난분해성 폐수처리 산업에 새로운 길이 열렸다.

영남대 심재진 교수 연구팀은 산화제를 사용하지 않으며, 재사용이 가능하고, 자외선뿐만 아니라 가시광선에서도 30분 내에 99% 이상 분해할 수 있는 나노구조촉매 개발에 성공해 향후 관련 산업에 획기적으로 기여할 것으로 주목 받고 있다.

기존의 촉매들은 자외선에서는 잘 분해시키나 가시광선에서 잘 분해시키지 못하고, 긴 분해시간이 소요되고, 촉매의 재활용율이 낮은 문제점이 있었다.

심 교수 연구팀은 기존 촉매의 단점을 개선하기 위해 마이크로파를 이용해 그래핀 담지 은-아연/철산화물 나노복합체 촉매를 청정 합성해 가시광선에서도 유기염료가 분해 가능한 촉매를 개발하는데 성공한 것이다.

이번에 개발된 촉매는 마이크로파를 이용해 한 번의 자기조립반응으로 그래핀 상에 은 나노입자(10~20 nm)와 아연/철산화물 입자(30~40nm)를 도포한 혼성(hybrid) 나노복합체 촉매로서 광 여기 전자-홀 쌍의 분리 및 전자전달이 쉬운 촉매적 성능이 뛰어난 구조를 가지고 있다.

분해시간이 30분으로 짧고, 산화제(과산화수소, 과산화일황산 등)를 사용하지 않으며, 기존의 연구에 비해 분해효율이 100~300% 향상되었을 뿐만 아니라, 촉매가 자성을 가지고 있어서 5차례 사용해도 광촉매활성 저하가 3% 미만으로 재활용율이 매우 높은 것으로 나타났다.

연구 책임자인 심재진 교수는 “이번에 개발한 그래핀-금속산화물 나노복합체 촉매는 분해가 어려운 폐기물 분해에 활용 가능할 뿐만 아니라, 높은 재사용 효율 및 짧은 분해 시간 등과 같은 다양한 장점이 있어 향후 관련 산업에 기여도가 매우 높을 것으로 기대된다”고 말했다.

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