합물을 사용할 수 있다.Specifically, the dispersion stabilizer of step a-1 may be a water-soluble polymer such as poly (vinylpyrrolidone), polyvinyl alcohol, a chemical derivative of cellulose, a polyacrylic acid polymer, a hydrophobically modified polyacrylic acid polymer, A polymer or a hydrophobically modified polymethacrylic acid polymer may be used. Further, inorganic particles such as calcium triphosphate, magnesium hydroxide, calcium carbonate and silica, or a mixture of these inorganic particles with a surfactant, or a mixture of inorganic particles and the water-soluble polymer may be used.

또한, 상기 단계 a-1의 에폭시기를 포함하는 단량체는 아민기로 관능화시킬 수 있는 기능기인 에폭시기를 포함하는 단량체를 사용하는 것이 바람직하며, 구체적인 일례로써, 글리시딜 메타크릴레이트, 글리시딜 아크릴레이트 등의 단량체를 사용할 수 있다.The monomer containing an epoxy group in the step a-1 is preferably a monomer containing an epoxy group, which is a functional group capable of functionalizing with an amine group. Specific examples thereof include glycidyl methacrylate, glycidyl acrylate And the like can be used.

나아가, 상기 단계 a-1의 이중 결합을 2 개 이상 포함하는 단량체는 디비닐벤젠, 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 프로필렌글리콜 디메타크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 디메타크릴레이트, 트리메티롤프로판 트리메타크릴레이트, 에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 프로필렌글리콜 디아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 디아크릴레이트, 트리메티롤프로판 트리아크릴레이트 등의 단량체를 사용할 수 있다.Further, the monomer containing at least two double bonds of the above-mentioned step a-1 may be selected from divinylbenzene, ethylene glycol dimethacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate, propylene glycol dimethacrylate, polypropylene glycol dimethacrylate , Trimethylolpropane trimethacrylate, ethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, propylene glycol diacrylate, polypropylene glycol diacrylate, and trimethylolpropane triacrylate.

또한, 상기 단계 a-1의 유기 용매는 현탁중합에서 기공을 형성하기 위하여 사용되는 유기 용매이면 제한되지 않고 사용될 수 있으며, 구체적인 일례로써, 톨루엔, 벤젠, 자일렌 등 방향족 유기용매와 그 유도체, 옥틸 알콜, 데실 알콜, 도데실 알콜, 테트라데실 알콜 등의 지방족 알콜 또는 시클로헥실 알콜 등의 유기 용매를 사용할 수 있다.The organic solvent used in step (a-1) is not limited as long as it is an organic solvent used for forming pores in suspension polymerization. Specific examples thereof include aromatic organic solvents such as toluene, benzene and xylene and derivatives thereof, Aliphatic alcohols such as alcohol, decyl alcohol, dodecyl alcohol and tetradecyl alcohol, and organic solvents such as cyclohexyl alcohol.

이때, 상기 단계 a-1의 단량체로, 다공성 수지의 기계적인 물성을 조절하기 위해 다양한 단량체를 추가적으로 사용할 수 있다. 구체적인 일례로써, 스티렌, 클로로메틸스티렌, 비닐 톨루엔, 알파-메틸 스티렌, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 아크릴로니트릴 등을 사용할 수 있다.
At this time, various monomers may be additionally used as the monomer of the step a-1 to control the mechanical properties of the porous resin. As a specific example, styrene, chloromethylstyrene, vinyltoluene, alpha-methylstyrene, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, acrylonitrile and the like can be used.

상기 단계 a-2는 상기 단계 a-1의 혼합물을 가열하고, 개시제를 첨가하여 교반시켜 다공성 고분자를 제조하는 단계로, 상기 단계 a-2에서는 상기 단계 a의 혼합물을 중합시키기 위해, 개시제를 첨가한 후, 교반시켜 다공성 고분자를 제조한다.
The step a-2 is a step of heating the mixture of the step a-1, adding an initiator and stirring to prepare a porous polymer. In the step a-2, in order to polymerize the mixture of the step a) And then stirred to prepare a porous polymer.

구체적으로, 상기 단계 a-2에서 혼합물이 가열되는 온도는 50 ℃ 내지 90 ℃일 수 있다. 고분자의 반응성에 따라 적절히 온도를 조절하여 중합을 진행할 수 있다. Specifically, the temperature at which the mixture is heated in step a-2 may be from 50 캜 to 90 캜. Polymerization can proceed by adjusting the temperature appropriately according to the reactivity of the polymer.

상기 단계 a-2를 수행하고 난 후, 세척 및 건조 과정을 수행하여 다공성 고분자를 제조할 수 있다.
After carrying out the step a-2, the porous polymer can be prepared by washing and drying.

다음으로, 상기 단계 b는 상기 단계 a에서 제조된 다공성 고분자 및 아민 화합물을 혼합하여 반응시켜 아민기로 관능화된 다공성 고분자를 제조하는 단계이다.Next, the step (b) is a step of mixing the porous polymer and the amine compound prepared in the step (a) and reacting them to prepare a porous polymer functionalized with an amine group.

상기 단계 a에서 준비된 다공성 고분자는 에폭시기와 아민 화합물의 반응을 통하여 관능화할 수 있다.
The porous polymer prepared in step a may be functionalized through reaction of an epoxy group with an amine compound.

구체적으로, 상기 단계 b에서 다공성 고분자와 아민 화합물의 혼합 비율은 1 : 0.1 내지 5.0의 중량비인 것이 바람직하고, 1 : 0.4 내지 1.0의 중량비인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 다공성 고분자에 포함되어 있는 에폭시기와 아민 화합물의 반응비는 1 : 1 내지 5인 것이 바람직하다. 만약, 상기 범위를 벗어나는 경우 다공성 고분자에 관능화되는 아민기가 부족하여 추후 불화수소 제거에 사용되었을 때 불화수소를 제거하기 어려운 문제가 있거나, 에폭시기에 비해 너무 과도한 함량을 사용함으로써, 경제적이지 못한 문제가 있다.
Specifically, the mixing ratio of the porous polymer and the amine compound in the step (b) is preferably 1: 0.1 to 5.0, more preferably 1: 0.4 to 1.0. The reaction ratio of the epoxy group and the amine compound contained in the porous polymer is preferably 1: 1 to 5. If it is outside the above range, there is a problem in that it is difficult to remove hydrogen fluoride when the hydrogen fluoride is used for removing hydrogen fluoride due to the lack of amine groups functionalized in the porous polymer, or an excessive amount of hydrogen fluoride is excessively used in comparison with the epoxy group, have.

또한, 상기 단계 b의 아민 화합물은 1급 아민 화합물, 2급 아민 화합물, 3급 아민 화합물 등을 사용할 수 있으며, 구체적인 일례로써 에틸아민, 부틸아민, 헥실아민, 옥틸아민, 데실아민, 도데실아민, 데트라데실아민, 헥사데실아민, 옥타데실아민, 에틸렌디아민(NH2CH2CH2NH2), 테트라메틸렌디아민(NH2(CH2)4NH2), 헥사메틸렌디아민(NH2(CH2)6NH2), N-에틸에틸렌디아민(NH2CH2CH2NHCH2CH3), N,N'-디메틸에틸렌디아민(NH2CH2CH2N(CH3)2), N,N'-디에틸에틸렌디아민(NH2CH2CH2N(CH2CH3)2), 디에틸렌트리아민(NH2CH2CH2NHCH2CH2NH2), 트리에틸렌테트라아민(NH2CH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2NH2), 폴리에틸렌이민 등을 사용할 수 있다.
The amine compound of step b may be a primary amine compound, a secondary amine compound or a tertiary amine compound. Specific examples of the amine compound include ethylamine, butylamine, hexylamine, octylamine, decylamine, dodecylamine , having Tra decyl amine, hexadecyl amine, octadecyl amine, ethylene diamine (NH 2 CH 2 CH 2 NH 2), tetramethylenediamine (NH 2 (CH 2) 4 NH 2), hexamethylene diamine (NH 2 (CH 2 ) 6 NH 2 ), N-ethylethylenediamine (NH 2 CH 2 CH 2 NHCH 2 CH 3 ), N, N'-dimethylethylenediamine (NH 2 CH 2 CH 2 N (CH 3 ) 2 ) Diethylethylenediamine (NH 2 CH 2 CH 2 N (CH 2 CH 3 ) 2 ), diethylenetriamine (NH 2 CH 2 CH 2 NHCH 2 CH 2 NH 2 ), triethylenetetraamine (NH 2 CH 2 CH 2 NHCH 2 CH 2 NHCH 2 CH 2 NH 2 ), polyethyleneimine and the like can be used.

나아가, 상기 단계 b의 반응은 50 ℃ 내지 120 ℃의 온도에서 1 시간 내지 48 시간 동안 수행될 수 있다.Further, the reaction of step b) may be carried out at a temperature of 50 ° C to 120 ° C for 1 hour to 48 hours.

상기 단계 b를 수행하고난 후, 세척 및 건조 과정을 수행하여 아민기로 관능화된 다공성 고분자를 제조할 수 있다.
After the step (b), the porous polymer functionalized with an amine group may be prepared by washing and drying.

상기와 같이, 준비된 아민기로 관능화된 다공성 고분자를 포함하는 흡착제를 불산염 및 불화수소를 포함하는 수용액에 투입하여 불화수소를 흡착시킨다.
As described above, the adsorbent containing the prepared porous polymer functionalized with an amine group is introduced into an aqueous solution containing hydrofluoric acid and hydrogen fluoride to adsorb hydrogen fluoride.

구체적으로, 상기 불산염은 알칼리 금속 불산염 또는 불화암모늄일 수 있다. 이때, 상기 알칼리 금속 불화물은 나트륨(Na), 포타슘(K), 루비듐(Rb) 및 세슘(Cs) 등의 알칼리 금속 불화물일 수 있으며, 불화암모늄은 NH4F, NH4HF2, CH3NH3F, (CH3)2NH2F, (CH3)3NHF, (CH3)4NF 등일 수 있다.
Specifically, the hydrofluoric acid salt may be an alkali metal fluoride or ammonium fluoride. In this case, the alkali metal fluoride may be an alkali metal fluoride such as sodium (Na), potassium (K), rubidium (Rb) and cesium (Cs), ammonium fluoride is NH 4 F, NH 4 HF 2 , CH 3 NH 3 F, (CH 3 ) 2 NH 2 F, (CH 3 ) 3 NHF, (CH 3 ) 4 NF, and the like.

또한, 상기 아민기로 관능화된 다공성 고분자가 혼합되는 양은 상기 수용액 1 L에 대하여 2 g 이상인 것이 바람직하고, 2 g 내지 20 g인 것이 더욱 바람직하며, 6 g 내지 15 g인 것이 가장 바람직하다. 만약, 상기 아민기로 관능화된 다공성 고분자가 혼합되는 양이 상기 수용액 1 L에 대하여 2 g 미만일 경우에는 불화수소 제거율이 떨어지는 문제가 있다.
The amount of the porous polymer functionalized with the amine group is preferably 2 g or more, more preferably 2 g to 20 g, and most preferably 6 g to 15 g with respect to 1 L of the aqueous solution. If the amount of the porous polymer functionalized with the amine group is less than 2 g per 1 L of the aqueous solution, there is a problem that the hydrogen fluoride removal rate drops.

나아가, 상기 단계를 수행하는 온도는 5 ℃ 내지 50 ℃인 것이 바람직하고, 10 ℃ 내지 30 ℃인 것이 더욱 바람직하다. 불화수소의 흡착은 온도가 낮을수록 유리하나, 수용액 중 불산염의 용해도가 저하되므로 적절한 온도를 유지하는 것이 바람직하다.
Further, the temperature at which the above step is carried out is preferably 5 ° C to 50 ° C, more preferably 10 ° C to 30 ° C. The adsorption of hydrogen fluoride is advantageous as the temperature is lower, but the solubility of the hydrofluoric acid salt in the aqueous solution is lowered.

구체적인 일례로써, 불산염과 불화수소가 포함된 수용액과 이민기로 관능화된 다공성 고분자 입자의 접촉을 위해서 회분식 반응기를 사용하거나 다공성 입자가 충진된 충진탑으로 수용액을 연속적으로 투입하는 방법이 가능하다.
As a specific example, it is possible to use a batch type reactor for contacting the porous polymer particles functionalized with an emulsifier and an aqueous solution containing hydrofluoric acid and hydrogen fluoride, or a method in which an aqueous solution is continuously introduced into a filled column filled with porous particles.

또한, 상기 단계를 수행하고 난 후, 불화수소가 흡착된 아민기로 관능화된 다공성 고분자를 양이온을 포함하는 수용액과 접촉시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.In addition, the method may further include the step of bringing the porous polymer functionalized with hydrogen fluoride-adsorbed amine groups into contact with an aqueous solution containing a cation after performing the above step.

불화수소가 흡착된 다공성 고분자는 양이온을 포함하는 수용액과 접촉시켜 재생이 가능하다. 즉, 알칼리 금속염의 수용액 또는 암모늄 이온을 포함하는 수용액과 접촉함으로써 다공성 고분자는 불화수소가 흡착되기 전의 상태로 돌아가며, 흡착되어 있던 불화수소는 수용액에 포함되어 있는 알칼리 금속염 또는 암모늄 이온과 반응하여 알칼리 금속 불화물 또는 불화암모늄을 생성할 수 있다. The porous polymer adsorbed by hydrogen fluoride can be regenerated by contacting with an aqueous solution containing a cation. That is, when the porous polymer is brought into contact with an aqueous solution containing an alkali metal salt or an ammonium ion, the porous polymer is returned to its state before hydrogen fluoride is adsorbed, and the hydrogen fluoride adsorbed on the porous polymer reacts with the alkali metal salt or ammonium ion contained in the aqueous solution, Fluoride or ammonium fluoride.

이에 따라, 상기 수용액은 알칼리 금속염, 불화암모늄, 알칼리 금속 불화물 등의 혼합물로서 알칼리 금속 불화물을 제조하는 과정에 재사용이 가능하다.
Accordingly, the aqueous solution can be reused in the course of producing an alkali metal fluoride as a mixture of an alkali metal salt, ammonium fluoride, alkali metal fluoride and the like.

구체적으로, 상기 양이온은 알칼리 금속 이온 또는 암모늄 이온일 수 있다. 또한, 알칼리 금속의 각종 염, 예를 들어 수산화물, 황산염, 인산염, 질산염 등을 사용할 수 있으나 재생과정의 부산물을 고려하여 수산화물을 선정하는 것이 가장 바람직하다.
Specifically, the cation may be an alkali metal ion or an ammonium ion. In addition, various salts of alkali metals such as hydroxides, sulfates, phosphates and nitrates can be used, but it is most preferable to select hydroxides in consideration of the byproducts of the regeneration process.

나아가, 상기 양이온을 포함하는 수용액에서 양이온의 농도는 0.1 M 내지 5 M인 것이 바람직하며, 0.1 M 내지 2 M인 것이 더욱 바람직하다. 상기 양이온을 포함하는 수용액에서 양이온의 농도가 0.1 M 미만일 경우에는 많은 양의 수용액이 필요하기 때문에 바람직하지 못하며, 5 M를 초과하는 경우에는 다공성 고분자가 화학적 열화를 일으키는 문제가 있다.
Furthermore, the concentration of the cation in the aqueous solution containing the cation is preferably 0.1 M to 5 M, more preferably 0.1 M to 2 M. If the concentration of the cation in the aqueous solution containing the cation is less than 0.1 M, a large amount of aqueous solution is required, and if the concentration exceeds 5 M, the porous polymer may be chemically deteriorated.

나아가, 상기 단계를 수행하는 온도는 25 ℃ 내지 95 ℃일 수 있으며, 30 ℃ 내지 80 ℃의 온도일 수 있다. 만약, 상기 단계를 수행하는 온도가 25 ℃ 미만일 경우에는 불화수소를 탈착시키는 과정이 원활하게 수행되지 않을 수 있으며, 95 ℃를 초과하는 경우에는 다공성 고분자의 팽윤이 심하게 발생하거나, 장기적으로는 열화의 가능성이 있기 때문에 바람직하지 못하다.
Further, the temperature for performing the above step may be 25 ° C to 95 ° C, and may be a temperature of 30 ° C to 80 ° C. If the temperature for performing the above step is less than 25 ° C, desorption of hydrogen fluoride may not be performed smoothly. If the temperature exceeds 95 ° C, the swelling of the porous polymer may occur severely, It is not desirable because there is a possibility.

이하, 하기 실시예 및 실험예에 의하여 본 발명을 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the following examples and experimental examples.

단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 발명의 범위가 실시예 및 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.
It should be noted, however, that the following examples and experimental examples are illustrative of the present invention, but the scope of the invention is not limited by the examples and the experimental examples.

<제조예 1> 다공성 고분자의 제조 1PREPARATION EXAMPLE 1 Preparation of Porous Polymer 1

단계 1: 먼저, 중량 평균 분자량 55,000의 폴리(비닐피롤리돈)(poly(vinylpyrrolidone), PVP55, Sigma-Aldrich)를 분산안정제로 7.5 g을 500 g의 물에 녹여 자켓이 부착된 1 L 유리 반응 용기에 투입하였다. Step 1: First, 7.5 g of poly (vinylpyrrolidone) (PVP55, Sigma-Aldrich) having a weight average molecular weight of 55,000 as a dispersion stabilizer was dissolved in 500 g of water, and a 1 L glass reaction Lt; / RTI &gt;

에폭시기를 가지고 있는 단량체인 50 g의 글리시딜 메타크릴레이트(GMA, 삼전화학)와 가교 가능한 단량체인 50 g의 트리메티롤프로판 트리메타크릴레이트(TMPTMA, TCI)를 기공 형성을 위한 유기용매로서 130 g의 톨루엔과 혼합하여 반응기에 투입하였다. 터빈 형태의 교반봉이 장착된 기계식 교반기를 사용하여 500 rpm의 속도로 반응물을 혼합하였다.
50 g of trimethylolpropane trimethacrylate (TMPTMA, TCI), which is a cross-linkable monomer, with 50 g of glycidyl methacrylate (GMA, Sejon Chemical) having an epoxy group as an organic solvent for pore formation Mixed with 130 g of toluene, and charged into the reactor. The reactants were mixed at a speed of 500 rpm using a mechanical stirrer equipped with a stirring rod of a turbine type.

단계 2: 상기 단계 2의 혼합물을 교반과 함께 반응기의 자켓을 통해 온도가 75 ℃인 온수를 순환하여 반응물의 온도를 승온한 후 개시제로서 1.0 g의 아조비스이소부티로니트릴(AIBN, Junsei)을 20 g의 톨루엔에 녹여 투입하였다. 개시제의 투입 후 4 시간 동안 반응한 후 교반을 정지하고 서서히 반응물의 온도를 낮춘 후 여과를 통하여 다공성 고분자를 분리하였다. Step 2: The mixture of step 2 was stirred and warm water having a temperature of 75 캜 was circulated through the jacket of the reactor to raise the temperature of the reaction product. Then, 1.0 g of azobisisobutyronitrile (AIBN, Junsei) 20 g of toluene was added thereto. After the reaction was initiated for 4 hours after the initiator was added, the stirring was stopped, and the temperature of the reaction was gradually lowered. Then, the porous polymer was separated through filtration.

분리된 다공성 고분자는 물을 사용하여 세척한 후 메탄올을 사용하여 톨루엔과 미반응 단량체를 제거한 후 온도가 70 ℃인 진공오븐에서 24 시간 동안 건조하여 분말형태로 회수하였다.
The separated porous polymer was washed with water, and toluene and unreacted monomers were removed using methanol. The polymer was dried in a vacuum oven at 70 ° C for 24 hours and recovered in powder form.

<제조예 2> 다공성 고분자의 제조 2&Lt; Preparation Example 2 > Preparation of porous polymer 2

상기 제조예 1의 단계 1에서 에폭시기를 가지고 있는 단량체인 글리시딜 메타크릴레이트를 70 g 사용하고, 가교 가능한 단량체인 트리메티롤프로판 트리메타크릴레이트를 30 g 사용한 것을 제외하고, 상기 제조예 1과 동일하게 수행하여 다공성 고분자를 제조하였다.
Except that 70 g of glycidyl methacrylate as a monomer having an epoxy group in Step 1 of Production Example 1 was used and 30 g of trimethylolpropane trimethacrylate as a crosslinkable monomer was used, To prepare a porous polymer.

<제조예 3> 다공성 고분자의 제조 3PREPARATION EXAMPLE 3 Preparation of Porous Polymer 3

상기 제조예 1의 단계 1에서 에폭시기를 가지고 있는 단량체인 글리시딜 메타크릴레이트를 85 g 사용하고, 가교 가능한 단량체인 트리메티롤프로판 트리메타크릴레이트를 15 g 사용한 것을 제외하고, 상기 제조예 1과 동일하게 수행하여 다공성 고분자를 제조하였다.
Except that 85 g of glycidyl methacrylate as a monomer having an epoxy group in Step 1 of Production Example 1 and 15 g of trimethylolpropane trimethacrylate as a crosslinkable monomer were used, To prepare a porous polymer.

이때, 상기 제조예 1 내지 3에서 제조된 다공성 고분자의 중합 수율, 비표면적, 기공 크기 및 입자의 크기를 BET 흡착법 및 전자현미경으로 분석하였으며, 측정한 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
The polymerization yield, specific surface area, pore size and particle size of the porous polymer prepared in Preparation Examples 1 to 3 were analyzed by BET adsorption method and electron microscope, and the results are shown in Table 1 below.

GMA
(g)
GMA
(g)
TMPTMA
(g)
TMPTMA
(g)
중합수율
(%)
Polymerization yield
(%)
입자크기
(mm)
Particle size
(mm)
비표면적
(m2/g)
Specific surface area
(m 2 / g)
기공크기
(nm)
Pore size
(nm)
제조예 1Production Example 1 5050 5050 99.799.7 0.540.54 160160 21.821.8 제조예 2Production Example 2 7070 3030 98.198.1 0.370.37 8080 19.119.1 제조예 3Production Example 3 8585 1515 97.297.2 0.350.35 5050 11.311.3

<제조예 4> 아민기로 관능화된 다공성 고분자의 제조 1&Lt; Preparation Example 4 > Preparation of porous polymer functionalized with an amine group 1

500 mL의 플라스크에서 상기 제조예 1에서 제조된 다공성 고분자 20 g을 물 100 g에 분산한 후 교반과 함께 13.6 g의 에틸아민(NH2CH2CH3, 70 중량% 수용액, 시그마-알드리치)을 투입한 후, 90 ℃의 온도에서 16 시간 동안 반응하였다. In a 500-mL flask, 20 g of the porous polymer prepared in Preparation Example 1 was dispersed in 100 g of water, and 13.6 g of ethylamine (NH 2 CH 2 CH 3 , 70% by weight aqueous solution, Sigma-Aldrich) After the addition, the reaction was carried out at a temperature of 90 ° C for 16 hours.

반응 종료 후 여과하여 아민기로 관능화된 다공성 고분자를 분리한 후 물과 메탄올을 이용하여 차례로 세척한 후 온도가 70 ℃인 진공오븐에서 건조하여 아민기로 관능화된 다공성 고분자를 제조하였다.
After completion of the reaction, the resultant was filtered to separate the functionalized porous polymer with amine groups, washed sequentially with water and methanol, and then dried in a vacuum oven at 70 ° C to prepare a porous polymer functionalized with an amine group.

<제조예 5~9> 아민기로 관능화된 다공성 고분자의 제조 2~6&Lt; Preparation Examples 5 to 9 > Preparation of porous polymer functionalized with amine groups 2 to 6

하기 표 2에 나타낸 바와 같이, 다공성 고분자의 종류, 다공성 고분자의 양, 아민의 종류, 아민의 함량을 변화시킨 것을 제외하고 상기 제조예 4와 동일하게 수행하여 아민기로 관능화된 다공성 고분자를 제조하였다.
The porous polymer functionalized with an amine group was prepared in the same manner as in Preparation Example 4, except that the kind of the porous polymer, the amount of the porous polymer, the type of the amine, and the content of the amine were changed as shown in Table 2 below .

이때, 상기 제조예 4 내지 9에서 제조된 아민기로 관능화된 다공성 고분자의 아민기 농도는 0.2 g의 아민기로 관능화된 다공성 고분자를 50 mL의 0.1 M 염산 수용액에 넣고 3 시간 동안 교반한 후 입자를 제거한 여과액을 0.1 M TTKSGHKSKXMFBA 수용액을 이용해 적정하여 측정하였으며, 측정된 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
At this time, the porous polymer functionalized with an amine group and having an amine group concentration of 0.2 g of an amine group was added to 50 mL of 0.1 M hydrochloric acid aqueous solution and stirred for 3 hours. Then, And the filtrate was measured by titration using 0.1 M TTKSGHKSKXMFBA aqueous solution. The results are shown in Table 2 below.

다공성 수지Porous resin 아민 (g)Amine (g) 아민기 농도
(mmole/g)
Amine group concentration
(mmole / g)
제조예4Production Example 4 제조예1Production Example 1 NH2CH2CH3 NH 2 CH 2 CH 3 13.613.6 2.252.25 제조예5Production Example 5 제조예1Production Example 1 NH2CH2CH2NH2 NH 2 CH 2 CH 2 NH 2 12.712.7 2.322.32 제조예6Production Example 6 제조예1Production Example 1 NH2CH2CH2NHCH2CH3 NH 2 CH 2 CH 2 NHCH 2 CH 3 18.618.6 2.232.23 제조예7Production Example 7 제조예1Production Example 1 NH2CH2CH2N(CH3)2 NH 2 CH 2 CH 2 N ( CH 3) 2 18.618.6 2.002.00 제조예8Production Example 8 제조예2Production Example 2 NH2CH2CH3 NH 2 CH 2 CH 3 13.313.3 3.003.00 제조예9Production Example 9 제조예3Production Example 3 NH2CH2CH3 NH 2 CH 2 CH 3 16.216.2 3.283.28

<실시예 1~15> 수용액으로부터 불화수소의 제거 &Lt; Examples 1 to 15 & gt; Removal of hydrogen fluoride from aqueous solution

100 mL PP 플라스크에 100 mg/L 농도의 불화수소 수용액 50 mL를 넣고, 여기에 상기 제조예 4에서 제조된 아민기로 관능화된 다공성 고분자 0.10 g을 첨가한 후, 20 ℃의 온도에서 3 시간 동안 교반하고, 0.45 ㎛ 실린지 필터를 이용하여 다공성 고분자를 제거한 수용액 5 mL를 취해서 불화수소의 농도를 측정하였다.
50 mL of a hydrogen fluoride aqueous solution having a concentration of 100 mg / L was added to a 100 mL PP flask, and 0.10 g of the porous polymer functionalized with the amine group prepared in Preparation Example 4 was added thereto. And the concentration of hydrogen fluoride was measured by taking 5 mL of the aqueous solution from which the porous polymer was removed using a 0.45 m syringe filter.

상기와 동일한 방법으로 아민기로 관능화된 다공성 고분자의 양과 종류를 달리하여 수용액으로부터 불화수소를 제거하였으며, 그 결과를 표 3에 나타내었다.
The hydrogen fluoride was removed from the aqueous solution by varying the amount and type of the porous polymer functionalized with an amine group in the same manner as above, and the results are shown in Table 3.

실시예Example 다공성 고분자
종류
Porous polymer
Kinds
수지량
(g)
Resin amount
(g)
불화수소 초기농도 (mg/L)Initial concentration of hydrogen fluoride (mg / L) 불화수소 제거율
(%)
Hydrogen fluoride removal rate
(%)
1One 제조예4Production Example 4 0.100.10 100100 59.959.9 22 제조예4Production Example 4 0.300.30 100100 95.595.5 33 제조예4Production Example 4 0.500.50 100100 98.098.0 44 제조예5Production Example 5 0.100.10 100100 72.872.8 55 제조예5Production Example 5 0.300.30 100100 98.798.7 66 제조예5Production Example 5 0.500.50 100100 98.998.9 77 제조예6Production Example 6 0.100.10 100100 69.369.3 88 제조예6Production Example 6 0.300.30 100100 97.897.8 99 제조예6Production Example 6 0.500.50 100100 97.297.2 1010 제조예7Production Example 7 0.100.10 100100 28.628.6 1111 제조예7Production Example 7 0.300.30 100100 74.174.1 1212 제조예7Production Example 7 0.500.50 100100 85.885.8 1313 제조예8Production Example 8 0.100.10 100100 69.869.8 1414 제조예8Production Example 8 0.300.30 100100 96.496.4 1515 제조예8Production Example 8 0.500.50 100100 98.198.1 1313 제조예9Production Example 9 0.100.10 100100 81.881.8 1414 제조예9Production Example 9 0.300.30 100100 97.797.7 1515 제조예9Production Example 9 0.500.50 100100 97.897.8

상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 아민기로 관능화된 다공성 고분자는 수용액에 포함되어 있는 불화수소를 매우 효율적으로 제거함을 알 수 있다.
As shown in Table 3, it can be seen that the porous polymer functionalized with an amine group removes hydrogen fluoride contained in the aqueous solution very efficiently.

<실시예 16~24> 수용액으로부터 불화나트륨의 제거 &Lt; Examples 16 to 24 & gt ; Removal of sodium fluoride from aqueous solution

100 mL PP 플라스크에 100 mg/L 농도의 불화나트륨 수용액 50 mL를 넣고 여기에, 아민기로 관능화된 다공성 고분자 0.10 g을 첨가한 후 20 ℃의 온도에서 3 시간 동안 교반하고, 0.45 ㎛ 실린지 필터를 이용하여 다공성 고분자를 제거한 수용액 5 mL를 취해서 동일양의 TISABII 용액과 혼합한 후 불소 이온 측정기(Thermo-Orion, A214 ISE meter)를 사용하여 불화나트륨의 농도를 측정하였다.
50 mL of a sodium fluoride aqueous solution having a concentration of 100 mg / L was added to a 100 mL PP flask, and 0.10 g of a porous polymer functionalized with an amine group was added thereto. The mixture was stirred at a temperature of 20 ° C for 3 hours and filtered through a 0.45 μm syringe filter Was used to collect 5 mL of the aqueous solution from which the porous polymer had been removed and mixed with the same amount of TISABII solution. The concentration of sodium fluoride was measured using a fluorine ion meter (Thermo-Orion, A214 ISE meter).

상기와 동일한 방법으로 아민기로 관능화된 다공성 고분자의 양과 종류를 달리하여 수용액으로부터 불화나트륨를 제거하였으며, 그 결과를 표 4에 나타내었다.
The sodium fluoride was removed from the aqueous solution by varying the amount and type of the porous polymer functionalized with an amine group in the same manner as above, and the results are shown in Table 4.

실시예Example 다공성 고분자
종류
Porous polymer
Kinds
수지량
(g)
Resin amount
(g)
불화나트륨 초기농도 (mg/L)Initial concentration of sodium fluoride (mg / L) 불화나트륨 제거율
(%)
Sodium fluoride removal rate
(%)
1616 제조예4Production Example 4 0.100.10 100100 0.30.3 1717 제조예4Production Example 4 0.300.30 100100 0.20.2 1818 제조예4Production Example 4 0.500.50 100100 0.70.7 1919 제조예7Production Example 7 0.100.10 100100 0.50.5 2020 제조예7Production Example 7 0.300.30 100100 0.30.3 2121 제조예7Production Example 7 0.500.50 100100 0.80.8 2222 제조예9Production Example 9 0.100.10 100100 0.20.2 2323 제조예9Production Example 9 0.300.30 100100 0.60.6 2424 제조예9Production Example 9 0.500.50 100100 0.50.5

상기 표 4에 나타낸 바와 같이, 아민기로 관능화된 다공성 고분자는 알칼리 금속 불화물에 포함되어 있는 불소 이온을 제거하는 효과는 거의 미미한 것을 확인할 수 있었다.
As shown in Table 4, it was confirmed that the effect of removing the fluorine ions contained in the alkali metal fluoride was insignificant in the porous polymer functionalized with an amine group.

<실시예 25~33> 알칼리 금속 불화물 수용액으로부터 불화수소의 제거 &Lt; Examples 25 to 33 & gt; Removal of hydrogen fluoride from aqueous solution of alkali metal fluoride

100 mL PP 플라스크에 100 mg/L 농도의 불화나트륨 수용액 40 mL와 100 mg/L 농도의 불화수소 수용액 10 mL를 넣고 여기에 아민기로 관능화된 다공성 고분자 0.25 g을 첨가한 후, 20 ℃의 온도에서 3 시간 동안 교반하고 0.45 ㎛ 실린지 필터를 이용하여 다공성 고분자를 제거한 수용액 5 mL를 취해서 동일양의 TISABII 용액과 혼합한 후 불소 이온 측정기(Thermo-Orion, A214 ISE meter)를 사용하여 불화나트륨의 농도를 측정하였다.
40 mL of an aqueous solution of sodium fluoride at a concentration of 100 mg / L and 10 mL of a hydrogen fluoride aqueous solution at a concentration of 100 mg / L were added to a 100 mL PP flask, and 0.25 g of a porous polymer functionalized with an amine group was added thereto. , And 5 mL of the aqueous solution with the porous polymer removed using a 0.45 μm syringe filter was mixed with the same amount of TISABII solution. The mixture was mixed with the same amount of TISABII solution, and then sodium fluoride was added thereto using a fluorine ion meter (Thermo-Orion, A214 ISE meter) .

상기와 동일한 방법으로 수용액 중 알칼리 금속 불화물과 불화수소의 농도를 달리하여 불화수소를 선택적으로 제거하였으며, 그 결과를 표 5에 나타내었다.
The hydrogen fluoride was selectively removed by varying the concentration of the alkali metal fluoride and hydrogen fluoride in the aqueous solution in the same manner as above, and the results are shown in Table 5.

실시예Example 알칼리금속
불화물
Alkali metal
Fluoride
알칼리금속 불화물:
불화수소
Alkali metal fluoride:
Hydrogen fluoride
불소이온농도 (mg/L)Fluoride ion concentration (mg / L) 불화수소 제거율 (%)Hydrofluoric acid removal rate (%)
2525 NaFNaF 8:28: 2 81.281.2 9898 2626 NaFNaF 6:46: 4 60.460.4 9999 2727 NaFNaF 5:55: 5 51.051.0 9898 2828 NaFNaF 4:64: 6 39.739.7 9898 2929 NaFNaF 2:82: 8 20.420.4 9595 3030 NaFNaF 9:19: 1 10.810.8 9999 3131 KFKF 9:19: 1 10.210.2 9999 3232 KFKF 9.5:0.59.5: 0.5 5.35.3 9696 3333 CsFCsF 9:19: 1 9.89.8 9797

표 5에 나타낸 바와 같이, 아민기로 관능화된 다공성 고분자는 알칼리 금속 불산염과 불화수소의 혼합물로부터 불화수소를 선택적으로 분리할 수 있는 것을 확인할 수 있으며, 불화수소 제거율이 95 % 이상으로 매우 우수한 것을 확인할 수 있었다.
As shown in Table 5, it can be confirmed that the porous polymer functionalized with an amine group can selectively separate hydrogen fluoride from a mixture of an alkali metal fluoride salt and hydrogen fluoride, and the hydrogen fluoride removal rate is excellent at 95% or more I could confirm.

<비교예 1~3>&Lt; Comparative Examples 1 to 3 >

100 mL PP 플라스크에 100 mg/L 농도의 불화나트륨 수용액 40 mL와 100 mg/L 농도의 불화수소 수용액 10 mL를 넣고 여기에 수산화칼슘 0.25 g을 첨가한 후, 20 ℃의 온도에서 3 시간 동안 교반하고 0.45 ㎛ 실린지 필터를 이용하여 수산화칼슘을 제거한 수용액 5 mL를 취해서 동일양의 TISABII 용액과 혼합한 후 불소 이온 측정기(Thermo-Orion, A214 ISE meter)를 사용하여 불화나트륨의 농도를 측정하였다.
In a 100 mL PP flask, 40 mL of an aqueous sodium fluoride solution having a concentration of 100 mg / L and 10 mL of an aqueous hydrogen fluoride solution having a concentration of 100 mg / L were added thereto, and 0.25 g of calcium hydroxide was added thereto. The mixture was stirred at a temperature of 20 ° C for 3 hours 5 mL of the aqueous solution from which calcium hydroxide was removed using a 0.45 μm syringe filter was mixed with the same amount of TISABII solution and the concentration of sodium fluoride was measured using a fluorine ion meter (Thermo-Orion, A214 ISE meter).

상기와 동일한 방법으로 수산화칼슘 대신에 활성 알루미나, 음이온 교환수지(Amberlite IRA-400)를 사용하여 불화수소를 선택적으로 제거하였으며, 그 결과를 표 6에 나타내었다.
Hydrogen fluoride was selectively removed using activated alumina and anion exchange resin (Amberlite IRA-400) instead of calcium hydroxide in the same manner as above, and the results are shown in Table 6.

비교예Comparative Example 흡착제absorbent NaF: 불화수소NaF: hydrogen fluoride 불소이온농도 (mg/L)Fluoride ion concentration (mg / L) 불화수소 제거율 (%)Hydrofluoric acid removal rate (%) 1One 수산화칼슘Calcium hydroxide 8:28: 2 11.411.4 87.587.5 22 활성 알루미나Activated alumina 8:28: 2 23.323.3 70.970.9 33 IRA-400IRA-400 8:28: 2 69.469.4 25.025.0

상기 표 3 내지 6을 살펴보면, 상기 표 3의 실시예 1-15에 나타낸 바와 같이, 아민기로 관능화된 다공성 고분자 수지는 수용액에 포함되어 있는 불화수소를 매우 효율적으로 제거함을 알 수 있다. 그러나, 표 4의 실시예 16-24에 나타낸 바와 같이, 알칼리 금속 불화물에 포함되어 있는 불소 이온을 제거하는 효과는 거의 미미한 것을 확인할 수 있다. 이는, 표 5의 실시예 25-33에 나타낸 바와 같이 알칼리 금속 불화물과 불화수소의 혼합물로부터 불화수소를 선택적으로 분리할 수 있다는 것을 의미하며, 우수한 불화수소 제거율을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.As shown in Tables 3 to 6, it can be seen that the porous polymer resin functionalized with an amine group removes hydrogen fluoride contained in the aqueous solution very efficiently, as shown in Examples 1-15 of Table 3. However, as shown in Examples 16 to 24 of Table 4, it is confirmed that the effect of removing the fluorine ions contained in the alkali metal fluoride is almost insignificant. This means that hydrogen fluoride can be selectively separated from a mixture of an alkali metal fluoride and hydrogen fluoride as shown in Examples 25-33 of Table 5, and it was confirmed that the hydrogen fluoride removal rate is excellent.

반면, 표 6에 나타낸 바와 같이, 비교예 1은 수용액에 포함되어 있는 불소 이온을 화학적 침전에 의해 제거하기 위해 일반적으로 사용되는 수산화칼슘을 사용한 예로서 불소 이온의 제거 효율은 높으나 알칼리 금속 불화물과 불화수소 간의 선택성이 전혀 없음을 알 수 있다. 또한, 비교예 2는 수용액에 포함되어 있는 불소 이온을 물리적 흡착에 의해 제거하기 위해 일반적으로 사용되는 활성 알루미나를 사용한 예로서 불소 이온의 제거 효율은 높으나 알칼리 금속 불화물과 불화수소 간의 선택성이 전혀 없음을 알 수 있다. 나아가, 비교예 3은 고분자 물질인 음이온 교환 수지를 사용한 예로서 실시예에 비해 알칼리 금속 불화물과 불화수소 간의 선택성이 매우 낮다는 것을 알 수 있다.
On the other hand, as shown in Table 6, in Comparative Example 1, calcium hydroxide which is generally used for removing fluorine ions contained in an aqueous solution by chemical precipitation is used. As a result, fluorine ion removal efficiency is high, but alkali metal fluoride and hydrogen fluoride It can be seen that there is no selectivity between them. In Comparative Example 2, active alumina generally used for removing fluorine ions contained in an aqueous solution by physical adsorption was used. As a result, fluorine ion removal efficiency was high, but there was no selectivity between alkali metal fluoride and hydrogen fluoride Able to know. Furthermore, Comparative Example 3 shows that the selectivity between alkali metal fluoride and hydrogen fluoride is very low as compared with the examples using an anion exchange resin as a polymer material.

<실시예 34~42> 불화수소가 흡착된 다공성 고분자의 재생 &Lt; Examples 34 to 42 > The hydrogen fluoride-adsorbed porous polymer

250 mL PP 플라스크에 0.1 M 농도의 수산화나트륨 수용액 100 mL에 g당 45 mg의 불화수소가 흡착되어 있는 다공성 수지 1 g을 넣고 50 ℃의 온도에서 3 시간 동안 교반한 후 0.45 ㎛ 실린지 필터를 이용하여 다공성 고분자를 제거한 수용액 5 mL를 취해서 동일양의 TISABII 용액과 혼합한 후 불소 이온 측정기(Thermo-Orion, A214 ISE meter)를 사용하여 불화나트륨의 농도를 측정하였다.
In a 250 mL PP flask, add 1 g of porous resin with 45 mg of hydrogen fluoride per g to 100 mL of 0.1 M aqueous sodium hydroxide solution, stir at 50 ° C for 3 hours, and use a 0.45 μm syringe filter The concentration of sodium fluoride was measured using a fluorine ion meter (Thermo-Orion, A214 ISE meter) after mixing 5 mL of the aqueous solution from which the porous polymer had been removed and mixing with the same amount of TISABII solution.

상기와 동일한 방법으로 다공성 고분자를 재생하되, 용액에 포함되어 있는 알칼리 금속 이온의 종류, 농도, 양 및 반응온도를 달리하여 실험한 결과를 표 7에 나타내었다.
The porous polymer was regenerated in the same manner as described above, and the results of the experiment with different kinds, concentrations, amounts and reaction temperatures of the alkali metal ions contained in the solution are shown in Table 7.

실시예Example 용액의 알칼리 금속 이온의 종류, 농도 및 양The type, concentration and amount of alkali metal ions in solution 반응온도
(℃)
Reaction temperature
(° C)
불소이온농도 (mg/L)Fluoride ion concentration (mg / L) 불화수소 재생율 (%)Regeneration rate of hydrogen fluoride (%)
3434 NaOH 0.1M 100mLNaOH 0.1 M 100 mL 5050 424424 9494 3535 NaOH 0.1M 100mLNaOH 0.1 M 100 mL 6060 433433 9696 3636 NaOH 0.1M 100mLNaOH 0.1 M 100 mL 7070 441441 9898 3737 NaOH 0.1M 100mLNaOH 0.1 M 100 mL 2020 387387 8686 3838 KOH 0.1M 100mLKOH 0.1M 100 mL 7070 432432 9696 3939 CsOH 0.1M 100mLCsOH 0.1M 100 mL 7070 438438 9797 4040 NaOH 0.2M 50mLNaOH 0.2M 50 mL 7070 399399 8989 4141 NaOH 0.2M 100mLNaOH 0.2M 100 mL 6060 442442 9898 4242 NaOH 1M 100mLNaOH 1 M 100 mL 7070 449449 100100

상기 표 7의 실시예 34-42에 나타난 바와 같이, 알칼리 금속의 수산화 화합물의 수용액을 사용하여 다공성 고분자를 용이하게 재생할 수 있으며 용액의 농도와 반응온도가 높을수록 재생효율은 증가하는 것을 확인할 수 있었다.
As shown in Examples 34-42 of Table 7, the porous polymer can be easily regenerated using an aqueous solution of a hydroxide compound of an alkali metal, and the higher the concentration of the solution and the higher the reaction temperature, the higher the regeneration efficiency .

이상과 같이 본 발명에서는 한정된 실시예에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Various modifications and variations are possible in light of the above teachings.

Claims (16)

아민기로 관능화되고 금속 이온을 포함하지 않는 다공성 고분자를 포함하며,
불산염 및 불화수소를 포함하는 수용액 중의 불화수소를 선택적으로 흡착하는 것을 특징으로 하는 불화수소 흡착제에 있어서,
상기 관능화된 아민기는 2차 또는 3차 아민기인 것을 특징으로 하는 불화수소 흡착제.
A porous polymer which is functionalized with an amine group and does not contain a metal ion,
A hydrogen fluoride adsorbent characterized by selectively adsorbing hydrogen fluoride in an aqueous solution containing a fluoric salt and hydrogen fluoride,
Wherein the functionalized amine group is a secondary or tertiary amine group.
제1항에 있어서,
상기 다공성 고분자는 구형의 분말 형태이고, 입자의 입경은 10 ㎛ 내지 2 mm인 것을 특징으로 하는 불화수소 흡착제.
The method according to claim 1,
Wherein the porous polymer is in the form of a spherical powder, and the particle diameter of the particles is 10 [mu] m to 2 mm.
제1항에 있어서,
상기 다공성 고분자의 표면적은 0.1 m2/g 내지 400 m2/g인 것을 특징으로 하는 불화수소 흡착제.
The method according to claim 1,
Wherein the surface area of the porous polymer is 0.1 m 2 / g to 400 m 2 / g.
제1항에 있어서,
상기 다공성 고분자는 스티렌계 고분자, 아크릴계 고분자, 메타크릴계 고분자, 비닐계 고분자, 우레탄계 고분자 및 에폭시아민계 고분자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 종 이상의 고분자 또는 이들의 공중합체인 것을 특징으로 하는 불화수소 흡착제.
The method according to claim 1,
Wherein the porous polymer is at least one polymer selected from the group consisting of a styrenic polymer, an acrylic polymer, a methacrylic polymer, a vinyl polymer, a urethane polymer, and an epoxyamine polymer, or a copolymer thereof.
제1항에 있어서,
상기 아민기로 관능화된 다공성 고분자는 아민기 농도가 1.0 mmol/g 내지 4.0 mmol/g인 것을 특징으로 하는 불화수소 흡착제.
The method according to claim 1,
Wherein the porous polymer functionalized with the amine group has an amine group concentration of 1.0 mmol / g to 4.0 mmol / g.
제1항에 있어서,
상기 불산염은 알칼리 금속 불화물 또는 불화암모늄인 것을 특징으로 하는 불화수소 흡착제.
The method according to claim 1,
Wherein the fluoric acid salt is an alkali metal fluoride or ammonium fluoride.
제6항에 있어서,
상기 알칼리 금속 불화물은 나트륨(Na), 포타슘(K), 루비듐(Rb) 및 세슘(Cs)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 종의 알칼리 금속 불화물인 것을 특징으로 하는 불화수소 흡착제.
The method according to claim 6,
Wherein the alkali metal fluoride is one kind of alkali metal fluoride selected from the group consisting of sodium (Na), potassium (K), rubidium (Rb) and cesium (Cs).
제1항의 불화수소 흡착제를 불산염 및 불화수소를 포함하는 수용액에 투입하여 불화수소를 선택적으로 흡착시키는 단계;를 포함하는 불화수소의 제거방법.
A method for removing hydrogen fluoride comprising the step of selectively adsorbing hydrogen fluoride by introducing the hydrogen fluoride adsorbent of claim 1 into an aqueous solution containing a fluoric acid salt and hydrogen fluoride.
제8항에 있어서,
상기 단계의 아민기로 관능화된 다공성 고분자는,
다공성 고분자를 준비하는 단계(단계 a);
상기 단계 a에서 제조된 다공성 고분자 및 아민 화합물을 혼합하여 반응시켜 아민기로 관능화된 다공성 고분자를 제조하는 단계(단계 b);를 수행하여 제조되는 것을 특징으로 하는 불화수소의 제거방법.
9. The method of claim 8,
The porous polymer functionalized with an amine group in the above-
Preparing a porous polymer (step a);
(B) a step of mixing the porous polymer and the amine compound prepared in the step (a) and reacting them to prepare a porous polymer functionalized with an amine group (step b).
제9항에 있어서,
상기 단계 a의 다공성 고분자는 에폭시기를 포함하는 것을 특징으로 하는 불화수소의 제거방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the porous polymer of step (a) comprises an epoxy group.
제9항에 있어서,
상기 단계 b에서 다공성 고분자와 아민 화합물의 혼합 비율은 1 : 0.1 내지 1.5의 중량비인 것을 특징으로 하는 불화수소의 제거방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the mixing ratio of the porous polymer and the amine compound in the step (b) is 1: 0.1 to 1.5.
제9항에 있어서,
상기 단계 b의 아민 화합물은 에틸아민, 부틸아민, 헥실아민, 옥틸아민, 데실아민, 도데실아민, 데트라데실아민, 헥사데실아민, 옥타데실아민, 에틸렌디아민(NH2CH2CH2NH2), 테트라메틸렌디아민(NH2(CH2)4NH2), 헥사메틸렌디아민(NH2(CH2)6NH2), N-에틸에틸렌디아민(NH2CH2CH2NHCH2CH3), N,N'-디메틸에틸렌디아민(NH2CH2CH2N(CH3)2), N,N'-디에틸에틸렌디아민(NH2CH2CH2N(CH2CH3)2), 디에틸렌트리아민(NH2CH2CH2NHCH2CH2NH2), 트리에틸렌테트라아민(NH2CH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2NH2) 및 폴리에틸렌이민으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 종 이상인 것을 특징으로 하는 불화수소의 제거방법.
10. The method of claim 9,
The amine compound of step b may be selected from the group consisting of ethylamine, butylamine, hexylamine, octylamine, decylamine, dodecylamine, tetradecylamine, hexadecylamine, octadecylamine, ethylenediamine (NH2CH2CH2NH2), tetramethylenediamine (CH2) 4NH2), hexamethylenediamine (NH2 (CH2) 6NH2), N-ethylethylenediamine (NH2CH2CH2NHCH2CH3), N, N'- dimethylethylenediamine (NH2CH2CH2N (CH3) Wherein the hydrogen fluoride is at least one selected from the group consisting of diamine (NH2CH2CH2N (CH2CH3) 2), diethylenetriamine (NH2CH2CH2NHCH2CH2NH2), triethylenetetramine (NH2CH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2NH2), and polyethyleneimine.
제9항에 있어서,
상기 단계 b의 반응은 50 ℃ 내지 120 ℃의 온도에서 1 시간 내지 48 시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 불화수소의 제거방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the reaction of step (b) is carried out at a temperature of 50 ° C to 120 ° C for 1 hour to 48 hours.
제8항에 있어서,
상기 아민기로 관능화된 다공성 고분자가 혼합되는 양은 불산염 및 불화수소를 포함하는 수용액 1 L에 대하여 2 g 내지 20 g인 것을 특징으로 하는 불화수소의 제거방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the amount of the porous polymer functionalized with the amine group is 2 g to 20 g based on 1 L of an aqueous solution containing hydrofluoric acid and hydrogen fluoride.
제8항에 있어서,
상기 단계가 수행되는 온도는 5 ℃ 내지 50 ℃인 것을 특징으로 하는 불화수소의 제거방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the temperature at which the step is carried out is 5 ° C to 50 ° C.
제8항에 있어서,
상기 단계를 수행하고난 후, 불화수소가 흡착된 아민기로 관능화된 다공성 고분자를 양이온을 포함하는 수용액과 접촉시키는 단계;를 더 포함하는 불화수소의 제거방법.
9. The method of claim 8,
Contacting the porous polymer functionalized with hydrogen fluoride-adsorbed amine groups with an aqueous solution comprising a cation, after performing the above steps.
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