라이스 페이퍼 흡착제의 제조 과정 및 이를 활용한 금 회수 과정.[고려대학교 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 친환경 식품 소재인 라이스 페이퍼를 산업 폐수 속 금을 회수하는 고성능 친환경 흡착제로 전환하는 기술이 개발됐다.

한국연구재단은 고려대학교 이정현 교수 연구팀이 라이스 페이퍼를 간단한 방법으로 화학적 개질하여 폐수 내 금을 선택적으로 회수할 수 있는 흡착제를 개발했다고 15일 밝혔다.

기존 금 흡착제는 제조 과정이 복잡하거나 석유계 화학물질 및 유기용매에 의존하는 경우가 많아 경제적·환경적 부담을 초래한다. 또한 분말 형태의 흡착제는 사용 후 회수가 어렵고, 바이오폴리머 기반 흡착제는 물속에서 안정성을 유지하기 위해 별도의 가교 공정이 필요한 한계가 있다. 따라서 저비용 바이오매스 소재를 활용하면서도 제조가 간단하고, 수중 안정성과 금 회수 성능을 동시에 갖춘 친환경 흡착제 개발이 요구된다.

연구팀은 이미 필름 형태로 가공되어 있어 별도의 성형 공정이 필요 없는 라이스 페이퍼에 주목했다.

전분 기반의 라이스 페이퍼를 유기용매 대신 친환경적인 수계 조건에서 화학적으로 개질하여 금 이온 흡착능을 부여했다. 이렇게 제조된 흡착제는 물속에서 높은 기계적 안정성을 유지하고, 다공성 구조를 나타내어 실제 산업 공정에서의 활용성을 극대화했다.

개발된 흡착제는 산성의 전자폐기물 폐수 속에서 정전기적 인력과 킬레이션* 메커니즘을 통해 다른 금속을 배제하고 금 이온만을 선택적으로 흡착했다.

이정현 고려대학교 교수.[고려대학교 제공]

특히 흡착된 금 이온 일부를 스스로 금 나노입자로 환원시키는 특성을 보여 회수 효율과 선택성을 높였다. 흡착 후에는 단순한 소성 공정만으로 고순도의 금을 회수할 수 있었다.

이번 연구는 저가의 식품 소재를 고부가가치 자원순환 소재로 전환하여 순환경제 구현에 기여했다는 점에 큰 의의가 있다. 기존 석유계 흡착제 대비 제조 공정이 간단하고 친환경적이어서 산업폐수 처리 및 전자폐기물 자원회수 현장에 빠르게 적용될 것으로 기대된다.

이정현 교수는 “라이스 페이퍼뿐만 아니라 당면, 타피오카 펄 등 녹말로 이뤄진 식품 소재는 흡착제로 전환이 가능하다”며 “귀금속 외에도 리튬, 희토류와 같이 수급에 문제가 많은 금속자원을 회수하는 연구를 수행하고 있다”고 밝혔다.

과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구 및 공학연구센터 사업의 지원으로 수행된 이번 연구결과는 국제학술지 ‘미국국립과학원회보(PNAS)’에 5월 27일 게재됐다.