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유기-무기 하이브리드폴리머에 의한 자기 비즈의 캡슐화: 촉매 반응에 응용

전문가 제언: ○ 무기-유기 하이브리드 재료는 무기 화합물과 유기 화합물이 분자 레벨에서 조합된 것으로 활발하게 개발되고 있다. 무기 유기의 나노 스케일복합화는 유기물과 무기물의 특성을 살릴뿐만 아니라 각각의 소재와는 완전히 다른 고기능성 재료를 창출하는 새로운 기술로서 기대되고 있다. 이들 재료는 코팅 재료, 치과 재료나 인공뼈에 응용, 광학 재료, 광전자 재료, 촉매 재료, 곰팡이 방지제 등 다양한 분야에서 왕성한 응용 개발이 이루어지고 있다.,

○ 유기무기 하이브리드 폴리머는 분자 인식이나 가스 흡착, 근래에는 유기화학 연구에서 촉매로서 응용 사례가 보고되고 있어 폭넓은 이용이 기대되고 있다. 촉매 화학의 분야에서는 환경에 대한 부하를 경감하기 위해서 회수와 재이용이 가능한 촉매 개발과 합성 방법의 확립이 요구되고 있다.

○ 가교형의 유기 분자와 금속염의 자기 조직화로 형성되는 유기무기 하이브리드 폴리머를 사용하여 자기비즈(magnetic beads)를 캡슐화하고 이를 촉매에 이용하면 촉매의 자기 분리도 가능한 특징있는 유기 변환 프로세스의 구축이 가능하다. 촉매를 자기비즈에 담지시켜서 반응에 이용하는 연구는 최근 주목을 끌고 있지만 촉매의 고정화에 번잡한 수법이 필요하고 범용성이 뛰어난 수법의 개발이 요망되고 있다.

○ 본고는 제1급 아민 말단을 가진 자기비즈에 유기-무기 하이브리드 폴리머를 자기 조직화로 고정하는 방법을 개발하고 실릴에놀레이트의 산소 산화의 촉매 반응에 응용한 결과를 보고한 것이다. 담체의 도입에 의해 유기-무기 하이브리드 폴리머의 활성 표면의 증대, 자기비즈의 분산성에 의한 고체 촉매 특유의 운동성 저하의 극복, 자기 분리에 의한 재이용의 간편함 등의 효과가 예상된다.

○ 여러 종류의 유기-무기 하이브리드 폴리머를 번잡한 조작없이 자기비즈 표층에 고정하면 표면적이 높은 촉매 활성을 얻을 수 있고 자기 분리에 의해 촉매의 회수와 재이용이 가능한 본 방법은 환경 조화형 반응프로세스로서 활용이 기대되는 기술이다.

저자: Takayoshi Arai
자료유형: 학술정보