국내 연구진이 수질오염을 유발하는 화합물을 라디칼로 산화분해하는 촉매를 개발했다.
9일 경희대에 따르면 김종식 화학공학과 교수 연구팀이 개발한 염소 라디칼 기반 촉매는 기존 상용화된 수산화 라디칼과 라디칼 고정형 촉매 대비 3배 이상 뛰어난 분해 능력과 재사용성을 보였다. 라디칼은 산화제 일종으로, 물에 잘 분해되지 않는 오염물을 산화 분해한다.
그동안 상용화된 수산화 라디칼은 높은 유기물 분해 능력을 보이지만 일회성이고, 유기물을 비 선택적으로 분해한다는 단점이 있다. 또 수산화 라디칼이 분해해야 할 유기물 일부가 되는 ‘비라디칼’ 현상을 방지하기 위해, 라디칼 전구체인 과산화수소(H2O2)를 지속 공급해야 했다.
연구팀은 염소 음이온을 라디칼 전구체로 활용해 기존 단점을 해결했다. 염소 라디칼 구현을 돕기 위해 염소 라디칼 전구물질인 염소 음이온을 금속-유기 골격체(Metal-Organic Framework)에 분자 단위로 고립시켰다.
MOF에 고정된 염소 라디칼은 수산화 라디칼의 고질적 문제인 비라디칼 현상을 해결했다. 또 MOF에 고정된 염소 라디칼은 추가적인 염소 라디칼 전구체 투입 없이도 재사용할 수 있어 오염수 처리 비용 절감 효과도 뛰어났다.
김종식 교수는 “촉매 표면에 고정된 라디칼을 이용해 오염수를 처리하면 기존 처리시설 대비 초기비용은 클 수 있으나, 반영구적인 재사용이 가능해 단시간 내 비용 회수가 가능하다”며 “핵심 기술을 확보한 만큼 앞으로 촉매에 고정화된 염소 라디칼 양을 높여 수처리 효율을 높이는 연구를 수행해 기존 처리설비 대비 가격 우위를 꾀할 계획”이라고 말했다.
용인=김동성 기자 estar@etnews.com
