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초임계 유체를 이용한 친환경 물질합성공정

전문가 제언: ○ 우리나라에서 초임계 유체를 이용한 추출 및 확산반응을 화학공정에 이용하고자 하는 기초연구는 1980년대부터 진행되어 왔다. 최근 환경 문제가 대두하면서부터 유해성이 높은 유기 용매의 대체용으로 안전성이 높고 용매로 이용가치가 있는 초임계수나 초임계 이산화탄소 활용연구가 대학 및 연구소에서 활발하게 추진되고 있다.

– 특히 고분자 성형 가공 분야에서는 CFC나 부탄가스 대체용으로 임계압과 임계온도가 낮은 이산화탄소를 발포제로 이용하는 미세 발포체 연구가 주목을 받고 있다. 또한 초임계 유체 중에서 이산화탄소, 질소 및 물은 환경부하가 적어 합성수지 발포 및 가소화에 주로 사용되고 있다.

○ 최근 환경 저 부하용 물질합성공정에서 안전하고 값싼 친환경적인 초임계수나 초임계 이산화탄소를 이용하는 환경조화형 공정을 개발하고 있으나 아직 이상적인 시스템은 도출하지 못하고 있다. 초임계수나 초임계 이산화탄소를 반응 촉매 및 원료로 이용할 경우, 이에 이온액체 및 마이크로유제를 첨가함으로써 다상계 반응장이나 마이크로 공간에서의 반응이 조합된 하이브리드반응장을 만들 수 있으므로 유해 화합물이나 유기 용매를 일체 사용 및 배출하지 않으면서 신속하고 높은 선택성의 반응을 실현시킬 수 있다.

○ 본 연구에서 개발한 초임계수 마이크로반응시스템은 여러 가지 마이크로반응기의 집합체로 대량 생산을 효과적으로 할 수 있는 시스템이라고 할 수 있다. 이와 같은 시스템은 에너지사용량, 건설비용 및 생산비용을 절감할 수 있는 새로운 방법이 될 수 있다.

– 그리고 초임계 이산화탄소 중에는 이온액체가 가장 효과적으로 이산화탄소 고정화법에 의해 카-보네이트를 합성할 수 있었으며 초임계 이산화탄소-마이크로유제 다상계 시스템은 양자효과를 갖는 여러 가지 금속 나노입자합성에 적용할 수 있었다. 이러한 성과는 이산화탄소 배출 감소나 새로운 이산화탄소 응용기술에 기여할 것으로 기대가 된다.

저자: Yutaka Ikushima
자료유형: 학술정보