폐플라스틱으로 폐수 속 비싼 금속 회수

[아이뉴스24 정종오 기자] 버려지는 폐플라스틱을 값비싼 금속만 골라 회수하는 흡착제로 재탄생시킨 업사이클링 기술이 개발됐다.

한국연구재단(이사장 홍원화)은 고려대 이정현 교수와 원왕연 교수 공동연구팀이 폴리염화비닐(PVC) 폐플라스틱을 원형 그대로 가공해 폐수 내 금, 팔라듐, 백금과 같은 유가금속을 효과적으로 회수할 수 있는 흡착제를 개발했다고 9일 발표했다.

고가의 희소한 자원인 유가금속은 전자기기, 촉매, 배터리 등 다양한 산업에 널리 사용돼 전자폐기물이나 폐촉매로부터 유가금속을 회수하는 기술 개발이 중요해지고 있다.

흡착 기반 유가금속 회수 기술은 공정이 간단하고 비용이 저렴해 주목받고 있다.

기존 흡착제는 흡착 성능이 떨어지고 제조 과정이 복잡한 데다 이 과정에서 유독물질이 쓰이는 등의 한계를 가지고 있다. 친환경적이고 경제적 방법으로 유가금속을 회수할 수 있는 기술 개발이 필요한 이유다.

공동연구팀은 PVC 폐플라스틱을 활용해 유가금속 흡착제를 제조하는 새로운 전략을 제시했다.

간단한 용매 처리 공정으로 PVC 폐플라스틱의 불순물을 제거하고 다공성 구조를 형성한 후 유가금속을 선택적으로 흡착하는 역할을 하는 하이드라진(hydrazine) 기능기를 도입했다.

개발한 흡착제는 폐플라스틱 원형을 그대로 유지한 형태로 공정이 단순하고 경제적이며 친환경적이라는 특징이 있다.

유가금속 흡착제를 실제 폐컴퓨터와 폐촉매의 침출수에 적용한 결과 다양한 금속이 혼재된 환경에서도 유가금속만 선택적으로 흡착하는 성능을 확인했다.

같은 흡착제를 여러 차례 반복 사용했을 때도 초기 성능을 거의 유지해 반복 재사용이 가능함을 입증했다.

유가금속이 흡착된 흡착제를 열처리해 고순도의 유가금속을 쉽게 회수할 수 있었다. 이런 금 회수 공정에 대해 경제성과 환경성을 정량적으로 분석한 결과 기존의 금 채굴과 정제 공정보다 높은 경제성과 환경친화성을 보였다.

이정현 교수는 “버려지는 자원인 폐플라스틱을 간단하고도 친환경적인 방법으로 고부가가치 소재로 재탄생시키는 전략을 제시한 데 의의가 있다”며 “앞으로 다양한 종류의 폐플라스틱과 천연고분자를 활용해 고부가가치 소재를 개발하는 것이 목표”라고 말했다.

연구 성과(논문명: Ecofriendly Upcycling of Poly(vinyl chloride) Waste Plastics into Precious Metal Adsorbents)는 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스(Advanced Science)’에 5월 9일 온라인으로 실렸다.