KR20190131221A - Adsorbents for removing radioactive iodine compounds - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 방사성 요오드 화합물 흡착제 및 이의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a radioactive iodine compound adsorbent and a method for preparing the same.
전 세계적으로 증가하는 에너지수요와 온실가스 배출 규제에 따른 배출량 감소를 위해 안전하고 깨끗한 에너지원으로서 원자력을 이용한 에너지 생산 및 에너지원 개발이 중요한 과제이지만, 원자력 반응기를 구동하거나 원자력 사고에 의해 누출되는 방사성물질들에 의한 방사능오염에 대한 예방 및 처리가 반드시 선행되어야 한다. 원자력발전소 및 사용한 핵연료를 이용하는 원자력시설 등에서 발생 또는 누출되는 방사성 물질은 그 화학성분이 다양하며 각 성분의 특성에 적합하게 각각의 제거방법이 요구된다. Although energy production and energy source development using nuclear power as a safe and clean energy source is an important task to reduce the emission due to increasing global energy demand and greenhouse gas emission regulations, radioactive emissions from driving nuclear reactors or nuclear accidents Prevention and treatment of radioactive contamination by substances must be preceded. Radioactive materials generated or leaked in nuclear power plants and nuclear facilities using used fuels have various chemical components and require their respective removal methods to suit the characteristics of each component.
이러한 방사성 기체 폐기물 중 특히 방사성 요오드는 발생량이 비교적 많을 뿐만 아니라 인체 및 환경에 미치는 위해도가 크므로 반드시 완벽한 처리 및 제거가 이루어져야 한다. 발생하는 방사성 요오드 동위원소는 129I, 131-135I, 138-141I 등이 있는 것으로 알려져 있다. 이 중 138-141I는 매우 짧은 반감기(수초 이내)를 갖고 있고, 1291는 매우 긴 반감기 (t1/2 = 1.57 x 107 years)를 갖지만 매우 약한 Y-선 방출(39.6 keV, 7.5%)로 인해 환경적으로 큰 악영향이 없는 것으로 분류된다. Among these radioactive gaseous wastes, in particular, radioactive iodine is not only relatively high in generation, but also dangerous in humans and the environment, and thus must be completely treated and removed. Radioactive iodine isotopes are known to be 129 I, 131-135 I, 138-141 I and the like. Of these, 138-141 I has a very short half-life (within seconds), 129 1 has a very long half-life (t 1/2 = 1.57 x 107 years) but very weak Y-ray emission (39.6 keV, 7.5%) This is classified as having no significant environmental impact.
반면, 131-135의 질량을 갖는 방사성 요오드 동위원소는 인체 및 환경에 유해한 것으로 분류되며，특히 131I는 원자력 사고 시 초기단계에서 발생되는 방사성물질들 중 가장 위험한 것으로 알려져 있다. 원자로 반응기 또는 원자력 사고로부터 131I는 원자 또는 분자단위의 I2, I 등으로 배출되며, 수분 존재 시 Hypoiodous acid(H0I) 등으로 전환되어 배출된다. 특히 원자력 발전시스템 내의 유기물질과 반응하여 방사성 유기 요오드(특히, 메틸 요오드(CH3I)로 전환되며, 이러한 방사성 유기 요오드는 원자력 발전소의 중대사고 시 가동되는 스프레이(spray) 시스템에 의해서도 효과적인 제거가 불가능하기 때문에 KI, TEDA 등의 화합물질이 첨착된 활성탄 필터를 사용하여 제거하고 있다. 그러나 고온, 고습도의 조건하에서 첨착 활성탄은 방사성 유기 요오드의 제거성능이 급격히 감소하는 단점을 갖고 있기 때문에 고온, 고습도 분위기 조건에서도 효과적으로 방사성 유기 요오드를 제거할 수 있는 효과적인 흡착제 개발이 필요한 상황이다.On the other hand, radioactive iodine isotopes with a mass of 131-135 are classified as harmful to humans and the environment. In particular, 131 I is known to be the most dangerous radioactive substance generated during the initial stage of a nuclear accident. From reactor reactor or nuclear accident, 131 I is discharged to I 2 , I at atomic or molecular level, and is converted to Hypoiodous acid (H0I) in the presence of moisture. In particular, it reacts with organic materials in the nuclear power generation system and converts them into radioactive organic iodine (especially methyl iodine (CH 3 I)), which is effectively removed by a spray system operated during a serious accident in a nuclear power plant. Since it is impossible, it is removed using an activated carbon filter impregnated with a compound such as KI, TEDA, etc. However, under the conditions of high temperature and high humidity, the impregnated activated carbon has a disadvantage in that the removal performance of radioactive organic iodine is rapidly decreased. There is a need for developing an effective adsorbent that can effectively remove radioactive organic iodine even under atmospheric conditions.
가스상 방사성 요오드 중 대표적인 화합물은 원소성 요오드 및 메틸 요오드가 있으며，원소성 요오드는 활성탄계 흡착제에 쉽게 제거되는 특징이 있어 높은 습도에서도 제거효율이 99.9% 이상이지만, 메틸 요오드는 흡착량도 작고 시간 경과에 따라 탈리하는 현상이 있어 높은 습도에서는 흡착량이 급격히 떨어지는 특징이 있다. 특히, 상대습도 90%를 넘으면 제거효율이 극단적으로 저하되는 것으로 확인되고 있다.Representative compounds of gaseous radioactive iodine include elemental iodine and methyl iodine, and elemental iodine is easily removed from activated carbon-based adsorbents, so the removal efficiency is higher than 99.9% even at high humidity. There is a phenomenon in which the desorption occurs, the adsorption amount is rapidly dropped at high humidity. In particular, it is confirmed that the removal efficiency is extremely lowered when the relative humidity exceeds 90%.
활성탄의 가스상 방사성 요오드의 흡착량 과 흡착력을 높이기 위하여 다양한 화합물을 첨착한 (impregnated) 활성탄을 사용하며, 대표적으로 KI 와 TEDA (Triethylene diamine)가 있다. KI가 첨착된 활성탄은 일반적으로 KI 수용액을 활성탄에 담지한 후 건조하여 제조되며, 이들은 아래 [반응식 1]과 같이 동위원소교환(isotope exchange)에 의해 방사성 요오드를 비방사성 요오드와 치환하여 흡착한다.Activated carbon impregnated activated carbon is used to increase the adsorption amount and adsorption power of gaseous radioactive iodine of activated carbon. There are KI and TEDA (Triethylene diamine). Activated carbon impregnated with KI is generally prepared by drying an aqueous solution of KI on activated carbon and then drying them. They are adsorbed by substituting radioactive iodine with non-radioactive iodine by isotope exchange as shown in Scheme 1 below.
[반응식 1]Scheme 1
K127I(활성탄) + CH3 131I (g) --〉 K131I(활성탄) + CH3 127I (g)K 127 I (activated carbon) + CH 3 131 I (g)-> K 131 I (activated carbon) + CH 3 127 I (g)
TEDA가 첨착된 활성탄은 KI와 마찬가지로 제조되며, TEDA의 amine기와 메틸 요오드가 친핵성 화학반응을 일으켜 방사성 요오드를 제거한다. 지금까지는 친핵성 반응특성을 갖는 다양한 아민 중에 TEDA가 가장 우수한 것으로 보고되고 있다. 첨착된 활성탄은 흡착된 요오드의 탈리와 활성탄의 발화특성 때문에 150 ℃ 이하의 비교적 저온에서 주로 사용된다.Activated carbon impregnated with TEDA is prepared like KI, and the amine groups and methyl iodine of TEDA undergo nucleophilic chemical reactions to remove radioactive iodine. To date, TEDA has been reported to be the best among the various amines having nucleophilic reaction properties. Impregnated activated carbon is mainly used at relatively low temperatures of less than 150 ° C. due to desorbed iodine and ignition characteristics of activated carbon.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 고습도 조건에서도 효과적으로 방사성 요오드 화합물을 제거할 수 있는 흡착제를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an adsorbent capable of effectively removing radioactive iodine compounds even under high humidity conditions.
특히, 유기 요오드와 반응성을 증진시켜 유기 요오드의 제고 효율이 극대화된 흡착제를 제공하는 것이다.In particular, by improving the reactivity with the organic iodine is to provide an adsorbent with the maximum efficiency of the organic iodine.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 분야 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problem to be solved by the present invention is not limited to those mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 실시예에 따른 방사성 요오드 화합물 흡착제는, 탄소 담체; 및 상기 담체에 담지된 유기분자;를 포함하고, 상기 유지분자는 아세트나이트릴 용매 중 친핵성도(nucleophilicity)가 18 이상인 친핵성 유기분자인 것이다.Radioactive iodine compound adsorbent according to an embodiment of the present invention, the carbon carrier; And an organic molecule supported on the carrier, wherein the fat or oil is a nucleophilic organic molecule having a nucleophilicity of 18 or more in an acetnitrile solvent.
일 측면에 따르면, 상기 유기분자는 3차 아민기를 포함하는 것일 수 있다.According to one aspect, the organic molecule may include a tertiary amine group.
일 측면에 따르면, 상기 3차 아민기를 포함하는 유기분자는, 퀴뉴클리딘(quinuclidine) 또는 퀴뉴클리딘의 유도체를 포함하는 것이고, 상기 유도체는 퀴뉴클리딘의 수소 중 하나 이상이 탄화수소 또는 작용기가 결합된 탄화수소로 치환된 것일 수 있다.According to one aspect, the organic molecule including the tertiary amine group, includes a quinuclidine (quinuclidine) or a derivative of the quinuclidine, the derivative is one or more of the hydrogen of the quinuclidine is a hydrocarbon or functional group is bonded It may be substituted with a hydrocarbon.
일 측면에 따르면, 상기 퀴뉴클리딘의 유도체는 하기 화학식 1 내지 화학식 5로 표현되는 것일 수 있다.According to one aspect, the derivative of the quinuclidin may be represented by the following formula (1) to (5).
[화학식 1][Formula 1]
[화학식 2][Formula 2]
[화학식 3][Formula 3]
[화학식 4][Formula 4]
[화학식 5][Formula 5]
일 측면에 따르면, 상기 방사성 요오드 화합물은 방사성 유기 요오드인 것이고, 하기 반응식 2에 따라 상기 퀴뉴클리딘은, 상기 방사성 유기 요오드를 분해하는 것일 수 있다.According to one aspect, the radioactive iodine compound is a radioactive organic iodine, the quinuclidin according to Scheme 2 may be to decompose the radioactive organic iodine.
[반응식 2]Scheme 2
일 측면에 따르면, 상기 유기분자는 트리에틸렌디아민(triethylenediamine)을 포함하고, 상기 퀴뉴클리딘 또는 퀴뉴클리딘의 유도체는, 상기 트리에틸렌디아민 100 중량부 대비 0.5 내지 100 중량부로 포함되는 것일 수 있다.According to one aspect, the organic molecule may include triethylenediamine, and the quinuclidin or the derivative of quinuclidin may be included in an amount of 0.5 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the triethylenediamine.
일 측면에 따르면, 상기 유기분자는, 상기 탄소 담체 100 중량부 기준, 0.1 내지 10 중량부로 포함되는 것일 수 있다,According to one aspect, the organic molecules, based on 100 parts by weight of the carbon carrier, may be included in 0.1 to 10 parts by weight,
일 측면에 따르면, 상기 탄소 담체는, 비표면적 500 m2/g 이상인 것일 수 있다.According to one aspect, the carbon carrier, may have a specific surface area of 500 m 2 / g or more.
일 측면에 따르면, 상기 탄소 담체는, 불활성가스 분위기 하에서 열중량 분석 시 200 ℃ 내지 1000 ℃에서 질량손실비율이 10 % 이하인 것일 수 있다.According to one aspect, the carbon carrier may have a mass loss ratio of 10% or less at 200 ° C to 1000 ° C in thermogravimetric analysis under an inert gas atmosphere.
일 측면에 따르면, 상기 탄소 담체는, 활성탄 또는 활성탄소섬유를 포함하는 것일 수 있다.According to one aspect, the carbon carrier may be one containing activated carbon or activated carbon fibers.
일 측면에 따르면, 상기 방사성 요오드 화합물은, 방사성 요오드 또는 방사성 유기 요오드인 것일 수 있다.According to one aspect, the radioactive iodine compound may be radioactive iodine or radioactive organic iodine.
일 측면에 따르면, 상기 방사성 유기 요오드는, 방사성 메틸 요오드를 포함하는 것일 수 있다.According to one aspect, the radioactive organic iodine may include radioactive methyl iodine.
일 측면에 따르면, 상대습도 90 % 이상의 조건에서, 상기 방사성 메틸 요오드를 흡착하여 분해하는 것일 수 있다.According to one aspect, at a relative humidity of 90% or more, it may be to decompose by adsorbing the radioactive methyl iodine.
일 측면에 따르면, 상기 방사성 요오드 화합물 흡착제는, Cu, Zn, Ag, Cr 및 Mo 로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 화학작용제 제거 성분을 더 포함하는 것일 수 있다.According to one aspect, the radioactive iodine compound adsorbent may further include any one or more chemical agent removal components selected from the group consisting of Cu, Zn, Ag, Cr and Mo.
본 발명의 일 실시예에 따른 방사성 요오드 화합물 흡착제의 제조방법은, 불활성가스 분위기 하에서 500 ℃ 내지 1000 ℃ 에서 탄소 담체를 전처리하는 단계; 상기 탄소 담체와 유기아민을 혼합하는 단계; 및 상기 탄소 담체와 상기 유기아민 혼합물을 50 ℃ 내지 200 ℃에서 열처리하여 상기 유기아민을 상기 탄소 담체의 기공 내로 확산시키는 단계;를 포함한다.Method for producing a radioactive iodine compound adsorbent according to an embodiment of the present invention, pre-treating the carbon carrier at 500 ℃ to 1000 ℃ under an inert gas atmosphere; Mixing the carbon carrier with an organic amine; And heat treating the carbon carrier and the organic amine mixture at 50 ° C. to 200 ° C. to diffuse the organic amine into pores of the carbon carrier.
본발명은 친핵성도가 큰 유기분자를 탄소계 담체에 담지하여 방사성 요오드 화합물, 특히 메틸 요오드를 효과적으로 제거하는 흡착제에 관한 것으로서, 친핵성도가 큰 퀴뉴클리딘 또는 퀴뉴클리딘 유도체가 담지된 흡착제는 기존 TEDA 담지 흡착제에 비해 방사성 메틸 요오드 제거율이 뛰어나 원전사고나 방사성 요오드 화합물 노출 시 흡착제로서 사용이 기대된다. 또한 군용 및 화생방용 또는 산업용 등에서 기존의 화학작용제 방호 기능 외에도 방사성 유기 요오드 방호용 방독면 또는 원전용 흡착제 등에서 활용될 수 있다.The present invention relates to an adsorbent that effectively removes radioactive iodine compounds, especially methyl iodine by supporting organic molecules having a high nucleophilicity on a carbon-based carrier, and an adsorbent on which a nucleophilic quinuclidin or a quinuclidin derivative is supported The removal rate of radioactive methyl iodine is superior to that of TEDA-supported adsorbent, so it is expected to be used as an adsorbent in nuclear accidents or exposure to radioactive iodine compounds. In addition to the existing chemical agent protection function in military and chemical protection or industrial use, it can be used in radioactive iodine protection gas mask or nuclear adsorbent.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related known functions or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, terms used in the present specification are terms used to properly express preferred embodiments of the present invention, which may vary according to user's or operator's intention or customs in the field to which the present invention belongs. Therefore, the definitions of the terms should be made based on the contents throughout the specification. Like reference numerals in the drawings denote like elements.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout the specification, when a member is located "on" another member, this includes not only when one member is in contact with another member but also when another member is present between the two members.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it may further include other components, not to exclude other components.
이하, 본 발명의 방사성 요오드 화합물 흡착제 및 이의 제조방법에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the radioactive iodine compound adsorbent of the present invention and a method for preparing the same will be described in detail with reference to Examples and drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments and drawings.
본 발명의 일 실시예에 따른 방사성 요오드 화합물 흡착제는, 탄소 담체; 및 상기 담체에 담지된 유기분자;를 포함하고, 상기 유지분자는 아세트나이트릴 용매 중 친핵성도(nucleophilicity)가 18 이상인 친핵성 유기분자인 것이다. Radioactive iodine compound adsorbent according to an embodiment of the present invention, the carbon carrier; And an organic molecule supported on the carrier, wherein the fat or oil is a nucleophilic organic molecule having a nucleophilicity of 18 or more in an acetnitrile solvent.
본 출원인은 방사성 메틸 요오드의 제거율을 99.9% 이상으로 올리기 위해서는 활성탄에 첨착된 유기분자의 친핵성도(nucleophilicity)가 매우 중요하다는 것을 밝혀냈다. 특히, 아세트나이트릴 용매 중 친핵성도(nucleophilicity)가 18 이상인 친핵성 유기분자를 포함할 경우, 메틸 요오드의 제거율이 99.9% 이상으로 올라가는 것을 밝혀내었으며, 친핵성도가 TEDA보다 큰 퀴뉴클리딘 또는 퀴뉴클리딘 유도체가 방사성 메틸 요오드의 제거에 보다 효율적인 것을 밝혀내었다.Applicants have found that the nucleophilicity of organic molecules impregnated on activated carbon is very important for increasing the removal rate of radioactive methyl iodine to 99.9% or more. In particular, in the case of containing nucleophilicity of 18 or more nucleophilicity in acetonitrile solvent, it was found that the removal rate of methyl iodine rises to 99.9% or more, and the nucleophiline or quinuine having a nucleophilicity greater than TEDA It has been found that the glycine derivatives are more efficient at removing radioactive methyl iodine.
일 측면에 따르면, 상기 유기분자는 3차 아민기를 포함하는 것일 수 있다.According to one aspect, the organic molecule may include a tertiary amine group.
일 측면에 따르면, 상기 3차 아민기를 포함하는 유기분자는, 퀴뉴클리딘(quinuclidine) 또는 퀴뉴클리딘의 유도체를 포함하는 것이고, 상기 유도체는 퀴뉴클리딘의 수소 중 하나 이상이 탄화수소 또는 작용기가 결합된 탄화수소로 치환된 것일 수 있다.According to one aspect, the organic molecule including the tertiary amine group, includes a quinuclidine (quinuclidine) or a derivative of the quinuclidine, the derivative is one or more of the hydrogen of the quinuclidine is a hydrocarbon or functional group is bonded It may be substituted with a hydrocarbon.
상술한 것과 같이, 일반적으로 방사성 메틸 요오드 제거에 사용되는 분자로서 친핵성도가 큰 TEDA를 주로 사용하고 있으나, 90 % 이상의 고 습도 조건에서는 방사성 메틸 요오드의 제거율이 크게 떨어지는 문제가 있다. 반면, 본 발명에 따라 퀴뉴클리딘 또는 퀴뉴클리딘 유도체를 포함하는 방사성 요오드 화합물 흡착제는, 90 % 이상의 고 습도 조건에서도 방사서 메틸 요오드의 제거율이 떨어지지 않는다.As described above, TEDA, which has a large nucleophilicity, is mainly used as a molecule used for radioactive methyl iodine removal, but there is a problem that the removal rate of radioactive methyl iodine is greatly decreased at high humidity conditions of 90% or more. On the other hand, according to the present invention, the radioactive iodine compound adsorbent including the quinuclidin or quinuclidin derivative does not reduce the removal rate of the radioactive methyl iodine even under high humidity conditions of 90% or more.
친핵성 분자의 친핵성도는 용매에 따라 다르며, 아세트나이트릴 용매 기준으로 측정된 퀴뉴클리딘 의 친핵성도는 20.5이다. The nucleophilicity of the nucleophilic molecule is solvent dependent and the nucleophilicity of quinuclidin measured on the acetnitrile solvent basis is 20.5.
일 측면에 따르면, 상기 퀴뉴클리딘의 유도체는 하기 화학식 1 내지 화학식 5로 표현되는 것일 수 있다.According to one aspect, the derivative of the quinuclidin may be represented by the following formula (1) to (5).
일 측면에 따르면, 상기 퀴뉴클리딘의 유도체는 하기 화학식 1 내지 화학식 5로 표현되는 것일 수 있다.According to one aspect, the derivative of the quinuclidin may be represented by the following formula (1) to (5).
[화학식 1][Formula 1]
[화학식 2][Formula 2]
[화학식 3][Formula 3]
[화학식 4][Formula 4]
[화학식 5][Formula 5]
퀴뉴클리딘의 유도체로는 퀴뉴클리딘의 탄소에 결합된 수소 대신 다양한 알킬 또는 작용기 또는 작용기가 있는 알킬 그룹 등이 1개 이상 있는 것을 말한다. 예를 들면. 상기 화학식 1 내지 화학식 5와 같이 알킬 질소에서 2번째 메틸렌기에 수소 대신 다양한 작용기가 유도된 퀴뉴클리딘 유도체일 수 있다.The derivative of quinuclidin refers to one or more of various alkyl groups or alkyl groups having functional groups or the like instead of hydrogen bonded to carbon of quinuclidin. For example. As shown in Formulas 1 to 5, it may be a quinuclidin derivative derived from various functional groups instead of hydrogen in the second methylene group in the alkyl nitrogen.
일 측면에 따르면, 상기 방사성 요오드 화합물은 방사성 유기 요오드인 것이고, 하기 반응식 2에 따라 상기 퀴뉴클리딘은, 상기 방사성 유기 요오드를 분해하는 것일 수 있다.According to one aspect, the radioactive iodine compound is a radioactive organic iodine, the quinuclidin according to Scheme 2 may be to decompose the radioactive organic iodine.
[반응식 2]Scheme 2
일 측면에 따르면, 상기 유기분자는 트리에틸렌디아민(triethylenediamine)을 포함하고, 상기 퀴뉴클리딘 또는 퀴뉴클리딘의 유도체는, 상기 트리에틸렌디아민 100 중량부 대비 0.5 내지 100 중량부로 포함되는 것일 수 있다.According to one aspect, the organic molecule may include triethylenediamine, and the quinuclidin or the derivative of quinuclidin may be included in an amount of 0.5 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the triethylenediamine.
즉 상기 유기분자는, 트리에틸렌디아민, 퀴뉴클리딘 및 퀴뉴클리딘의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.That is, the organic molecules may include at least one selected from the group consisting of triethylenediamine, quinuclidin and quinuclidin derivatives.
제거하고자 하는 방사성 요오드 화합물의 양은 담체에 담지된 유기분자의 양에 비해 미미할 정도로 적은 양이다. 따라서, 담지된 유기분자와 방사성 요오드와의 반응성이 중요하다. 기존에 사용되는 친핵체 화합물인 트리에틸렌디아민(TEDA)을 탄소계 담체에 먼저 첨착한 후 퀴뉴클리딘과 같은 친핵성도가 큰 분자를 소량 첨착할 경우, 방사성 요오드 화합물과 담지된 유기분자와의 반응성이 크게 증가하며, 방사성 요오드 화합물의 제거 효율이 크게 상승한다. The amount of radioactive iodine compound to be removed is insignificantly small compared to the amount of organic molecules supported on the carrier. Therefore, the reactivity of the supported organic molecules with radioactive iodine is important. When triethylenediamine (TEDA), a conventionally used nucleophilic compound, is first attached to a carbon-based carrier, and then a small amount of a large nucleophilic molecule such as quinuclidin is attached, the reactivity of the radioactive iodine compound with the supported organic molecule It is greatly increased, and the removal efficiency of the radioactive iodine compound is greatly increased.
이 때, 퀴뉴클리딘 또는 퀴뉴클리딘의 유도체는, 상기 트리에틸렌디아민 100 중량부 대비 0.5 내지 100 중량부로 포함되는 것일 수 있다. 0.5 중량부 미만일 경우, 친핵성도가 큰 퀴뉴클리딘의 양이 작아 방사성 요오드의 제거 효율이 떨어지는 문제점이 발생할 수 있다.In this case, the quinuclidin or the derivative of quinuclidin may be included in an amount of 0.5 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the triethylenediamine. When less than 0.5 parts by weight, the amount of quinuclidin having a large nucleophilicity is small, there may be a problem that the removal efficiency of radioactive iodine is low.
일 측면에 따르면, 상기 유기분자는, 상기 탄소 담체 100 중량부 기준, 0.1 내지 10 중량부로 포함되는 것일 수 있다. According to one aspect, the organic molecules, based on 100 parts by weight of the carbon carrier, may be included in 0.1 to 10 parts by weight.
보다 효과적으로 방사성 요오드를 제거하기 위하여 유기분자를 탄소계 담체에 첨착하며, 이때 상기 유기분자는, 상기 탄소 담체 100 중량부 기준, 0.1 내지 10 중량부로 포함되는 것일 수 있다. 바람직하게는, 0.5 내지 7 중량부로 포함되는 것일 수 있다. 유기분자를 탄소 담체 100 중량부 기준, 0.1 중량부 미만으로 포함할 경우, 방사성 요오드와 접촉할 수 있는 유기분자의 양이 작아 방사성 요오드 제거율이 떨어지는 문제점이 발생할 수 있고，10 중량부를 초과하여 포함할 경우, 탄소계 담체의 세공에 첨착된 유기분자가 너무 많아 이들에 의해 세공이 막혀 오히려 제거 효율을 떨어지는 문제점이 발생할 수 있다.In order to more effectively remove radioactive iodine, organic molecules are attached to a carbon-based carrier, wherein the organic molecules may be included in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the carbon carrier. Preferably, 0.5 to 7 parts by weight may be included. When the organic molecules are included in an amount of less than 0.1 parts by weight based on 100 parts by weight of the carbon carrier, the amount of organic molecules that may come into contact with the radioactive iodine may be reduced, which may result in a decrease in radioactive iodine removal rate. In this case, too many organic molecules attached to the pores of the carbon-based carrier may cause a problem in that the pores are blocked by them, thereby decreasing the removal efficiency.
일 측면에 따르면, 상기 탄소 담체는, 비표면적 500 m2/g 이상인 것일 수 있다.According to one aspect, the carbon carrier, may have a specific surface area of 500 m 2 / g or more.
방사성 요오드를 제거하기 위해서는 상기의 유기분자를 지지체에 첨착하여 사용한다. 지지체로는 탄소계 지지체가 유리하며, 탄소계 지지체 중에서도 비표면적이 크고，미세세공이 발달한 탄소 담체를 사용하는 것이 바람직하다. 이 때, 지지체만으로도 일정정도 방사성 요오드를 흡착하여 제거하는 기능을 가질 수 있다. In order to remove radioactive iodine, the organic molecules are attached to a support. As the support, a carbon-based support is advantageous, and among the carbon-based supports, it is preferable to use a carbon carrier having a large specific surface area and fine pores. In this case, the support may have a function of adsorbing and removing radioactive iodine to a certain degree.
상기 탄소 담체는 특별히 그 종류를 한정하는 것이 아니나, 비표면적이 500m2/g 이상인 것이 바람직하다. 비표면적이 500m2/g 이하일 경우, 유기분자를 세공내에 균일하게 첨착하게 하는 것이 어렵고, 담체 세공 자체에 의한 방사성 요오드 흡착 성능도 떨어지는 문제점이 발생할 수 있다.The carbon carrier is not particularly limited in kind, but preferably has a specific surface area of 500 m 2 / g or more. When the specific surface area is 500 m 2 / g or less, it is difficult to uniformly attach organic molecules into the pores, and the problem of inferior radioactive iodine adsorption performance by the carrier pores themselves may occur.
일 측면에 따르면, 상기 탄소 담체는, 불활성가스 분위기 하에서 열중량 분석 시 200 ℃ 내지 1000 ℃에서 질량손실 비율이 10 % 이하인 것일 수 있다.According to an aspect, the carbon carrier may have a mass loss ratio of 10% or less at 200 ° C. to 1000 ° C. in thermogravimetric analysis under an inert gas atmosphere.
탄소 담체의 표면 성질 또한 방사성 요오드 제거 시 중요한 요소 중 하나이다. 아래의 화학식 6을 참조하면, 탄소 담체는 친수성 작용기들을 가지며, 상기 친수성 작용기는 고습도 조건에서 수분을 흡착하여 탄소 담체의 세공을 막거나 첨착된 유기분자의 성능을 저하시키기 때문에 이들 작용기의 양을 조절하는 것이 중요하다. The surface properties of the carbon carrier are also an important factor in the removal of radioactive iodine. Referring to Chemical Formula 6 below, the carbon carrier has hydrophilic functional groups, and the hydrophilic functional groups adsorb moisture at high humidity conditions to block the pores of the carbon carrier or reduce the performance of the impregnated organic molecules, thereby controlling the amount of these functional groups. It is important to do.
[화학식 6][Formula 6]
본 발명에서는 친수성 작용기의 총량이 탄소 담체의 중량비로 10 % 이하인 것인 바람직하다는 것을 밝혀내었다. 따라서, 상기 탄소 담체는, 불활성가스 분위기 하에서 열중량 분석 시 200 ℃ 내지 1000 ℃에서 질량손실 비율이 10 % 이하인 것이 바람직하다. 이 때, 작용기의 총량은 불활성 가스 분위기하에서 1000 ℃까지 가열하였을 때의 무게 감소를 측정한 것이다.It has been found in the present invention that the total amount of hydrophilic functional groups is preferably less than 10% by weight of the carbon carrier. Accordingly, the carbon carrier preferably has a mass loss ratio of 10% or less at 200 ° C to 1000 ° C when thermogravimetric analysis is performed under inert gas atmosphere. At this time, the total amount of the functional groups is a measure of weight loss when heated to 1000 ° C. under an inert gas atmosphere.
일 측면에 따르면, 상기 탄소 담체는, 활성탄 또는 활성탄소섬유를 포함하는 것일 수 있다.According to one aspect, the carbon carrier may be one containing activated carbon or activated carbon fibers.
고습도 조건에서 방사성 요오드 제거 기능을 유지하기 위하여 탄소 담체가 소수성(hydrophobic) 성질을 갖는 것이 좋다. 따라서, 상기 탄소 담체는, 활성탄 또는 활성탄소섬유(activated carbon fiber)를 포함하는 것일 수 있다.In order to maintain the radioactive iodine removal function at high humidity conditions, the carbon carrier is preferably hydrophobic. Therefore, the carbon carrier may include activated carbon or activated carbon fibers.
활성탄은 제조 원료에 따라 다양하게 제조가 가능하다. 예를 들어, 야자각이나 석탄 및 석유계 피치 유래 활성탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다. 다만, 이에 특별히 한정하는 것은 아니다. Activated carbon can be produced in various ways depending on the raw materials produced. For example, it may include at least one selected from the group consisting of coconut shell or coal and petroleum pitch-derived activated carbon. However, this is not particularly limited.
한편, 활성탄소섬유도 유기분자의 담체로서 적합하다. 활성탄소섬유는 외부에 노출된 미세세공이 많아 높은 유속에서도 방사성 요오드 제거에 효율적이다.Activated carbon fibers are also suitable as carriers of organic molecules. Activated carbon fibers are effective for removing radioactive iodine at high flow rates due to the large amount of micropores exposed to the outside.
일 측면에 따르면, 상기 방사성 요오드 화합물은, 방사성 요오드 또는 방사성 유기 요오드인 것일 수 있다.According to one aspect, the radioactive iodine compound may be radioactive iodine or radioactive organic iodine.
일 측면에 따르면, 상기 방사성 유기 요오드는, 방사성 메틸 요오드를 포함하는 것일 수 있다.According to one aspect, the radioactive organic iodine may include radioactive methyl iodine.
일 측면에 따르면, 상대습도 90 % 이상의 조건에서, 상기 방사성 메틸 요오드를 흡착하여 분해하는 것일 수 있다.According to one aspect, at a relative humidity of 90% or more, it may be to decompose by adsorbing the radioactive methyl iodine.
상술한 것과 같이, 가스상 방사성 요오드 중 대표적인 화합물은 원소성 요오드 및 메틸 요오드가 있으며，원소성 요오드는 활성탄계 흡착제에 쉽게 제거되는 특징이 있어 높은 습도에서도 제거효율이 99.9% 이상이지만, 메틸 요오드는 흡착량도 작고 시간 경과에 따라 탈리하는 현상이 있어 높은 습도에서는 흡착량이 급격히 떨어지는 특징이 있다. 특히, 상대습도 90 %를 넘으면 제거효율이 극단적으로 저하되는 것으로 확인되고 있다. 반면, 본 발명에 따른 방사성 요오드 화합물 흡착제는, 상대습도 90 % 이상의 조건에서, 상기 방사성 메틸 요오드를 흡착하여 효과적으로 분해할 수 있다.As described above, representative compounds among gaseous radioactive iodine include elemental iodine and methyl iodine, and elemental iodine is easily removed from activated carbon-based adsorbents, so that the removal efficiency is 99.9% or higher even at high humidity, but methyl iodine is adsorbed. Since the amount is small and there is a phenomenon of desorption over time, the adsorption amount is rapidly dropped at high humidity. In particular, it is confirmed that the removal efficiency is extremely lowered when the relative humidity exceeds 90%. On the other hand, the radioactive iodine compound adsorbent according to the present invention can be effectively decomposed by adsorbing the radioactive methyl iodine at a relative humidity of 90% or more.
일 측면에 따르면, 상기 방사성 요오드 화합물 흡착제는, Cu, Zn, Ag, Cr 및 Mo 로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 화학작용제 제거 성분을 더 포함하는 것일 수 있다.According to one aspect, the radioactive iodine compound adsorbent may further include any one or more chemical agent removal components selected from the group consisting of Cu, Zn, Ag, Cr and Mo.
본 발명에 따른 방사성 요오드 화합물 흡착제는, Cu, Zn, Ag, Cr 및 Mo 로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 화학작용제 제거 성분을 더 포함함으로써, 방사성 요오드 화합물 흡착기능 외에도 화학작용제 제거기능을 수행할 수 있다.The radioactive iodine compound adsorbent according to the present invention further includes any one or more chemical agent removal components selected from the group consisting of Cu, Zn, Ag, Cr and Mo, thereby performing a chemical agent removal function in addition to the radioactive iodine compound adsorption function. Can be.
더욱 자세하게, 화학작용제 제거기능을 갖는 금속화합물인 Cu, Zn, Ag, Cr, Mo 등에서 선택된 1종 이상을 탄소 담체에 담지한 후, 방사성 유기 요오드 분해 능력이 있는 유기분자를 추가로 첨착하여, 방사성 요오드 화합물 흡착기능 및 화학작용제 분해기능을 가지는 방사성 요오드 화합물 흡착제를 구현할 수 있다.In more detail, after supporting at least one selected from the group consisting of Cu, Zn, Ag, Cr, Mo, etc., a metal compound having a chemical agent removal function on a carbon carrier, by further attaching an organic molecule capable of decomposing radioactive organic iodine, radioactive A radioactive iodine compound adsorbent having an iodine compound adsorption function and a chemical agent decomposition function can be realized.
바람직하게, 4 중량% 내지 7 중량%의 구리, 2 중량% 내지 4 중량%의 크롬, 3 중량% 내지 5 중량%의 아연, 0.1 중량% 내지 1 중량%의 은을 산화물 형태로 탄소 담체에 담지하는 것일 수 있다. 유해성을 고려하여 크롬 대신 몰리브덴을 사용할 수도 있다.Preferably, from 4% to 7% by weight of copper, from 2% to 4% by weight of chromium, from 3% to 5% by weight of zinc and from 0.1% to 1% by weight of silver are supported on the carbon carrier in oxide form. It may be. Molybdenum may be used instead of chromium in consideration of the hazard.
본 발명의 일 실시예에 따른 방사성 요오드 화합물 흡착제의 제조방법은, 불활성가스 분위기 하에서 500 ℃ 내지 1000 ℃ 에서 탄소 담체를 전처리하는 단계; 상기 탄소 담체와 유기아민을 혼합하는 단계; 및 상기 탄소 담체와 상기 유기아민 혼합물을 50 ℃ 내지 200 ℃에서 열처리하여 상기 유기아민을 상기 탄소 담체의 기공 내로 확산시키는 단계;를 포함한다.Method for producing a radioactive iodine compound adsorbent according to an embodiment of the present invention, pre-treating the carbon carrier at 500 ℃ to 1000 ℃ under an inert gas atmosphere; Mixing the carbon carrier with an organic amine; And heat treating the carbon carrier and the organic amine mixture at 50 ° C. to 200 ° C. to diffuse the organic amine into pores of the carbon carrier.
상기 탄소 담체를 전처리하는 단계는, 탄소 담체 표면에 있는 작용기를 제거하기 위한 것으로서, 탄소소재 의 소수성(hydrophobicity)를 증가시키 는 단계이다. The pretreatment of the carbon carrier is to remove functional groups on the surface of the carbon carrier, and is to increase the hydrophobicity of the carbon material.
상기 탄소 담체를 전처리하는 단계를 500 ℃ 미만의 온도조건에서 수행할 경우, 표면에 있는 작용기를 효과적으로 제거하기 어렵고, 1000 ℃를 초과하는 온도 조건에서 수행할 경우에도 오히려 작용기제거 효율이 감소하는 문제점이 발생할 수 있다.When the pre-treatment of the carbon carrier is carried out at a temperature of less than 500 ℃, it is difficult to effectively remove the functional groups on the surface, even when performed at a temperature exceeding 1000 ℃ rather than the problem that the efficiency of functional group removal is reduced May occur.
탄소 담체에 유기아민을 담지하는 방법은 다양하다. 가장 일반적으로 사용하는 방법은 유기아민을 용매에 녹여서 탄소 담체에 담지 소재에 담지(impregnation)한 후, 용매를 제거하는 방법이다. 두 번째는 유기아민을 승화시켜 제조하는 방법으로서, 유기아민을 용기에 넣고 이를 가열하여 기화한 후 이를 탄소 담체에 통과하게 하여 유기아민을 담지하는 방법이다. 이 방법은 탄소 담체의 표면에만 유기아민이 흡착되는 문제점이 발생할 수 있고, 흡착라인 전체를 가열해야 하는 다소 복잡한 장치가 필요하다. There are various methods of supporting the organic amine on the carbon carrier. The most commonly used method is a method of dissolving an organic amine in a solvent, impregnation on a carbon carrier, and then removing the solvent. The second method is to sublimate the organic amine, and to put the organic amine in a container, heat it, vaporize it, and then pass it through a carbon carrier to support the organic amine. This method may cause a problem that the organic amine is adsorbed only on the surface of the carbon carrier, and requires a rather complicated device that needs to heat the entire adsorption line.
따라서, 본 발명에서는 고체상 유기아민과 탄소 담체를 균일하게 섞은 다음 이를 밀폐한 후 일정 온도로 가열된 오븐에 넣어 유기아민을 승화시켜 탄소 담체의 기공으로 균일하게 흡착되도록 한다. 상기에서 고체상 유기아민과 탄소 담체를 균일하게 섞은 용기는 일정간격으로 흔들어 유기아민이 탄소 담체에 골고루 흡착되도록 할 수 있고, 상기 용기가 오븐 속에서 일정속도로 회전하는 것일 수 있다.Therefore, in the present invention, the solid organic amine and the carbon carrier are uniformly mixed and then sealed and put in an oven heated to a predetermined temperature to sublimate the organic amine to be uniformly adsorbed into the pores of the carbon carrier. The container in which the solid organic amine and the carbon carrier are uniformly mixed may be shaken at a predetermined interval so that the organic amine is evenly adsorbed on the carbon carrier, and the container may be rotated at a constant speed in an oven.
상기에서, 유기아민 흡착온도는 유기아민의 끓는점에 따라 일부 상이하지만, 50 ℃ 내지 200 ℃의 온도 범위인 것이 바람직하다. 50 ℃ 미만일 경우 유기아민의 승화가 충분하지 않아 유기아민이 탄소 담체의 표면에만 담지되는 문제점이 발생할 수 있고, 200 ℃ 초과의 고온에서는 유기아민이 탄소 담체의 세공, 특히 미세세공 내로 너무 깊숙이 들어갈 수 있어 방사성 유기 요오드 제거 성능이 떨어지는 문제점이 발생할 수 있다.In the above, the organic amine adsorption temperature is slightly different depending on the boiling point of the organic amine, it is preferable that the temperature range of 50 ℃ to 200 ℃. If the temperature is less than 50 ° C., the organic amine may be supported only on the surface of the carbon carrier due to insufficient sublimation of the organic amine, and at a high temperature above 200 ° C., the organic amine may be too deep into the pores of the carbon carrier, particularly micropores. There is a problem that the radioactive organic iodine removal performance is poor.
이하, 실시예 및 비교예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are only for illustrating the present invention, and the contents of the present invention are not limited to the following examples.
실험예 1: 화학작용제 방호용 흡착제 제조Experimental Example 1 Preparation of Adsorbent for Chemical Agent Protection
화학작용제 방호용 흡착제의 제조는 활성탄에 금속염 용액을 함침하여 제조하였다. 금속 전구체 용액의 제조는 다음과 같다. ZnO 4.4g, CuC03·Cu(0H)2 13.O g, AgN03 0.15 g, (NH4)6Mo7O24·4H20 4.4 g, 암모니아수(28%) 37 g 및 증류수 28 g을 섞은 후 교반하여 금속염을 녹여 용액을 얻었다. 이를 야자각 유래 활성탄(비표면적 992 m2/g) 100 g에 함침한 후 1OO ℃에서 2시간 및 150 ℃에서 5 시간 건조하였다.Preparation of adsorbents for chemical agent protection was prepared by impregnating a metal salt solution on activated carbon. The preparation of the metal precursor solution is as follows. ZnO 4.4 g, CuC0 3 Cu (0H) 2 13.O g, AgN0 3 0.15 g, (NH 4 ) 6 Mo 7 O 24 4H 2 0 4.4 g, aqueous ammonia (28%) and distilled water 28 g After mixing, the mixture was stirred to dissolve the metal salt to obtain a solution. This was impregnated in 100 g of coconut shell-derived activated carbon (specific surface area 992 m 2 / g), and then dried at 100 ° C. for 2 hours and 150 ° C. for 5 hours.
상기 금속 담지 흡착제에 TEDA 3.4g를 균일하게 고체상에서 섞은 후 90 ℃ 오븐에서 6시간 동안 흡착시켜 TEDA를 담지한다. 상기에서 90 ℃ 오븐에서 6시간 동안 흡착하는 동안 2시간 간격으로 흔들어서 혼합함으로써 TEDA가 보다 균일하게 흡착제에 담지 되도록 한다. 상기에서 TEDA의 담지량은 3.0 중량%이다.3.4 g of TEDA was uniformly mixed with the metal-supported adsorbent in a solid phase and adsorbed in an oven at 90 ° C. for 6 hours to support TEDA. In the above, while shaking for 6 hours at 90 ℃ oven shaking for 2 hours to mix so that the TEDA is more uniformly supported on the adsorbent. In the above, the supporting amount of TEDA is 3.0% by weight.
실험예 2: 방사성 유기 요오드 파과실험Experimental Example 2: Radioactive Organic Iodine Breakthrough Experiment
방사성 유기 요오드에 대한 흡착 및 파과실험 평가 방법은 ASTM(American Society for Testing Materials) 인터네셔널에서 수립한 활성탄의 공기 및 가스 흐름에서의 방사성 유기 요오드 흡착시험 실험절차서(ASTM D3803-91) 방법에 따라 수행되었다.Adsorption and breakthrough test evaluation methods for radioactive organic iodine were conducted according to the Radioactive Organic Iodine Adsorption Test Procedure (ASTM D3803-91) method in the air and gas flow of activated carbon established by the American Society for Testing Materials (ASTM) International. .
파과점(end point) 도달 시간은 흡착제에 유기 요오드가 공급된 이후 흡착 반응기로부터 유출되는 기체 조성의 농도가 일정시간 이후 서서히 증가되어 특정 기준점에 도달 되었을 때의 시간으로 정의한다. 파과실험에 사용되는 반응기의 직경은 5.0 cm, 흡착제의 높이는 5.0 cm, 기체의 선속도는 20.3 cm/s이며, 방사성 유기 요오드의 시험농도 1.75±0.25 mg/m3 이다. 유기 요오드에 대한 파과실험은 가스 주입 전 16시간 동안 30.0±0.4 ℃의 은도 및 93.5±2.5 %의 습도 조건에서 수분에 대한 흡탈착 평형에 도달하게 한 후 수행한다. 흡착 실험부터 얻어진 가스수명은 아래식을 통하여 환산된 가스수명으로 나타낼 수 있으며 유기 요오드의 환산가스 요구수명은 60분이다.The end point attainment time is defined as the time when the concentration of the gas composition flowing out of the adsorption reactor after the organic iodine is supplied to the adsorbent gradually increases after a certain time and reaches a specific reference point. The diameter of the reactor used for the breakthrough test is 5.0 cm, the height of the adsorbent is 5.0 cm, the linear velocity of the gas is 20.3 cm / s, and the test concentration of radioactive organic iodine is 1.75 ± 0.25 mg / m 3 . Breakthrough tests for organic iodine are carried out after reaching the adsorption and desorption equilibrium with respect to moisture at 30.0 ± 0.4 ° C and 93.5 ± 2.5% for 16 hours before gas injection. The gas lifespan obtained from the adsorption experiment can be expressed by the gas lifespan converted through the following equation, and the required gas lifespan of the organic iodine is 60 minutes.
환산가스수명 = (측정 된 가스수명)*(측정 된 시험농도)/(표준규정농도)Converted Gas Life = (Measured Gas Life) * (Measured Test Concentration) / (Standard Regulatory Concentration)
실험예 3: 비방사성 유기 요오드 흡착실험Experimental Example 3: Non-radioactive Organic Iodine Adsorption Experiment
유기 요오드 파과실험은 표준 규정에 따른 유기 요오드의 시험 농도인 1.75 mg/m3(0.306ppm)는 2.25 ml/min의 20 ppm CH3I/N2와 150 ml/min의 N2(99.999%)를 혼합하여 제조하였다. 저 농도의 혼합가스는 water vapor saturator에 의해 상대습도가 90% 조건에서 반응기로 유입된다. 흡착반응기는 4 mm 의 내경을 갖는 1/4" Quartz tube 반응기를 사용하였고 상대습도가 90 % 내지 95 %의 Saturator에서 2 시간동안 Pre-humidification한 흡착제를 측정된 Bulk density로 계산하여 25cc의 흡착제를 충진하였다. 이때 반응기의 압력은 1 기압이며, 온도는 30 ℃로 유지하였다.The organic iodine breakthrough test showed that 1.75 mg / m 3 (0.306 ppm), the test concentration of organic iodine according to standard regulations, had 20 ppm CH 3 I / N 2 of 2.25 ml / min and N 2 (99.999%) of 150 ml / min. It was prepared by mixing. The mixed gas of low concentration is introduced into the reactor at 90% relative humidity by water vapor saturator. The adsorption reactor used a 1/4 "quartz tube reactor with an internal diameter of 4 mm and calculated the bulk density of the adsorbent after pre-humidification for 2 hours in a saturator with a relative humidity of 90% to 95%. At this time, the reactor pressure was 1 atm and the temperature was maintained at 30 ° C.
또한 유기 요오드 혼합가스를 흡착제가 충진 된 반응기에 공급하기 전에 우회시켜 가스크로미터그래프(GC) 분석을 통해 유기 요오드의 초기 농도(C0)를 확인하였다. 유기 요오드의 농도가 안정화되면 4-position valve를 이용해 반응기로 유기 요오드 혼합가스를 공급하여 유기 요오드 파과실험을 수행하였다(흡착 제 내 유기 요오드의 체류시간 은 0.0339s). 흡착제를 통과한 유기 요오드의 농도(C)를 실시간으로 측정하여 시간에 따른 C/C0를 계산하여 파과곡선을 작성하였다. GC는 sampling valve를 이용하여 포집된 가스를 3분 단위로 실시간 분석을 하였다. GC 컬럼은 DB-624 (30 m, 0.32 mm od., 1.5㎛), 오븐 온도는 35 ℃로 설정하였다. 극 저 농도의 유기 요오드를 검출하기 위해 ECD(electron capture detector)를 사용하였고 온도는 250 ℃로 설정하였다.In addition, the organic iodine mixed gas was bypassed before being supplied to the reactor filled with the adsorbent, and the initial concentration (C 0 ) of the organic iodine was confirmed by gas chromatograph (GC) analysis. When the concentration of organic iodine was stabilized, organic iodine breakthrough experiment was performed by supplying a mixed organic iodine gas to the reactor using a 4-position valve (retention time of organic iodine in the adsorbent was 0.0339 s). The breakthrough curve was prepared by measuring the concentration (C) of organic iodine passing through the adsorbent in real time and calculating C / C 0 over time. GC analyzed sampling gas in real time every 3 minutes by using sampling valve. The GC column was set at DB-624 (30 m, 0.32 mm od., 1.5 μm) and oven temperature at 35 ° C. Electron capture detector (ECD) was used to detect extremely low concentrations of organic iodine and the temperature was set at 250 ° C.
실시예 1Example 1
활성탄에 퀴뉴클리딘이 첨착된 유기 요오드 제거용 흡착제를 고체상 반응법으로 제조하였다. 먼저 퀴뉴클리딘 6.67 g을 야자각 유래 활성탄(비표면 적 992 m2/g) 100 g과 균일하게 고체상에서 섞은 후 90 ℃ 오븐에서 6시간 동안 흡착시켜 퀴뉴클리딘을 담지한다. 상기에 서 90 ℃ 오븐에서 6시간 동안 흡착하는 동안 2시간 간격으로 흔들어서 혼합함으로써 퀴뉴클리딘이 보다 균일하게 활성탄에 담지 되도록 한다. 상기에서 퀴뉴클리딘은 90 ℃ 일정한 증기압을 가지며 이들 증기는 활성탄 기공내에 확산되어 균일하게 담지 된다. 상기에서 퀴뉴클리딘의 담지량은 6.25 중량%이다.An adsorbent for removing organic iodine in which quinuclidin is attached to activated carbon was prepared by a solid phase reaction method. First, 6.67 g of quinuclidin is uniformly mixed with 100 g of coconut shell-derived activated carbon (specific surface area 992 m 2 / g), and then adsorbed in an oven at 90 ° C. for 6 hours to support quinuclidin. The mixture is shaken at 2 hour intervals while adsorbed in an oven at 90 ° C. for 6 hours to allow the quinuclidin to be more evenly supported on activated carbon. In the above, the quinuclidin has a constant vapor pressure of 90 ° C. and these vapors diffuse into the activated carbon pores to be uniformly supported. In the above, the supported amount of quinuclidin is 6.25% by weight.
실시예 2Example 2
실시예 1과 동일한 방법으로 활성탄에 퀴뉴클리딘이 첨착된 유기 요오드 제거용 흡착제를 고체상 반응법으로 제조하되 제조양과 퀴뉴클리딘 함량은 달리하였다. 이 때, 제조한 흡착제 양은 5 g이었으며, 퀴뉴클리딘의 담지량은 1.00 중량%이었다.In the same manner as in Example 1, an adsorbent for removing organic iodine in which quinuclidin was added to activated carbon was prepared by a solid phase reaction method, but the amount of quinuclidin content was different. At this time, the amount of the adsorbent thus prepared was 5 g, and the supporting amount of quinuclidin was 1.00 wt%.
실시예 3Example 3
실시예 1과 동일한 방법으로 활성탄에 퀴뉴클리딘이 첨착된 유기 요오드 제거용 흡착제를 고체상 반응법으로 제조하되 제조양과 퀴뉴클리딘 함량은 달리하였다. 이 때, 제조한 흡착제 양은 5 g이었으며，퀴뉴클리딘의 담지량 은 4.00 중량%이었다.In the same manner as in Example 1, an adsorbent for removing organic iodine in which quinuclidin was added to activated carbon was prepared by a solid phase reaction method, but the amount of quinuclidin content was different. At this time, the amount of the prepared adsorbent was 5 g, and the amount of supported quinuclidin was 4.00 wt%.
실시예 4Example 4
유기 요오드 제거용 흡착제를 친핵체 아민을 퀴뉴클리딘 대신 퀴뉴클리딘 유도체인 3-Aminoquinuclidine을 활성탄에 첨착하여 제조하였다. 퀴뉴클리딘과 달리 3-Aminoquinuclidine은 중기압이 낮기 때문에 에탄올 용매에 녹여 활성탄에 담지하여 제조하였다. 3-Aminoquinuclidine 0.53 g을 에탄올 7.6 g에 녹인 후 이를 야자각 유래 활성탄(비표면적 992 m2/g) 10 g에 담지한 후 100 ℃ 오븐에서 5 시간 동안 건조하였다. 상기의 흡착제에서 3-Aminoquinuclidine 담지량은 5.0 중량%이다.Adsorbent for organic iodine removal was prepared by attaching nucleophile amine to 3-Aminoquinuclidine, a quinuclidin derivative instead of quinuclidin, to activated carbon. Unlike quinuclidin, 3-Aminoquinuclidine was prepared by dissolving in activated carbon in ethanol solvent because of its low medium pressure. 0.53 g of 3-Aminoquinuclidine was dissolved in 7.6 g of ethanol and then dipped in 10 g of coconut shell-derived activated carbon (specific surface area 992 m 2 / g) and dried in an oven at 100 ° C. for 5 hours. The amount of 3-Aminoquinuclidine loaded in the adsorbent is 5.0% by weight.
실시예 5Example 5
유기 요오드 제거용 흡착제를 친핵체 아민을 퀴뉴클리딘 대신 퀴뉴클리딘 유도체인 퀴뉴클리딘올(quinuclidinol)을 사용하여 실시예 2와 유사하게 활성탄에 첨착하여 제조하였다. 퀴뉴클리딘과 달리 퀴뉴클리딘올은 증기압이 낮기 때문에 활성탄에 담지 시 보다 높은 담지 온도에서 수행하였다. 퀴뉴클리딘올 0.31 g을 야자각 유래 활성탄(비표면적 992 m2/g) 5 g과 균일하게 고체상에서 섞은 후 150 ℃ 오븐에서 6시간 동안 흡착시켜 퀴뉴클리딘올을 담지하여 제조하였다. 상기의 흡착제에서 퀴뉴클리딘올 담지량은 6.2 중량%이다.An adsorbent for removing organic iodine was prepared by attaching nucleophile amine to activated carbon similarly to Example 2 using quinuclidinol, a quinuclidin derivative instead of quinuclidin. Unlike quinuclidin, quinuclidinol was carried out at a higher loading temperature when supported on activated carbon because of its low vapor pressure. 0.31 g of quinuclidinol was uniformly mixed with 5 g of coconut shell-derived activated carbon (specific surface area 992 m 2 / g) in a solid phase, and then adsorbed in an oven at 150 ° C. for 6 hours to prepare quinuclidinol. The amount of quinuclidinol supported by the adsorbent is 6.2% by weight.
실시예 6Example 6
친핵체 아민을 TEDA와 퀴뉴클리딘이 첨착된 유기 요오드 제거용 흡착제를 제조하였다. TEDA를 먼저 고체상 반응법으로 활성탄에 첨착한 후, 퀴뉴클리딘을 마찬가지 방법으로 첨착 하였다. 먼저 TEDA 0.42 g을 야자각 유래 활성탄(비표면 적 992 m2/g) 10g과 균일하게 고체상에서 섞은 후 90 ℃ 오븐에서 6시간 동안 흡착시켜 TEDA를 담지한다. 상기에서 90 ℃ 오븐에서 6시간 동안 흡착하는 동안 2시간 간격으로 흔들어서 혼합함으로써 TEDA를 보다 균일하게 활성탄에 담지 되도록 한다. 마찬가지로 방법으로 퀴뉴클리딘 0.052 g을 상기에서 제조한 흡착제에 첨착 한다. 제조한 흡착제는 TEDA 담지량이 4 중량%이고, 퀴뉴클리딘이 0.5 중량%이다.The nucleophile amine was prepared as an adsorbent for the removal of organic iodine impregnated with TEDA and quinuclidin. TEDA was first attached to activated carbon by a solid phase reaction method, and then quinuclidin was added in the same manner. First, 0.42 g of TEDA is uniformly mixed with 10 g of coconut shell-derived activated carbon (specific surface area 992 m 2 / g) in a solid phase, and then adsorbed in an oven at 90 ° C. for 6 hours to support TEDA. While mixing for 6 hours at 90 ℃ oven shaking for 2 hours to mix so that TEDA is more uniformly supported on activated carbon. Similarly, 0.052 g of quinuclidin is attached to the adsorbent prepared above. The adsorbent thus prepared was 4% by weight of TEDA and 0.5% by weight of quinuclidin.
실시예 7Example 7
실험예 1에서 제조한 화학작용제 방호용 흡착제에 부가적으로 퀴뉴클리딘을 담지하여 방사성 유기 요오드 제거 기능을 추가 하였다. 실험예 1에서 제조한 화학작용제 방호용 흡착제 11.3 g에 퀴뉴클리딘 0.228 g을 혼합한 후 실시예 1과 같이 고체상 반응법으로 제조하였다. 제조된 흡착제는 2.0 중량%의 퀴뉴클리딘을 포함하고 있다.In addition to the adjuvant for protecting the chemical agent prepared in Experimental Example 1, quinuclidin was added to add radioactive organic iodine removal. 0.228 g of quinuclidin was mixed with 11.3 g of an adsorbent for protecting a chemical agent prepared in Experimental Example 1, and prepared by the solid phase reaction method as in Example 1. The prepared adsorbent contains 2.0% by weight of quinuclidin.
실시예 8Example 8
실시예 3과 동일한 방법 및 퀴뉴클리딘 함량으로 흡착제를 제조하되 활성탄 대신 활성탄소섬유를 지지체로 사용하였다. 사용한 활성탄소섬유는 비표면적이 1300 m2/g이었다.An adsorbent was prepared in the same manner as in Example 3 and quinuclidin content, but activated carbon fibers were used as a support instead of activated carbon. The activated carbon fiber used had a specific surface area of 1300 m 2 / g.
비교예 1Comparative Example 1
실시예 3과 동일한 방법으로 흡착제를 제조하되 퀴뉴클리딘 대신 TEDA를 친핵성 화합물로 사용하였다.An adsorbent was prepared in the same manner as in Example 3 except that TEDA was used as a nucleophilic compound instead of quinuclidin.
비교예 2Comparative Example 2
실시예 3과 동일한 방법으로 흡착제를 제조하되 퀴뉴클리딘 함량을 0.1 중량%로 하여 제조하였다.An adsorbent was prepared in the same manner as in Example 3, but prepared with a quinuclidin content of 0.1 wt%.
비교예 3Comparative Example 3
실시예 3과 동일한 방법으로 흡착제를 제조하되 퀴뉴클리딘 함량을 12 중량%로 하여 제조하였다.An adsorbent was prepared in the same manner as in Example 3, except that the quinuclidin content was 12% by weight.
비교예 4Comparative Example 4
실시예 3과 동일한 방법으로 흡착제를 제조하되 퀴뉴클리딘 대신 triethylamine를 친핵성 화합물로 사용하였으며, 이때 담지된 triethylamine 함량은 5 %였다.An adsorbent was prepared in the same manner as in Example 3, but triethylamine was used as a nucleophilic compound instead of quinuclidin, and the supported triethylamine content was 5%.
비교예 5Comparative Example 5
실시예 3과 동일한 방법으로 흡착제를 제조하되 퀴뉴클리딘 대신 hexamethylenetetramine 를 친핵성 화합물로 사용하였으며, 이때 담지된 hexamethylenetetramine 함량은 5 %였다.An adsorbent was prepared in the same manner as in Example 3, but hexamethylenetetramine was used as a nucleophilic compound instead of quinuclidin, and the supported hexamethylenetetramine content was 5%.
비교예 6Comparative Example 6
실시예 3과 동일한 방법으로 흡착제를 제조하되 사용한 활성탄의 비표면적이An adsorbent was prepared in the same manner as in Example 3, but the specific surface area of the activated carbon was used.
400 m2/g이었다.400 m 2 / g.
비교예 7Comparative Example 7
실시예 3과 동일한 방법으로 흡착제를 제조하되 사용한 활성탄은 다음과 같은 방법으로 처리에 의해 작용기가 많아 친수성을 갖는 활성탄을 사용하였다.An adsorbent was prepared in the same manner as in Example 3, but the activated carbon used was activated carbon having hydrophilicity with many functional groups by treatment in the following manner.
비표면적이 990 m2/g인 활성탄 15 g을 12N 질산 200 cc와 섞은 후 이를 95 ℃에서 5시간 동안 처리하였다. 이를 증류수로 충분히 수세한 후 100 ℃에서 건조하였다. 제조한 시료의 작용기 양은 다음과 같이 승온열중량분석기(TGA)로 분석하였다.15 g of activated carbon having a specific surface area of 990 m 2 / g was mixed with 200 cc of 12N nitric acid and then treated at 95 ° C. for 5 hours. It was washed with distilled water sufficiently and dried at 100 ° C. The functional group amount of the prepared sample was analyzed by a thermogravimetric analysis (TGA) as follows.
시료를 질소분위기 하에서 1000 ℃까지 10 ℃/min 승온속도로 가열하면서 무게변화를 측정하였다. 200 ℃에서 1OOO ℃ 사이에서 감소되는 상기 시료의 무게감소는 22.6 %이었다. 반면에 질산으로 처리하지 않은 원래의 활성탄의 열 분석 결과 활성탄에 붙은 작용기의 비율은 3.5 중량%에 불과하였다.The weight change was measured while the sample was heated at a rate of temperature increase of 10 ° C./min to 1000 ° C. under a nitrogen atmosphere. The weight loss of the sample decreased between 200 ° C. and 100 ° C. was 22.6%. On the other hand, thermal analysis of the original activated carbon not treated with nitric acid showed that the proportion of functional groups attached to the activated carbon was only 3.5% by weight.
아래의 표 1은 실시예에서 제조한 시료를 통해 실험예 3에 의해 실시한 비방사성 유기 요오드 흡착실험 결과이다.Table 1 below shows the results of the non-radioactive organic iodine adsorption experiment conducted by Experimental Example 3 using the sample prepared in Example.
(* 메틸 요오드 제거율 = (흡착제 통과 후 농도)/(흡착제 통과 전 농도)*100, 흡착실험 60분 후 결과 기준임)(* Methyl iodine removal rate = (concentration after adsorption) / (concentration before adsorption) * 100, based on the results after 60 minutes of adsorption experiment)
아래의 표 2는 비교예에서 제조한 시료를 통해 실험예 3에 의해 실시한 비방사성 유기 요오드 흡착실험 결과이다.Table 2 below shows the results of the non-radioactive organic iodine adsorption experiment conducted by Experimental Example 3 using the sample prepared in Comparative Example.
(* 메틸 요오드 제거율 = (흡착제 통과 후 농도)/(흡착제 통과 전 농도)*100, 흡착실험 60분 후 결과 기준임)(* Methyl iodine removal rate = (concentration after adsorption) / (concentration before adsorption) * 100, based on the results after 60 minutes of adsorption experiment)
실시예 1 내지 실시예 7에서 제조한 퀴뉴클리딘이 첨착된 흡착제는 기존 TEDA 첨착 흡착제(비교예 1)보다 메틸 요오드 제거율이 높은 것을 알 수 있다 (표 1). 또한 실시예 1에서 제조한 흡착제의 경우 메틸 요오드 제거율이 99.99%이상에서 24시간 이상 유지되는 것도 확인되었다. 한편 기존 TEDA 첨착 활성탄에 소량의 퀴뉴클리딘을 첨가하여도 제거율이 크게 증가하며(실시예 5), 퀴뉴클리딘 유도체인 3-Aminoquinuclidine을 첨착한 흡착제도 효과가 있음을 알 수 있다(실시예 4). 한편 화학작용제 제거용 금속성분 담지된 활성탄에 퀴뉴클리딘이 첨착되어도 유기 요오드 제거 효율이 커서 화학작용제 제거뿐만 아니라 방사성 유기 요오드 제거 기능을 가진다는 것을 알 수 있다(실시예 6). 기존에 많이 사용되는 활성탄뿐만 아니라 활성탄소섬유도 퀴뉴클리딘 첨착 지지체로 사용될 수 있다는 것을 알 수 있다(실시예 7).It can be seen that the quenuclidin-adsorbed adsorbent prepared in Examples 1 to 7 has a higher methyl iodine removal rate than the conventional TEDA-adsorbed adsorbent (Comparative Example 1) (Table 1). In addition, in the case of the adsorbent prepared in Example 1, the methyl iodine removal rate was confirmed to be maintained for more than 24 hours at 99.99% or more. On the other hand, even if a small amount of quinuclidin is added to the existing TEDA-impregnated activated carbon, the removal rate is greatly increased (Example 5), and it can be seen that an adsorbent having an amino acid of 3-Aminoquinuclidine as a quinuclidin derivative is also effective (Example 4). ). On the other hand, even when quinuclidin is impregnated on the activated carbon for removing the chemical agent, the organic iodine removal efficiency is high, and thus, it can be seen that it has a radioactive organic iodine removal function as well as chemical agent removal (Example 6). It can be seen that activated carbon fibers as well as conventionally used activated carbon can be used as a quinuclidin impregnated support (Example 7).
한편 퀴뉴클리딘 첨착 흡착제에서 퀴뉴클리딘 첨착양이 너무 적거나 (비교예 2) 많으면 (비교예 3) 유기 요오드 제거성능이 떨어지고, 친핵성도가 낮은 triethylamine이나 hexamethylenetetramine이 첨착된 흡착제도 유기 요오드 제거율이 떨어지는 것을 알 수 있다 (비교예 4, 비교예 5). 또한 활성탄 기공도가 작거나(비교예 6), 활성탄 표면에 작용기가 너무 많아도(비교예 7) 제거율이 떨어지는 것을 볼 수 있다.On the other hand, if the amount of quinuclidin impregnated adsorbent is too small (Comparative Example 2) or too large (Comparative Example 3), the organic iodine removal performance is decreased, and the adsorbent with triethylamine or hexamethylenetetramine with low nucleophilicity also has a high organic iodine removal rate. It can be seen that it falls (Comparative Example 4, Comparative Example 5). It can also be seen that the activated carbon porosity is small (Comparative Example 6) or the removal rate is reduced even if there are too many functional groups on the surface of the activated carbon (Comparative Example 7).
실험예 2에 따라 방사성 메틸 요오드의 흡착실험을 실시예 1과 비교예 1에 대한 시료에 대해 대표적으로 수행한 결과，비방사성 메틸 요오드 실험과 유사한 결과를 보여주었다. 미국 표준시험측정법인 방사성 유기 요오드 흡착시험 실험절차서(ASTM D3803-91) 방법에 기초한 흡착실험 결과 실시예1에서 제조한 흡착제는 방사성 메틸 요오드 제거율이 99.985 %을 보여준 반면 비교예 1에서 제조한 시료는 99.642 %를 나타내었다.Adsorption experiment of radioactive methyl iodine according to Experimental Example 2 was performed on the samples for Example 1 and Comparative Example 1, showing similar results to the non-radioactive methyl iodine experiment. As a result of adsorption experiment based on the US standard test method of radioactive organic iodine adsorption test procedure (ASTM D3803-91) method, the adsorbent prepared in Example 1 showed 99.985% of radiomethyl iodine removal rate, whereas the sample prepared in Comparative Example 1 99.642%.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Although the embodiments have been described by the limited embodiments and the drawings as described above, various modifications and variations are possible to those skilled in the art from the above description. For example, the techniques described may be performed in a different order than the described method, and / or the described components may be combined or combined in a different form than the described method, or replaced or substituted by other components or equivalents. Appropriate results can be achieved. Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are within the scope of the claims that follow.
Claims (15)
상기 담체에 담지된 유기분자;를 포함하고,
상기 유지분자는 아세트나이트릴 용매 중 친핵성도(nucleophilicity)가 18 이상인 친핵성 유기분자인 것인,
방사성 요오드 화합물 흡착제.
Carbon carriers; And
It includes; organic molecules supported on the carrier;
The oil or fat molecule is a nucleophilic organic molecule having a nucleophilicity of 18 or more in the acetonitrile solvent,
Radioactive iodine compound adsorbent.
상기 유기분자는 3차 아민기를 포함하는 것인,
방사성 요오드 화합물 흡착제.
The method of claim 1,
Wherein the organic molecule comprises a tertiary amine group,
Radioactive iodine compound adsorbent.
상기 3차 아민기를 포함하는 유기분자는, 퀴뉴클리딘(quinuclidine) 또는 퀴뉴클리딘의 유도체를 포함하는 것이고,
상기 유도체는 퀴뉴클리딘의 수소 중 하나 이상이 탄화수소 또는 작용기가 결합된 탄화수소로 치환된 것인,
방사성 요오드 화합물 흡착제.The method of claim 2,
The organic molecule containing the tertiary amine group is one containing quinuclidine or a derivative of quinuclidin,
The derivative is one or more of hydrogen of the quinuclidin is substituted with a hydrocarbon or a hydrocarbon bonded to a functional group,
Radioactive iodine compound adsorbent.
상기 퀴뉴클리딘의 유도체는 하기 화학식 1 내지 화학식 5로 표현되는 것인,
방사성 요오드 화합물 흡착제:
[화학식 1]
[화학식 2]
[화학식 3]
[화학식 4]
[화학식 5]
The method of claim 3,
Derivatives of the quinuclidin is represented by the following formula 1 to formula 5,
Radioactive Iodine Compound Adsorbents:
[Formula 1]
[Formula 2]
[Formula 3]
[Formula 4]
[Formula 5]
상기 방사성 요오드 화합물은 방사성 유기 요오드인 것이고,
하기 반응식 2에 따라 상기 퀴뉴클리딘은, 상기 방사성 유기 요오드를 분해하는 것인,
방사성 요오드 화합물 흡착제:
[반응식 2]
The method of claim 3,
The radioactive iodine compound is radioactive organic iodine,
According to Scheme 2, the quinuclidin is to decompose the radioactive organic iodine,
Radioactive Iodine Compound Adsorbents:
Scheme 2
상기 유기분자는 트리에틸렌디아민(triethylenediamine)을 포함하고,
상기 퀴뉴클리딘 또는 퀴뉴클리딘의 유도체는, 상기 트리에틸렌디아민 100 중량부 대비 0.5 내지 100 중량부로 포함되는 것인,
방사성 요오드 화합물 흡착제.
The method of claim 3,
The organic molecule includes triethylenediamine,
The quinuclidin or the derivative of quinuclidin, which is included from 0.5 to 100 parts by weight relative to 100 parts by weight of the triethylenediamine,
Radioactive iodine compound adsorbent.
상기 유기분자는, 상기 탄소 담체 100 중량부 기준, 0.1 내지 10 중량부로 포함되는 것인,
방사성 요오드 화합물 흡착제.
The method of claim 1,
The organic molecules, based on 100 parts by weight of the carbon carrier, will be included in 0.1 to 10 parts by weight,
Radioactive iodine compound adsorbent.
상기 탄소 담체는, 비표면적 500 m2/g 이상인 것인,
방사성 요오드 화합물 흡착제.
The method of claim 1,
The carbon carrier has a specific surface area of 500 m 2 / g or more,
Radioactive iodine compound adsorbent.
상기 탄소 담체는, 불활성가스 분위기 하에서 열중량 분석 시 200 ℃ 내지 1000 ℃에서 질량손실 비율이 10 % 이하인 것인,
방사성 요오드 화합물 흡착제.
The method of claim 1,
The carbon carrier has a mass loss ratio of 10% or less at 200 ° C to 1000 ° C during thermogravimetric analysis under an inert gas atmosphere.
Radioactive iodine compound adsorbent.
상기 탄소 담체는, 활성탄 또는 활성탄소섬유를 포함하는 것인,
방사성 요오드 화합물 흡착제.
The method of claim 1,
The carbon carrier is one containing activated carbon or activated carbon fiber,
Radioactive iodine compound adsorbent.
상기 방사성 요오드 화합물은, 방사성 요오드 또는 방사성 유기 요오드인 것인,
방사성 요오드 화합물 흡착제.
The method of claim 1,
The radioactive iodine compound is radioactive iodine or radioactive organic iodine,
Radioactive iodine compound adsorbent.
상기 방사성 유기 요오드는, 방사성 메틸 요오드를 포함하는 것인,
방사성 요오드 화합물 흡착제.
The method of claim 11,
The radioactive organic iodine is a radioactive methyl iodine,
Radioactive iodine compound adsorbent.
상대습도 90 % 이상의 조건에서, 상기 방사성 메틸 요오드를 흡착하여 분해하는 것인,
방사성 요오드 화합물 흡착제.
The method of claim 12,
Under conditions of relative humidity of 90% or more, the radioactive methyl iodine is adsorbed and decomposed,
Radioactive iodine compound adsorbent.
상기 방사성 요오드 화합물 흡착제는, Cu, Zn, Ag, Cr 및 Mo 로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 화학작용제 제거 성분을 더 포함하는 것인,
방사성 요오드 화합물 흡착제.
The method of claim 1,
The radioactive iodine compound adsorbent further comprises any one or more chemical agent removal components selected from the group consisting of Cu, Zn, Ag, Cr and Mo,
Radioactive iodine compound adsorbent.
상기 탄소 담체와 유기아민을 혼합하는 단계; 및
상기 탄소 담체와 상기 유기아민 혼합물을 50 ℃ 내지 200 ℃에서 열처리하여 상기 유기아민을 상기 탄소 담체의 기공 내로 확산시키는 단계;를 포함하는,
방사성 요오드 화합물 흡착제의 제조 방법.
Pretreating the carbon carrier at 500 ° C. to 1000 ° C. under an inert gas atmosphere;
Mixing the carbon carrier with an organic amine; And
And heat-treating the carbon carrier and the organic amine mixture at 50 ° C. to 200 ° C. to diffuse the organic amine into pores of the carbon carrier.
Method for producing radioactive iodine compound adsorbent.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180055820A KR102140913B1 (en) | 2018-05-16 | 2018-05-16 | Adsorbents for removing radioactive iodine compounds |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020180055820A KR102140913B1 (en) | 2018-05-16 | 2018-05-16 | Adsorbents for removing radioactive iodine compounds |
Publications (2)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116283458A (en) * | 2021-12-20 | 2023-06-23 | 南京理工大学 | Simple substance purple smoke agent and preparation method thereof |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4293317A (en) * | 1980-01-17 | 1981-10-06 | Kovach Julius L | Fission product adsorbent impregnated with quinuclidene |
| US4531953A (en) * | 1983-06-21 | 1985-07-30 | Calgon Corporation | Sublimation of amine compounds on activated carbon pore surfaces |
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-
2018
- 2018-05-16 KR KR1020180055820A patent/KR102140913B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| US4293317A (en) * | 1980-01-17 | 1981-10-06 | Kovach Julius L | Fission product adsorbent impregnated with quinuclidene |
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| JP2017164737A (en) * | 2016-03-09 | 2017-09-21 | 東ソー株式会社 | Carrier body immobilized with hydroxy group-containing cyclic amine compound |
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| CN116283458A (en) * | 2021-12-20 | 2023-06-23 | 南京理工大学 | Simple substance purple smoke agent and preparation method thereof |
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