쌀종이로 폐수에서 '금'을 건진다

이정현 고려대 교수 연구팀, 쌀종이를 화학 처리해 금이온 흡착제 개발
폐수 속에서 금 성분만 회수, 식품 소재의 고부가가치 자원화 가능성 제시

쌀종이(라이스 페이퍼)로 금 이온 흡착제를 만드는 과정. 한국연구재단 제공

한국연구재단은 고려대 연구팀이 쌀종이에 금 이온이 붙는 흡착 기능을 개발했다고 밝혔다. 연구재단은 이 연구가 산업폐수에서 저비용·친환경적으로 귀금속을 회수할 뿐 아니라 식품 소재를 고부가가치 자원화하는 길을 열었다고 평가했다.

이정현 고려대 화공생명공학과 연구팀은 값싼 식품 소재인 쌀종이(라이스 페이퍼)를 간단하게 화학 처리해 폐수 내 금을 선택적으로 회수할 수 있는 흡착제를 개발했다고 15일 발표했다.

연구팀은 쌀종이가 전분 기반의 필름 형태이고 성형 공정이 필요 없는 점에 주목해 물을 기본 용매로 쌀종이에 금 이온 흡착능을 부여했다.

연구 결과를 보면, 쌀종이 흡착제는 물속에서 안정성을 유지하면서 미세한 구멍들과 표면적이 매우 넓은 다공성 구조를 보였다.

쌀종이 흡착제는 산성의 전자폐기물 폐수 속에서 정전기적 인력(분자들이 당기는 힘)과 킬레이션(금속 이온이 두개 이상의 원자와 결합해 형성한 고리 구조) 메커니즘을 통해 금 이온만 흡착했다.

금은 전자제품과 촉매 등으로 쓰이는 필수자원이지만 한정된 자원이어서 회수 기술이 개발돼 왔다. 그러나 기존의 흡착 기술은 유기용매와 석유계 화학물질을 사용해 환경 부담이 크고 분말 흡착제는 사용 후 회수가 어려웠다. 바이오폴리머(천연 고분자 물질) 기반 흡착제는 물속에서 그물망 구조를 만드는 과정이 복잡해 경제성이 떨어졌다.

쌀종이 흡착제 연구팀, 이정현 고려대 교수, 원왕연 고려대 교수, 신승수 고려대 박사, 이승호 고려대 석사과정생.(왼쪽부터) 한국연구재단 제공

연구팀은 "쌀 흡착제는 흡착된 금 이온 일부를 스스로 금 나노입자로 환원시켜 회수 효율과 선택성이 높았다. 흡착 뒤에는 단순한 소성 공정만으로 고순도의 금을 회수할 수 있었다"고 전했다.

이정현 교수는 "값싸고 친환경적인 바이오매스 기반 소재와 공정을 통해 고부가가치 흡착제를 개발했다. 다양한 바이오매스를 활용해 귀금속 및 희토류 회수를 위한 흡착제 연구를 이어갈 것"이라고 밝혔다.

이 연구팀은 이정현 교수(교신저자, 고려대), 원왕연 교수(교신저자, 고려대), 신승수 박사(제1저자, 고려대), 이승호 석사과정생(제1저자, 고려대), 박성준 교수(공동저자, 경북대), 전성권 교수(공동저자, 고려대), 정지윤 석사과정생(공동저자, 고려대), 조원희 박사과정생(공동저자, 고려대), 정찬희 박사과정생(공동저자, 고려대)이다.

이 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구 및 공학연구센터 사업의 지원으로 수행됐으며, 논문(Rice paper adsorbent for gold recovery)은 국제학술지 '미국국립과학원회보(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, PNAS)'에 5월27일 온라인 게재됐다.