호치민시의 26세 호 지아 티엔 탄(Ho Gia Thien Thanh)씨는 폐수에 존재하는 독성 p-니트로페놀을 무독성 형태로 환원하여 제약 산업에 적용 가능한 금 나노 촉매를 연구하고 있습니다.
탄은 현재 베트남 과학 기술 아카데미 화학기술연구소 공정장비 및 촉매부에서 근무하고 있습니다. Thanh은 2022년 말부터 폐수에서 p-니트로페놀(PNP)을 제거하기 위해 세리아 나노로드라는 친환경적 방법을 사용하여 금 나노촉매를 제조하는 공정을 연구하고 제안했습니다. PNP는 염색, 제약, 식품 가공 산업에서 나오는 폐수에서 발견되는 독성 유기 화합물입니다. 미국 환경 보호국은 이를 가장 위험한 유기 오염 물질 114가지로 분류했으며 암을 유발할 가능성이 있습니다.
Thanh의 p-니트로페놀 처리 방법은 촉매를 사용하여 니트로 라디칼을 아민 라디칼로 전환하는 것, 즉 PNP를 p-아미노페놀(PAP)로 전환하는 것입니다. 얻어진 PAP는 파라세타몰 제조와 같은 의약품의 전구체로 사용될 수 있습니다.
베트남 과학기술 아카데미 화학기술연구소 연구실(호치민시 12군)에 있는 호 지아 티엔 탄 마스터. 사진: 하안
저자는 전통적인 연구에서는 금 나노입자를 제조할 때 종종 독성이 있고 비싼 붕소수소화나트륨(NB)과 같은 화학적 환원제를 사용했다고 말했습니다. 이러한 NB 환원제를 대체하기 위해 Thanh은 금 이온을 금 나노입자로 환원할 수 있는 많은 폴리페놀 화합물을 함유한 자몽 껍질 추출물을 사용합니다.
또한, 저자는 PNP를 PAP로 전환하는 효율을 높이기 위해 나노로드 세리아를 운반체로 사용하여 금 나노입자를 분산시켰습니다. 이를 통해 처리 시간이 1시간에서 30분으로 단축됩니다. "이 방법은 PNP 제거 과정을 더 녹색하고 비용 효율적으로 만들며 천연 부산물을 활용합니다."라고 Thanh은 말했습니다.
세리아 운반체에 금 나노입자 함량이 0.1~0.2%이면 금 나노촉매가 효과적으로 작동하며, PNP 환원 공정은 실험실 규모에서 99% 이상의 효율에 도달할 수 있습니다.
5회 테스트 배치 후에도 촉매는 여전히 활성과 성능을 유지하여 비용을 크게 절감했습니다. 각 배치의 처리 후, 촉매는 원심분리로 분리되어 다음 배치에 사용됩니다.
저자는 제약 산업에 유용한 전구체인 PAP의 회수 효율은 제조 공정과 성분을 최적화하는 초기 단계에 있기 때문에 계산되지 않았다고 밝혔습니다.
Thanh이 연구한 폐수에서 PNP를 제거하는 데 사용되는 제품. 사진: 하안
베트남 과학기술 아카데미 화학기술연구소의 응우옌 트리 박사에 따르면, 촉매를 사용하여 PNP를 PAP로 처리하는 것은 국내에서 새로운 연구 방향이 아닙니다. 그러나 이 연구의 참신한 점은 식물 추출물, 특히 세리아 운반체에 부착된 금 나노입자 합성의 일반적인 부산물인 자몽 껍질을 사용하는 친환경적 방법을 적용한 것입니다. 금 함량은 낮지만 성능이 높고 촉매 내구성이 안정적입니다.
적용성을 높이기 위해, Tri 박사는 저자가 촉매를 펠릿 형태로 제조하거나 회수를 쉽게 하기 위해 담체 기반에 부착해야 한다고 말했습니다. 또한, 이 연구는 PNP 제거 효율에 물 속에 존재하는 다른 물질의 영향을 평가하기 위해 더 큰 규모로 폐수를 대상으로 테스트할 필요가 있습니다.
호치민시 청년연합의 청년 혁신 인큐베이터 프로그램에 따른 연구가 매우 좋은 평가를 받았습니다. 전문가 위원회 의장인 응우옌 티 푸옹 퐁 준교수 박사는 저자가 자몽 껍질 추출물을 이용하여 금염을 금 나노입자로 환원하고, 이를 독성 물질을 무독성 물질로 전환하고 제약 산업에 적용한 사례를 높이 평가했습니다.
현재 PNP 처리 방법은 주로 흡착 기술을 사용하지만, 다음 단계인 흡착 처리 과정을 거쳐야 합니다. 다른 전통적인 방법에서는 비용이 많이 들고 환경에 해로운 다양한 화학 물질을 사용합니다.
VnExpress.net
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