[미국] “하수 독소 제거 위해 백금 촉매 이용” 연구 발표

미국 서던캘리포니아대 연구팀, “하수처리에서 유해한 알데히드 처리 가능”

[사진제공 = Pixabay]

 

하수를 음용 가능하게 만들기 위해선 많은 도전 과제들이 있는데 그 중 하나가 잔류성 화학 물질과 부산물을 제거하는 것이다. 하수 처리의 부산물인 알데히드(Aldehydes)는 독성물질이며, 이를 제거하기 위해 지속가능한 해결책이 필요하다.

미국 국립과학재단(National Science Foundation, NSF)이 일부 자금을 지원한 프로젝트를 진행중인 서던캘리포니아 대학(University of Southern California)의 화학자들로 이루어진 연구팀은 최근 하수에서 독소를 제거하기 위해 백금을 사용하는 것에 대한 연구 결과를 발표했다고 밝혔다.

이 연구팀은 촉매변환기의 배기가스를 정화하는데 에도 사용되는 귀금속을 하수에서 산화 작용을 촉진하는 촉매로 사용해 독성 알데히드를 양성 카르복실산으로 만들었다. 탄소에 담지된 백금을 이 공정의 촉매로 사용하는 것은 비용이 많이 들지만 전체적으로 봤을 때 비용 효율적이다.

다니엘 맥커리(Daniel McCurry) 논문의 저자 중 한 명은 "우리는 특정 물질을 산화시킬 수 있다는 것을 알고 있었지만 이 촉매에 대한 명확한 적용을 염두에 두지 않았다"면서 "오염 물질을 산화시키기 위해 수처리에 백금을 사용할 수 있다면 어떻게 될까요? 산소가 이미 물 속에 있기 때문에 그것은 본질적으로 비용이 들지 않으며, 화학 물질이 없는 산화에 가장 근접할 수 있다"라고 말했다.

이 연구팀은 하수 샘플에 대해 백금 반응기를 실험했고 실험은 성공적이었지만 산업 또는 상업 용도에서 사용될 때 촉매의 수명을 평가하기 위해서는 더 많은 과제들이 남아있다.

맥커리는 "우리가 의약품을 산화시키는 데 사용하던 이 촉매는 알데히드를 산화시키는 데 매우 효과적이며, 미래의 규제 지침 및 안전 기준을 충족시키기 위해 음용수를 직접 재사용할 수 있게 할 것이다"라고 말했다.

특허 출원 중인 이 공정은 추가 화학 물질과 에너지를 필요로 하는 다른 대체 방법보다 더 지속가능하고 선호되는 것을 목표로 한다.

[원문보기]

Platinum can act as a catalyst for wastewater treatment

Agent can detoxify harmful aldehydes in wastewater

 

Making wastewater potable has a unique set of challenges, one of which is removing persistent chemicals and byproducts. Aldehydes, a byproduct of wastewater treatment, are toxic to humans. Removing aldehydes from wastewater requires a sustainable solution.

Chemists at the University of Southern California, working on a project funded in part by the U.S. National Science Foundation, recently published the findings of their work on using platinum to help remove toxins from wastewater. The chemists used the precious metal, which is also used to clean exhaust in catalytic converters, as a catalyst to hasten oxidation in wastewater, rendering toxic aldehydes into benign carboxylic acids. While expensive, using platinum supported on carbon as a catalyst for this process is overall cost-effective.

"We knew we could oxidize certain things, but we didn't have a clear application in mind for this catalyst," said Daniel McCurry, one of the paper's authors. "What if we could use platinum in water treatment to oxidize contaminants? It would happen essentially for free, and because the oxygen is already in the water, it's the closest you could get to a chemical-free oxidation."

The team experimented with platinum reactors on wastewater samples, and the experiments were successful, but more work remains to assess the life span of the catalyst when used in industrial or commercial applications.

"This is a problem we didn't realize we had a solution for, but now we know,” McCurry said. “This catalyst, which we had been using to oxidize pharmaceuticals, works great on oxidizing aldehydes -- and would allow for direct potable reuse water to meet future regulatory guidelines and safety standards.”

The patent pending process aims to be more sustainable and preferable to alternative methods that require additional chemicals and energy.

[출처 = National Science Foundation(https://beta.nsf.gov/news/platinum-can-act-catalyst-wastewater-treatment) / 2022년 7월 20일]