경북대학교 연구진이 산업폐수에 포함된 유독성 염료를 제거할 수 있는 철 기반 금속-유기 골격체(Fe-MOF) 기술의 최신 연구 동향을 분석했다.경북대 환경공학과 김웅 교수팀은 2020년부터 2025년까지 발표된 Fe-MOF 기반 염료 제거 관련 연구를 종합적으로 검토한 리뷰 논문을 국제학술지 ‘디살리네이션(Desalination)’에 지난달 1일 게재했다고 밝혔다.합성염료는 화학적으로 안정하고 생분해가 어려워 기존 수처리 공정만으로 제거하기 힘든 난분해성 오염물질이다. 연구팀은 넓은 내부 표면적과 미세한 기공 구조를 가진 Fe-MOF가 철의 산화·환원 및 촉매 특성을 활용해 염료를 흡착하는 동시에 분해할 수 있다는 점에 주목했다.연구팀은 Fe-MOF의 합성 방법과 구조적 특성이 염료 제거 성능에 미치는 영향을 분석했다. 그 결과 염료 제거는 단순 흡착뿐 아니라 광촉매 반응, 과황산염 활성화, 포토 펜톤(Photo-Fenton) 반응 등 다양한 경로를 통해 이뤄지는 것으로 나타났다.특히 Fe-MOF 내부의 철-산소 결합체(Fe–O 클러스터)와 기공 구조, 표면 특성, 전자 구조 등이 염료 제거 효율에 중요한 영향을 미치는 것으로 분석됐다.연구팀은 반도체나 탄소 소재를 결합하거나 결정 구조를 조절하면 전자 이동과 반응 부위 접근성을 높여 소재의 안정성과 재사용성을 개선할 수 있다는 연구 결과도 제시했다. 이에 따라 Fe-MOF가 오염물질을 포집하는 흡착재를 넘어 흡착과 분해를 동시에 수행하는 다기능성 수처리 소재로 발전할 가능성이 있다고 설명했다.다만 실제 산업 현장 적용을 위해서는 해결해야 할 과제도 남아 있다. 연구팀은 실제 산업폐수를 활용한 성능 검증과 함께 수중 장기 안정성, 반복 사용에 따른 성능 저하, 철 이온 용출 방지, 대량 생산 비용 절감 등이 필요하다고 분석했다.비슈와짓 차브다 경북대 건설환경에너지공학부 박사후연구원은 “실제 현장 적용을 위해서는 인공 폐수 중심의 연구를 넘어 실제 산업폐수를 통한 검증이 필요하다”며 “장기 안정성과 재사용성, 철 이온 용출, 생산 비용 등의 문제도 해결해야 한다”고 말했다.김웅 교수는 “Fe-MOF는 오염물질을 흡착하면서 촉매 반응을 통해 분해할 수 있어 차세대 수처리 소재로서 잠재력이 크다”며 “실제 산업폐수를 대상으로 안정성·재사용성·경제성을 검증한다면 지속가능한 고도수처리 기술로 발전할 수 있을 것”이라고 말했다.이번 연구는 경북대 Powerful LAMP 우수 박사후연구원 연구지원사업과 교육부 4단계 BK21 사업, 대구시 앵커사업 등의 지원을 받아 수행됐다.