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첨단기술정보

고분자 보호제를 이용하는 나노금속 입자 촉매

전문가 제언: 나노 금속입자의 주목해야 할 기능으로서 수 나노미터 레벨의 전이금속 입자의 촉매작용이 활발하게 연구되고 있다. 금속 나노입자의 합성연구, 특히 팔라듐이나 백금 나노입자의 촉매반응에 대한 응용이 수행되고 있다. 또한 용액계에서 불용성 고분자에 나노 금속입자를 분산시키는 고정화촉매의 화학에서는 칼세란드 촉매나, 수중반응에서 특이한 활성을 나타내는 가교 폴리스티렌 촉매 등 반복 재이용성이 우수한 촉매개발이 세계를 견인하고 있다.

균일계 나노입자 촉매는 용액 중에서 반응을 하지만, 나노 금속입자는 그 자체가 반응활성이 있기 때문에 입자경을 유지하고, 기능을 발현하려면 유기 암모늄염과 같은 계면활성제, 고분자에서는 폴리비닐피롤리돈(PVP)과 같은 보호제를 필요로 한다.

한편 균일계 촉매로서는 2상계를 사용하는 등 반복 재이용이 바람직하지만 나노입자를 지속적으로 안정화하는 효과는 유기 암모늄염에 떨어지며, 또한 PVP는 수중에서 유효하지만 다양한 유기용매 중의 나노입자 합성, 촉매작용에는 적합하지 않다. 이와 같이 나노 금속입자의 보호제에는 개량할 여지가 많고, 신기축의 고분자 보호제의 개발에 기대가 걸려있다.