화학硏, 나노기공을 지닌 중공사 분리막 개발

[산업일보]
한국화학연구원 응용화학연구부 분리막다기능소재센터 제갈종건 박사팀은 과기부의 '21세기 프론티어 연구개발사업의 지원으로 산업폐수 및 정수처리에 유용한 고효율 수처리용 분리막을 개발했다고 18일 밝혔다.

개발된 분리막은 기존 중공사형 분리막의 단점인 잘 끊어지는 점과 쉽게 오염되는 것을 해결했다.

제갈종건 박사는 “폐수재활용을 위한 특별한 기술 없이는 수자원의 고갈을 막을 방법이 없다”며 “분리막 기술은 현재까지 개발된 수처리 기술 중에서 물 속에 포함된 모든 오염물질을 제거해 재활용수를 제조할 수 있는 유일한 경제적인 방법”이라고 설명했다.

개발된 분리막은 고분자섬유로 직조된 튜브형 지지체와 이 지지체 표면을 덮고 있는 나노기공(50~100nm 크기)으로 형성된 미세 다공성 고분자층, 그리고 이 고분자층을 덮고 있는 나노광촉매(TiO₂) 층으로 형성돼 있다.

튜브형 지지체는 강한 기계적 강도를 지니게 돼 외부의 물리적 힘(100kg/cm² 이상)에 쉽게 끊어지지 않아 사용 수명을 연장시키고 분리막 표면을 덮고 있는 나노광촉매 층은 이 분리막의 내오염성을 증가시켜 유기물(오염물)들이 표면에 쉽게 달라붙지 않게 한다.
특히 나노광촉매 층과 고분자 층 사이에 존재하는 실리콘(SiO₂)(모래성분임)층은 나노광촉매에 의한 표면 오염물 광분해 시 고분자 층 표면의 손상을 막아주는 보호 층 역할을 하게 된다.

이러한 특성을 지닌 분리막은 모듈로 재구성돼 폐수처리용 분리막 시스템 장치에 장착할 수 있다. 이를 통해 오염된 물로부터 깨끗한 물을 제조하는데 사용된다.

개발된 분리막 기술은 국내 특허출원을 했으며, 현재 (주)우리텍(대전소재, 대표이사 정래익)과 기술실시계약이 체결돼 금년내에 실용화가 가능화할 예정이다.

화학연측은 “개발된 분리막은 폐수로부터 재활용수를 제조해 무방류 시스템을 이루는데 큰 역할을 담당할 것”이라며 “산업폐수처리, 정수처리 등을 포함한 수처리분야와 분리 농축을 필요로 하는 음식물 산업 등에도 유용하게 적용될 것”이라고 말했다.

미디어다아라 김원정 기자(news@daara.co.kr)