산업폐수에 섞여 버려지는 금과 팔라듐, 백금과 같은 고가의 유가금속을 선택적으로 회수할 수 있는 고분자 흡착제가 개발됐다.

한국연구재단은 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.

기존 고분자 흡착제는 단독사용 시 회수가 어렵고 흡착속도가 느린 단점이 있으며 환원제를 활용한 회수방법은 유가금속 외에 다른 금속도 환원시켜 유가금속만 선택적으로 회수하는 데 한계가 있다.

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

하이드라자이드는 귀금속과 같은 고가의 유가금속과 선택적으로 결합할 수 있는 질소, 탄소, 산소로 이뤄진 화학적 분자 구조다.

이 고분자 흡착제는 기존 상업용 고분자 및 환원제, 흡착제보다 성능과 속도가 우수하며 양전하를 띄고 있어 다른 양이온성 금속이온을 흡착하지 않고 유가금속만 선택적으로 흡착할 수 있다.

또 흡착 시 형성된 침전물을 필터로 쉽게 분리시켜 흡착제와 유가금속을 효과적으로 회수할 수 있다.

공동 연구팀이 버려진 전자기기(CPU)와 촉매에서 얻은 유가금속 용출 용액으로 실험한 결과, 새 흡착제는 유가금속 만을 선택적으로 100% 회수하는 것으로 나타났다.

특히 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.

과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 나노미래소재원천기술개발사업의 지원으로 수행된 이번 연구 성과는 과학 분야 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)'에 최근 게재됐다.(논문명:Efficient recovery and recycling/upcycling of precious metals using hydrazide-functionalized star-shaped polymers)

최재우 박사는 "다양한 산업 분야에서 유용한 자원을 회수하고 유해물질을 제거할 수 있는 기술적 가능성을 제시했다"며 "유가금속 중 산업적 활용가치가 높은 희토류에 매우 우수한 선택도를 갖는 고효율 회수 소재 개발로 연구범위를 확장할 계획"이라고 말했다.