본 연구는 용액 내에 존재하는 팔라듐을 효율적으로 회수하기 위해 폴리에틸렌이민(polyethylenimine, PEI) 기반한 바이오흡착제의 개발과 그에 대한 평가를 포함한다. 바이오 폐기물을 재활용하여 고부가가치를 부여하는 전략을 바탕으로 두고, 총 3가지의 바이오 폐기물을 산성용액 내에서 팔라듐을 흡착할 수 있는 흡착제로 변환하는 연구를 진행하였다. 제 1장에서는 본 연구의 동기와 목표를 소개하였고, 제 2장에서는 기존 연구들의 문헌을 조사하여 요약·정리하였다. 제 3장에서는 첫 번째 바이오 기반 흡착제로 대장균 사체(Escherichia coli biomass)를 활용하였다. E.coli biomass는 발효공정에서 발생되는 부산물로써 기존 처리방안인 해양투기방법이 전면 금지되어 매립, 소각 등으로 처리되어지고 있는 바이오 폐기물이다. 이러한 E.coli biomass는 흡착제로 사용되는 연구가 되어왔고, 유망한 흡착제 모체로 여겨졌다. E.coli biomass와 폴리설폰(polysulfone, PS)을 디메틸포름아마이드(N,N-Dimethylformamide, DMF)에 녹여 PS/E.coli biomass composite fiber (PSBF)를 제조한 뒤 PEI를 다중 코팅하여 PEI multi-cotead PSBF (PEI-M-PSBF)제조하였다. PEI-M-PSBF는 푸리에 변환 적외선 분광기 (FT-IR)와 전계방출형 주사전자현미경 (FE-SEM)을 통해 성공적으로 제조되었음을 보여주었다. 팔라듐에 대한 흡착/탈착 실험을 수행하였으며, 이는 배치 및 컬럼 실험에서 우수한 흡착성능을 보였다.제 4장에서 소개되는 흡착제는 굴 패각을 기반으로 제조된 칼슘실리케이트수화물(CSH)표면에 3-아미노프로필트리에톡시실란(APTES)과 PEI를 활용해 표면개질 하여 PEI-crosslinked CSH(PEI-CSH)를 제조하였다. 제조된 PEI-CSH는 FT-IR, SEM, 투과전자현미경(TEM), X선 회절(XRD), 비표면적분석기(BET) Zeta potential 등의 분석을 통해 특성과 성공적으로 합성되었음을 확인하였다. 흡착/탈착 실험을 수행하여 효과적인 팔라듐 회수 흡착제로 검증되었다. 이를 통해 굴 패각 폐기물의 새로운 자원화 방향을 제시하였다.제 5장에서는 갑각류 및 절지동물의 외골격을 구성하는 키틴(chitin)을 활용하여 팔라듐 회수 흡착제를 개발하였다. 키틴을 산 가수분해 반응으로 키틴 현탁액으로 제조하였다. 키틴 현탁액과 PEI 용액을 혼합하고 가교제인 에피클로로히드린(ECH)을 한 방울씩 첨가하여 PEI-crosslinked chitin(PEI-chitin)을 제조 후 흡착제 특성 분석 및 흡/탈착 평가을 진행하였다. 흡착제 특성 분석은 대용량원소분석, FE-SEM, BET 분석, FT-IR, 핵자기 공명(NMR) 및 X선 광전자 분광법 (XPS)을 활용하여 소재가 성공적으로 생성되었음을 확인하였다. 또한, 흡착 전/후 상태를 통해 흡착메커니즘 또한 규명하였다. 다양한 조건에서의 흡착실험을 통해 흡착성능 뿐만 아니라 다른 무기 이온의 존재에 영향을 받지 않는 것을 실험 결과를 통해 확인하였다. PEI-chitin은 기존 흡착소재와 다르게 뛰어난 흡착성능을 보여줌으로써 팔라듐 회수 흡착제의 유망한 소재로 검증되었다.요약하자면, 이러한 연구들은 서로 다른 기본 재료에서 유래된 PEI 기반 바이오흡착제의 다양성과 효과를 제시하였다. 본 연구를 통해 개발된 소재들은 팔라듐이 포함된 수용액 내에서 친환경적으로 팔라듐을 효과적으로 회수할 수 있는 우수한 성능을 보여줌으로써 바이오 기반 폐기물의 고부가가치화 가능성을 제시하였다.