▲ 흡착제의 구조 및 유가금속 흡착 특성

국내 연구진이 산업 폐수에 섞여 버려지던 금과 팔라듐, 백금과 같은 고가의 유가금속을 선택적으로 회수할 수 있는 고분자 흡착제를 개발했다.

한국연구재단(이사장 이광복)은 고려대학교 이정현 교수와 한국과학기술연구원(KIST) 최재우 박사 공동 연구팀이 폐수 속 유가금속의 회수 효율을 극대화한 고분자 흡착제를 개발했다고 21일 밝혔다.

유가금속은 고가의 한정된 자원으로 배터리, 전자제품, 촉매 등 다양한 산업에서 활용 가능해 사용 후 효과적인 회수가 중요하다. 그러나 고분자 소재를 활용한 유가금속 흡착 연구가 활발하지만, 고분자 흡착제는 단독 사용 시 회수가 어렵고 흡착 속도가 느린 단점이 있다.

또한 환원제를 활용한 회수 방법은 유가금속 외에 다른 금속도 환원시켜 유가금속만 선택적으로 회수하는 데 한계가 있다.

공동 연구팀은 고분자의 물리화학적 구조 설계를 통해 강력한 환원력을 가진 하이드라자이드(hydrazide) 기능기를 다량 포함한 별 모양(star-shaped)의 고분자 흡착제를 개발했다.

새로운 고분자 흡착제는 기존의 상업용 고분자 및 환원제, 흡착제 보다 성능과 속도가 우수하여 유가금속의 환원 흡착을 촉진했다. 개발된 흡착제는 양전하를 띄고 있어 다른 양이온성 금속이온을 흡착하지 않고, 유가금속만 선택적으로 흡착할 수 있다. 또한, 흡착 시 형성된 침전물을 필터로 쉽게 분리시켜 흡착제와 유가금속을 효과적으로 회수했다.

공동 연구팀이 버려진 전자기기와 촉매에서 얻은 유가금속 용출 용액으로 실험한 결과 새로운 흡착제는 유가금속 만을 선택적으로 100% 회수해, 유가금속 회수 공정의 실증 가능성을 보였다. 더불어 흡착된 유가금속을 탈착한 뒤 재사용이 가능함을 확인해 흡착제의 실용성도 검증했다.

이정현 교수는 “이번 연구는 고분자 흡착제의 구조-물성-성능의 상관관계를 규명한데 의의가 있다”며, “향후 지속적인 연구를 통해 상용화가 가능한 고분자 흡착제를 개발하는 것이 목표”라고 설명했다.

최재우 박사는 “연구결과 다양한 산업 분야에서 유용한 자원을 회수하고, 유해 물질을 제거할 수 있는 기술적 가능성을 제시했다“라며, “유가금속 중 산업적 활용가치가 높은 희토류에 매우 우수한 선택도를 갖는 고효율 회수 소재 개발로 연구범위를 확장할 계획”이라고 덧붙였다.