산업 폐수에 섞여 버려지던 금과 팔라듐, 백금 등 고가 유가금속을 선택적으로 회수할 수 있는 고분자 흡착제가 개발됐다.
한국연구재단은 이정현 고려대 교수와 최재우 한국과학기술연구원(KIST) 박사 공동 연구팀이 폐수 속 유가금속 회수 효율을 극대화한 고분자 흡착제를 개발했다고 21일 밝혔다.
유가금속은 배터리, 전자제품, 촉매 등 다양한 산업에서 활용되나 한정 자원이기 때문에 사용 후 효과적인 회수가 중요하다.
이를 위해 고분자 소재를 활용한 유가금속 흡착 연구가 활발하지만, 고분자 흡착제는 단독 사용 시 회수가 어렵고 흡착 속도가 느린 단점이 있다. 또 환원제를 활용한 회수 방법은 유가금속 외 다른 금속도 환원시켜 유가금속만 선택적으로 회수하는 데 한계가 있다.
연구팀은 고분자 물리화학적 구조 설계를 통해 강력한 환원력을 가진 하이드라자이드(hydrazide) 기능기를 다량 포함한 별 모양 고분자 흡착제를 개발했다.
새로운 고분자 흡착제는 기존 상업용 고분자 및 환원제, 흡착제 대비 성능과 속도가 우수해 유가금속 환원 흡착을 촉진한다.
이 흡착제는 양전하를 띄고 있어 다른 양이온성 금속이온을 흡착하지 않고, 유가금속만 선택적으로 흡착할 수 있고, 흡착 시 형성된 침전물을 필터로 쉽게 분리해 흡착제와 유가금속을 효과적으로 회수할 수 있다.
버려진 전자기기와 촉매에서 얻은 유가금속 용출 용액을 대상으로 실험한 결과 새로운 흡착제는 유가금속만을 선택적으로 100% 회수해 유가금속 회수 공정 실증 가능성을 확인했다. 흡착된 유가금속을 탈착한 뒤 재사용 가능성도 확인해 흡착제 실용성도 동시에 검증했다.
이정현 교수는 “이번 연구는 고분자 흡착제의 구조-물성-성능 상관관계를 규명하는 데 의의가 있다”며 “향후 지속적인 연구를 통해 상용화가 가능한 고분자 흡착제를 개발하는 것이 목표”라고 말했다.
이번 연구성과는 과학 분야 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)'에 5월 8일 게재됐다.
이인희 기자 leeih@etnews.com
