| 상해교통대학 다양한 규칙성 미세다공구조의 제올라이트 재료 합성 | ||
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 6월 30일 상해교통대학 금속복합재료 국가중점실험실의 차순애(車順愛) 과제팀은 스웨덴 과학자와 협력연구를 통해 규칙성 미세다공구조(메조포러스, Microporous)의 제올라이트(비석, zeolite) 재료 합성에서 획기적인 성과를 올렸다고 밝혔다. 관련 연구성과는 “Natural – communication” 학술지에 발표되었다. 제올라이트 분자체 재료는 질서정연한 미세다공 구조와 큰 비표면적, 높은 수열 안정성, 풍부한 뼈대(skeleton) 산 자리(acid site) 등의 장점을 지니고 있어 산업용 촉매 등에서 광범위하게 응용되고 있다. 일반 분자체 재료에서도 협소하고도 균일한 미세다공 구조(<2nm)를 하고 있어 형상 선택적(shape selective) 촉매와 흡착 등의 성능은 탁월하지만 대분자의 촉매반응에서는 효과가 미미하다. 따라서 미세다공구조(>2nm)의 제올라이트재료를 합성하는 것은 이러한 난제를 해결하는 효과적인 경로이다. 초분자 자기조립 수열합성을 통한 규칙성 미세다공 구조의 제올라이트 재료를 합성하는 것은 가장 효과적인 방법이지만 지금까지 진전이 없었다. 이러한 배경에서 차순애 과제팀은 새로운 유기 양친성 분자를 설계하였고 이를 토대로 수열조건에서 다양한 규칙성 미세다공구조의 MFI형 제올라이트재료를 합성하였다. 연구의 핵심은 일반 계면활성제의 소수성 구조 말단부분에 방향족 기능단을 도입하여 분자간 π-π 적층(stacking)에 의한 소수성 작용력을 강화해 미셀(micelle)과 제올라이트 뼈대구조를 한층 더 안정시켰다. 합성한 미세다공구조의 제올라이트재료는 계층적 다공성(hierarchical pore) 구조 특징을 지니고 있어 대분자가 제올라이트 내부에 자유롭게 드나들면서 촉매반응에 참여하는데 유리하기 때문에 물질이 다공구조 내에서의 전송과 확산 제한을 효과적으로 해결하였다. 본 연구에서 도입한 합성 전략 및 관련 구조의 방향성 원리에 관한 연구는 미세다공성 제올라이트 제조 경로를 크게 확산시켰고 향후 미세다공성 제올라이트 재료의 합성을 위해 건설적인 지도의견을 제시하였고 유기 객체 분자가 어떻게 무기 뼈대구조 형성을 유도하는지에 대한 인식을 깊게 하는데 도움이 된다. 정보출처 : http://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/20147116175352633784.shtm |
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