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독성폐수 처리용 나노촉매 개발 영남대 화학공학부, 심재진 교수 연구팀
독성폐수 처리용 나노촉매 개발 영남대 화학공학부, 심재진 교수 연구팀
  • 교수신문
  • 승인 2019.06.18 08:43
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영남대 화학공학부 심재진 교수 연구팀이 값싼 산화제를 사용하여 페놀과 같은 독성폐수를 30분 만에 100% 분해할 수 있으며 장기간 재사용이 가능한 새로운 나노구조 촉매 개발에 성공하여, 향후 관련 산업에 획기적으로 기여할 것으로 주목 받고 있다.  기존의 수용성 폐수처리 촉매들은 처리에 시간이 많이 걸리고, 처리수에 중금속이 포함되며, 포집과 재사용이 불가능한 환경적, 경제적 문제점이 있었다. 이러한 단점을 개선하기 위해 심 교수 연구팀은 물에 녹지 않고 자성을 가져 회수가 용이한 아연철산화물 나노입자를 초음파를 이용하여 그래핀에 부착시키고, 그 위에 감마(γ) 이산화망간 나노 박편을 수열합성법으로 성장시켜 나노복합체촉매를 개발하였다. 이번에 개발된 나노촉매는 값싼 산화제만을 사용하면서도 회수가 용이하고 안정하여 장기간 재사용이 가능하며, 독성폐수에 효과가 매우 높은 장점을 가지고 있다. 이번에 개발된 촉매는 초음파를 이용하여 그래핀 상에 아연철산화물 입자(10-20 nm)를 도포하고 그 위에 2-5 nm두께의 이산화망간 나노 박편을 수열합성방법으로 성장시킨 나노복합체 구조를 가지고 있어 BET표면적이 376 m2/g으로 매우 넓고 평균기공은 8 nm로서 산화제와 오염물질이 촉매표면에 쉽게 전달될 수 있다. 또한 많은 촉매활성점에서 라디칼 공급원을 활성화시킬 수 있으므로 개발된 나노혼성체 촉매는 0.2 g/L의 값싼 과산화일황산(PMS)을 이용하여 30분 만에 20 ppm의 페놀을 100% 분해하는 등 기존의 촉매에 비하여 페놀 분해에서 탁월한 촉매효과(총 유기탄소는 180분 안에 95% 제거)와 안정성을 보여 주었다. 아울러 촉매의 자성 때문에 회수가 용이하여 장기간 재사용이 가능함을 보여 주었다. 이 나노혼성체 촉매는 빛이 없이도 값싼 라디칼만 제공되면 오염물을 탁월하게 분해할 수 있어서 페놀 등 환경 위해물질 분해를 위한 효과적인 촉매로 사용될 수 있다. 


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