[러시아] NUST 연구진, 산업용폐수서 중금속 처리 가능한 나노여과막 개발

러시아 국립과학기술대학교 MISIS(NUST MISIS) 과학자들은 최근 자인대학교와(Jain University) 스스리 다르마스탈라 만주나트대학교의 인도인들과 함께 산업용 폐수에서 중금속을 완전히 제거할 수 있는 혁신적인 막을 제시했다. 산화아연으로 변형된 알루미늄의 특별한 나노구조는 물 속에서 비소와 납을 각각 87%와 98%의 효율로 제거하는 것을 가능하게 했다. 그 연구의 결과는 『Chemosphere journal』에 실렸다.

수질오염의 주범은 산업화로 인한 산업폐기물의 유입이다. 특히 중금속(비소, 납, 카드뮴)은 대사장애와 신체에 여러 가지 치명적인 영향을 줄 수 있어 환경에 매우 해롭다.

물에서 중금속 이온을 정화하고 제거하는 가장 유망한 방법 중 하나는 막 기술이다. 그것은 효과적인 장벽으로 작용하며 제조가 비교적 쉽다. 동시에, 그것은 높은 에너지 소비, 짧은 막 수명, 낮은 생산성과 선택성과 같은 심각한 한계를 가지고 있다.

과학자들이 해결해야 할 과제는 막 기술을 폐수 정화의 더 다재다능하고 상업적으로 이용할 수 있는 방법을 만드는 것이다. 러시아와 인도의 한 국제 연구팀이 새로운 형태의 막, 특히 아연 도핑 알루미늄 산화물의 다공성 나노입자를 합성함으로써 이 문제에 대한 해결책을 제안했다.

용액 연소 방식으로 얻은 나노입자는 50나노미터 크기로 표면적(261.44㎡/g)이 매우 크다. NUST MISIS의 연구원인 비기니쉬 나약(Vignesh Nayak)은 "스캔 전자 현미경을 사용하여 얻은 나노입자의 단면적 이미지는 손가락과 같은 형태학과 박공 특성을 보여주었다"고 말했다.

과학자들에 따르면 합성된 막은 친수성, 표면 전하, 다공성이 증가하여 각각 87%와 98%의 효율성을 가진 수용액에서 비소와 납을 제거할 수 있었다.

얻은 막의 두 번째 중요한 장점은 불순물 성질이다. 수생 미생물에 의한 반칙에 내성이 있어 오랫동안 수생 환경에 있었던 장치를 무력화시킨다는 뜻이다.

개발자들이 소 세럼 알부민이 함유된 사료용액을 이용해 다양한 압력에서 실시한 항불링 연구에서는 최대 3회 연속 3회까지 막의 회수 및 재사용률이 98.4%로 나타났다.

미래에, 얻어진 막은 산업 유출물의 효과적인 처리를 위해 사용될 수 있고, 대도시 수처리 공장에서도 사용될 수 있다. 연구진은 현재 입수한 샘플에 대한 실험실 테스트를 완료했다.

[출처 = Watertechonline(https://www.watertechonline.com/wastewater/press-release/14199827/researchers-present-membranes-to-remove-heavy-metals-from-industrial-wastewater) / 2021년 3월 22일]