| 중국과기대 촉매제 설계의 계면 극화 개념 제출 | ||
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 다상(multiphase) 촉매는 효율적인 방향성 화학 전환을 실현하는 핵심기술로, 그중 한가지 중요한 기초과학문제가 바로 어떻게 하면 정확한 설계와 촉매 활성부위 및 주변 환경에 대한 제어를 통해 촉매 기능이 강화된 신형의 고효율 촉매제를 만드는가 하는 것이다. 최근, 중국과기대학 슝위제(熊宇杰) 연구팀과 쟝쥔(江俊) 연구팀은 전기촉매체계에 대한 연구에서 계면 극화의 개념을 제출하였고, 그후 황웨이신(黄伟新) 연구팀과 협력연구를 통해 계면 극화의 기상(gaseous phase) 촉매반응에서의 결정적 작용을 입증하였다. 관련 연구성과는 “J Am Chem Soc(2014, 136, 14650)”에 발표되었다. 연구팀은 노출된 계면의 금속-산화물 복합구조를 디자인하였고, 또한 그 계면 길이를 정확히 제어하는 합성방법을 고안해냈으며, 계면 길이를 제어 가능한 복합구조를 만들어냈다. 이같은 1차원 계면의 복합구조에서 금속과 산화물의 계면 극화작용은 노출된 계면과 가까이 위치한 산화물 표면에 전하를 집결시킬 수 있기 때문에, 2차원 모형의 극화된 전하가 상층 박막을 꿰뚫고 지나야 하는 어려움을 극복하였다. 연구팀은 일산화탄소 산화반응 모형으로 계면극화작용이 일산화탄소분자가 산화물표면에서 활성화되는 장벽을 줄이는데 유리하기 때문에, 복합구조의 1차원 계면이 일산화탄소 산화반응의 활성부위가 된다는 점을 발견하였다. 연구팀이 개발한 제어 가능한 합성방법은 계면 부근에 위치한 활성부위의 수량을 제어하기 위한 경로가 되었으며, 촉매 전환효율을 조절할 수 있다. 또한 새로운 계면 공정이라는 아이디어를 고안하여, 효율적이고 저렴한 금속-산화물 복합촉매제 개발을 위한 기반을 다졌다. 이같은 연구발견은 복합구조재료의 전하극화 행위와 메커니즘에 대한 인식을 심화하는데 유리하며 복합구조 촉매제의 설계에 있어서도 중요한 역할을 한다. 이 연구는 과기부 “973”계획, 국가자연과학기금, 훠잉둥(霍英东)청년교사기금, 대학교 박사과정 전문과학연구기금, 국가청년천인계획, 중국과학원 백인계획, 학교 중요방향성과제 육성기금 등의 지원을 받았다. 정보출처 : http://www.wokeji.com/explore/qykj/201411/t20141127_878391.shtml |
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