산소와 일산화질소를 분리하는 신규 다공성 재료 PCP/MOF

전문가 제언

○ 다공성 재료를 사용하여 기체분자를 인식하고 선택적으로 흡착하는 공정은 환경과 산업분야에서 아주 중요하다. 고효율로 기체를 분리하기 위해서는 대상 기체 종류에 특화된 상호작용(인식능)을 가진 다공성재료가 필요하며, 현재까지의 다공성재료는 강한 화학적 상호작용을 사용하여 이 기능을 얻었다. 그러나 기체 인식능이 높고 선택적인 흡착능이 가능한 재료라도 탈착, 방출과정에서 가열이나 감압 조작이 필요하면 에너지소비가 증대한다는 문제가 있다. 따라서 새로운 개념의 기체분리 기능의 개척과 새로운 다공성재료가 요망된다.

○ 최근에 등장한 새로운 다공성재료 중 다공성배위고분자(PCP)는 종래의 다공성재료에는 없는 화학적, 물리적 특성을 시현하여 높은 주목을 받고 있다. PCP는 금속-유기골격(MOF)으로도 불리는데, PCP/ MOF는 기존의 다공성재료와는 달리 높은 구조 설계성과 기능 다양성을 가지며 세공표면이 기능화 되어 있다. 세공 사이즈와 형상뿐 아니라 화학반응, 전하이동, 전자이동부위 등으로 세공 표면에 기능을 도입할 수 있다.

○ 본고는 O2와 NO를 선택적으로 흡착하는 PCP/MOF 재료를 개발하고 재료의 합성, 구조, 흡착 특성을 설명한 것으로 필자 등은 전례가 없는 새로운 재료로서 시판을 추진 중에 있다고 보고한 것이다. 새로 개발된 이 착체 화합물은 방향족분자와 기체분자의 흡, 탈착에 대하여 세공의 개폐구조 전이를 수반하는 유연성 골격을 가지고 있으며 전하 이동특성을 가진 이량체 골격에 의해 O2와 NO를 선택적으로 흡착한다.

○ 적은 에너지로 효율적으로 이산화탄소, 메탄, 산소, 희가스 등을 분리, 저장하기 위한 새로운 재료를 창출하는 연구는 환경, 에너지,자원문제의 해결에 이바지하는 기술로서 기대가 높다. 다공성배위고분자가 이러한 목적에 맞는 새로운 재료의 후보로서 주목을 받고 있다. 다공성배위고분자는 화학공업이나 합성 프로세스의 저에너지화와 고효율화를 가져오는 혁신적 기능성 재료군으로서 연구자뿐만 아니라 산업계도 큰 관심을 가지고 있다.

저자

Masakazu Higuchi, Susumu Kitagawa

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

화학·화공

연도

2011

권(호)

34(6)

잡지명

ペトロテック

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

394~398

분석자

이*옹

분석물

• 산소와 일산화질소를 분리하는 신규 다공성 재료 PCP MOF.pdf [311,288 byte]

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