고효율 요소 흡착을 위한 P-αNA/닌히드린 복합체

수계 및 산업 폐수에 존재하는 요소는 잔류성과 질소 오염 기여로 인해 환경 및 건강에 심각한 문제를 야기하며, 효율적이고 안정적인 흡착제 개발의 필요성을 제기합니다. 본 연구는 요소 제거를 위한 고성능 흡착제 개발을 목표로, 후중합 변형 전략을 통해 새로운 폴리(α-나프틸아민)/닌히드린(P-αNA/Nin) 고분자 복합체를 성공적으로 합성했습니다. 복합체는 폴리(α-나프틸아민)의 아민기와 닌히드린의 카르보닐기 간의 공유 쉬프 염기(C=N) 결합, 수소 결합 및 π–π 상호작용을 통해 형성되었습니다. SEM 및 TEM 분석 결과, 상호 연결된 미세 및 중간 기공을 가진 고도로 다공성의 나노구조 표면이 확인되었으며, 이는 흡착에 유리한 이질적인 형태를 나타냅니다. 질소 흡착-탈착 측정에서는 순수 P-αNA의 BET 표면적이 2090.18 m²/g에서 P-αNA/Nin 복합체의 경우 2320.47 m²/g으로 크게 증가했습니다. FT-IR 분석은 이민 결합 형성을 통한 닌히드린의 성공적인 통합을 검증했으며, XRD는 주로 반결정질 특성을, TGA/DSC 분석은 수용액상 응용에 적합한 열 안정성을 입증했습니다. 반응 표면 방법론(RSM)을 사용하여 흡착 성능을 최적화한 결과, 최적 작동 조건에서 최대 85.3%의 요소 제거 효율을 달성했습니다. 간섭 연구에서는 크레아티닌 및 암모니아와 같은 질소 함유 화합물이 활성 흡착 부위를 놓고 크게 경쟁하지만, P-αNA/Nin 복합체는 반복적인 주기에도 불구하고 효율 손실이 적어 우수한 재사용성을 보였습니다. 전반적으로 P-αNA/Nin 복합체는 산업 폐수 및 잠재적으로 의료 투석 응용 분야를 포함한 복잡한 수계 시스템에서 효과적인 요소 제거를 위한 안정적이고 선택적이며 고용량 흡착제로서 큰 가능성을 보여줍니다.