전북대 김한주 교수팀, 저비용 고효율 중금속 흡착제 개발
전북대 김한주 교수팀, 저비용 고효율 중금속 흡착제 개발
  • 이승환 기자
  • 승인 2021.04.13 14:45
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

다공성 탄소 나노 섬유 활용, 반영구적 신복합소재 흡착제 개발
저비용으로 단순하게 제작할 수 있어 유독성 중금속 제거 유망
김한주(오른쪽) 전북대 교수와 밀란포델 대학원생. 사진=전북대 제공

[대학저널 이승환 기자] 광공업과 전자, 화학업체 등 다양한 산업체로부터 파생되는 수중 내 유독성 중금속을 저비용으로 매우 효율적으로 제거할 수 있는 신복합소재 흡착제를 전북대학교 김한주 교수(융합기술공학부) 연구팀이 개발해 이목을 끌고 있다.

13일 전북대에 따르면, 김 교수팀이 개발한 새로운 흡착제인 신복합소재는 기존 방법보다 저비용으로 단순하게 제작할 수 있고, 반영구적이기까지 해 유독성 중금속을 제거하는 유망한 기술로 평가되고 있다.

이번 연구 결과는 환경 분야의 저명 국제 학술지인 『케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal / IF: 10.652, SCI Journal Rank: 2.315)』에 ‘3D 다공성 탄소 나노 섬유 네트워크를 기반으로 복합소재(Co-Al-LDH @ Fe2O3 / 3DPCNF)에 의한 Cr (VI) 및 Pb (II) 이온의 흡착에 관한 새로운 개념’ 제목의 논문으로 최신 온라인 판에 게재됐다.

김 교수팀은 그간의 한계였던 제한된 흡수나 흡착뿐 아니라 제거에 방해가 되는 응집을 해결하는 데 연구의 방점을 찍었다.

산화철인 Fe2O3 나노 입자의 폴리머 및 3차원 다공성 탄소 나노 섬유(3DPCNF)인 탄소 기반 재료를 기반으로 비표면적을 크게 하고, 전도성을 얻게 했다.

연구팀은 중금속 물질의 침전, 표면 개질 및 전자 이동을 고려한 흡착 메커니즘을 통해 초친수성 신소재(Co-Al-LDH @ Fe2O3 / 3DPCNF)는 수중내의 Cr (VI) 및 Pb (II) 금속물에 대해 최대 흡착 및 초고속 제거 효율의 실험결과를 얻었다.

이를 통해 무독성 특성과 광범위한 용도 개발용 등으로 확장될 수 있을 것으로 기대된다. 또한 높은 화학적 안정성과 저비용으로 향상된 흡수, 흡착성이 보장돼 지속적인 리싸이클 재료로의 응용도 기대된다.

김 교수는 “수중 중금속 제거에 유효한 산화철 나노입자를 적용, 제한된 흡착이 아닌 응집성 및 안정성 확보를 위해 탄소기반 재료를 응용한 반영구적인 새로운 흡착기술”이라며 “저비용으로 매우 높은 효율을 보였기 때문에 앞으로 환경 파괴의 원인을 매우 효율적이고 지속적으로 제거할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

한편, 김한주 교수와 밀란포델 대학원생(박사과정수료) 등 연구팀은 융합기술공학부(IT융합기전공학) 군산 새만금 프론티어 캠퍼스에서 에너지, 환경개선용 신소재제조 분야에 연구 수행하고 있다.

김 교수는 20여년 간 산업체 경험으로 다년간 특허, 기술이전 및 우수한 많은 국제 논문을 출판한 바 있다. 이번 연구는 한국연구재단(NRF)의 교육부의 기초연구 지원사업으로 수행됐다.


관련 기사
댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.