목질계 고분자 기반 친환경 고성능 흡착 소재개발

본 연구에서는 목질계 고분자인 셀룰로오스 및 리그닌 기반의 다양한 형태학적 특징을 보이는 친환경흡착 소재를 제조하고자 하였다. 우선 카복실 메틸셀룰로오스 나노섬유를 이용하여 나노섬유의 몰폴로 지를 갖는 구형의 셀룰로오스 입자를 제조하였다. 또한, 재생 셀룰로오스를 이용한 Bottom-up 방식을 이용하여 나노섬유의 몰폴로지를 갖는 셀룰로오스 하이드로겔을 제조할 수 있었다. 이들은 모두 넓은 비표면적을 보였으며 PEI 개질을 통하여 표면에 풍부한 양전하 기능기를 도입할 수 있었다. 이를 통해 500mg/g 이상의 6가 크롬 제거용량을 갖는 고성능 흡착 소재개발에 성공하였다. 한편, 리그닌을 이용한 흡착 소재의 경우 크게 두 가지 방법으로 연구를 진행하였다. 첫 번째 역상 가교 중합을 통하여 구형의 리그닌 입자를 제조한 후 PEI 표면 개질을 통해 이화학적 성질의 보완 및 양전하 도입을 구현하여 6가 크롬 제거 효율을 확인하였다. 두 번째로 리그닌 표면의 카복실화를 통하여 풍부한 음전하를 도입하였으며 이를 알지네이트와의 블렌드를 통하여 구형의 리그닌/알지네이트 하이브리드 입자를 제조하였다. 풍부한 카복실 그룹의 도입으로 인하여 제조된 리그닌/알지네이트 하이브리드의 경우 550mg/g 이상의 우수한 메틸렌블루 흡착능을 보이는 것을 확인하였다. 비용 효율적이며 친환경적인 고분자 개질 및 제형화 기술개발을 통해 목질계 고분자가 수처리 소재 산업에서 효과적인 대안이 될 것으로 기대된다.