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표면반응에 의한 층상물질의 기능부여

전문가 제언: ○ SiO4 사면체 구조를 가진 층상결정 물질로서는 magadiite, kanemite, kenyaite, octosilicate 등 여러 가지가 있으며 층간에 있는 SiOH/SiO-를 적합한 방법으로 반응시켜 기능성을 부여하거나 새로운 구조의 물질을 만들 수 있다.

○ 이온 교환과 같이 비공유결합의 방법으로 층간에 손님 분자를 넣는 것은 안정하지 못하여, SiOH/SiO-의 실릴화, 에스터화, 축합 등 공유결합을 이용하는 것이 유리하다.

○ 알킬, 아민, 티올, 페닐 등 다양한 기능기를 가진 실란을 사용하여 SiOH를 실릴화 반응시키면 소수성이 조절되고, 흡착 선택성을 부여할 수 있으며, 유기-무기 복합 재료로서 활용할 수 있게 된다. 사차 암모늄이 포함된 실란을 사용하면 음이온 교환능이 있는 층상 물질을 만들 수 있고 Imidazolium기를 가진 실란을 사용하여 실릴화한 것은 수용액에서 단층의 나노 판으로 박리할 수 있어 응용 가능성이 크다.

○ SiOH를 층간 축합시키는 위상반응으로 3차원 골격구조를 만들 수 있다. 층상 제올라이트나 그 선구물질과 함께 새로운 제올라이트 합성에 응용할 수 있다.

○ 층상 결정은 TEOS를 가수분해시킨 실리카나 유기실란을 사용한 pillaring 반응으로 세공성 물질로 만들 수 있으며, phenylene과 같은 유기성분이 다리 결합된 실란을 사용한 것은 세공 및 표면적의 증가와 소수성의 조절은 물론 유기성분의 기능성을 활용할 수도 있다.

○ 이 분야의 연구는 국내에서도 비교적 활발하게 진행되고 있어 새로운 기능을 가진 물질에 대한 연구가 기대되고 있다.

저자: Nobuyuki Takahashi and Kazuyuki Kuroda
자료유형: 학술정보