충남대 한영수 교수팀, ‘Chemical Engineering Journal’ 논문 게재

[대전타임뉴스=홍대인 기자] 충남대학교 환경공학과 한영수 교수 연구팀이 철(Fe)을 함유한 점토광물인 논트로나이트(nontronite NAu-1)의 구조 및 표면 개질을 통해 독성 오염물질인 비소(As)의 거동을 제어하는 메커니즘을 규명했다.

이번 연구성과는 화학공학 및 환경공학 분야의 국제 저명학술지인 ‘케미컬 엔지니어링 저널’(Chemical Engineering Journal, IF: 13.4, JCR 상위 3.1%)에 4월 2일자로 온라인에 게재됐으며, 대학원 환경IT융합공학과 박지현 박사과정생과 한국과학기술연구원(KIST) 신동윤 박사후 연구원이 공동 제1저자, 한영수 교수가 교신저자로 참여했다.

한영수 교수 연구팀은 철을 구조 내에 포함하고 있는 논트로나이트를 대상으로 구조 내 철의 환원 및 표면에 이차적 철산화물을 흡착시키는 방식으로 개질했으며, 다양한 산화 환원 개질 논트로나이트를 이용해 산화 상태의 차이에 따른 As(III)의 산화 및 고정 효율을 비교했다.

또, 실험 기반의 분석을 위한 밀도범함수이론(DFT) 계산을 상호 보완적으로 활용해 비소 흡착 강도와 제거에 기여하는 Fe 형태의 상관관계를 전하 이동 분석을 통해 규명했다.

DFT 계산을 위한 공동연구는 충북대 임동희 교수 연구팀(신동윤 박사후 연구원)과 협업했으며, 충남대 김영헌 교수 연구팀이 투과전자현미경 분석을 통해 나노 구조 분석을 수행했다.

이번 연구는 점토광물의 구조 내 철을 개질함으로써 비소의 산화 환원 반응성과 고정 능력을 동시에 제어할 수 있음을 보여준 사례이며, 비소뿐만 아니라 다양한 산화 환원 민감 오염물질에 대한 정화 기술 개발의 기초자료로 활용될 수 있다.