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균일계 촉매의 내수성화에 의한 신규 수중 촉매공정의 개발과 막 반응기로의 응용

전문가 제언: ○ 1950년대 말부터 우리나라 화학공업에 사용된 촉매는 거의 대부분 무기물 촉매였다. 그리고 장치산업의 고온.고압공정에서는 활성 금속 촉매를 고정화한 불균일계 촉매를 사용하여 왔다. 산업의 고도화가 촉진되면서부터 세계적으로 에너지 위기를 염려하기 시작한 1980년대부터 장치산업은 촉매공정을 저온.저압 촉매반응으로 전환하기 시작하여, 에너지 다소비형 공정의 신.증설이 저조하기 시작하면서 환경부하가 적은 상온에서 반응하는 균일계 촉매공정에 대한 공정개발에 활기를 띠기 시작하였으며, 최근에는 고유가에 대처한 에너지 절약형 공정으로 균일계 촉매공정이 각광을 받고 있다.

○ 본 연구의 신규 수중 촉매 개발은 수중에서도 효율적으로 반응이 진행되면서 휘발성 유기화합물을 제거할 수 있는 균일계 촉매공정을 개발하는 데 목적을 두고 있다고 볼 수 있다. 일반적으로 수중에서의 유기반응은 계면활성제 고정화 촉매를 사용하고 있으나, 본 실험에서는 계면활성제 첨가에 의해 수중에서 양쪽 친매체성 층의 블록 dendrimer 지지체를 만들어, 신규 단분자 미셀 형성에 의해 반응을 가속화 시키고 있어 미셀을 모방한 새로운 단분자 설계라 할 수 있다. 실험의 최종 목표가 수중 촉매공정에서 막 반응기에 적용하는 것이므로 에너지절약도 기대해 볼 수 있다.

○ Dendrimer 중심부에 배위자를 도입하여 배위자 내포형 dendrimer를 새롭게 합성, 이를 사용한 고정형 유기금속 촉매를 만들어 dendrimer 특이 구조에 의한 새로운 촉매활성을 도출하고 있어서 매우 흥미로운 연구라 할 수 있으며, 이의 활성은 폴리머를 지지체로 한 단분자 미셀형 유기 촉매가 실효성이 있음을 의미한다. 그리고 dendrimer형 트리플라트 촉매 4를 Diels-Alder반응이나 Mannich반응 등의 탄소-탄소결합반응을 시켰을 때 수율 향상이나, 수중에서의 dendrimer 골격의 소수성 반응 분위기를 만들 수 있었으므로, dendrimer 고정형 유기금속 촉매로서의 유용성이 확인되어 앞으로 활용이 기대된다.

저자: AIST
자료유형: 학술정보