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제목   홍석봉 교수 연구팀, 가장 복잡한 구조의 새로운 제올라이트 합성 성공   글쓴이  최고관리자
날짜  2016-07-20 09:33:51 조회  227 추천  0
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포스텍 환경공학부/화학공학과 홍석봉 교수 연구팀이 기존 제올라이트* 중 가장 복잡한 구조의 알루미노포스페이트* PST-6(POSTECH number 6)를 합성하였다.

 

이번 연구는 교육과학기술부(장관 서남수)와 한국연구재단(이사장 정민근)이 추진하는 리더연구자 지원사업(창의적연구)과 POSCO의 지원을 받아 홍석봉 교수의 주도하에, 박사과정 이준규씨가 제1저자로 참여하였으며, 연구 결과는 화학분야에서 세계최고 권위의 학술지인 ‘앙게반테 케미(Angewandte Chemie)’지에 5월 26일자 온라인판에 게재되었다.

(논문명 : An Aluminophosphate Molecular Sieve with 36 Crystallographically Distinct Tetrahedral Sites)

 

연구팀은 가장 간단한 유기아민 중 하나인 다이에틸아민(Diethylamine)을 유기구조유도물질*로 사용하여 합성한 또 다른 새로운 알루미노포스페이트 PST-5를 소성하여 지금까지 전혀 보고되지 않았던 새로운 구조의 PST-6를 합성, 포항가속기연구소에서 측정한 X-선 회절 데이터 분석과 투과전자현미경, 컴퓨터 모델링을 이용하여 구조 결정에 성공하였으며, 이를 통해 PST-6가 결정학적으로 36개의 서로 다른 사배위 자리를 갖는, 현재까지 알려진 제올라이트 중 가장 복잡한 구조임을 밝혀냈다. 기존의 가장 복잡한 구조의 제올라이트는 ITQ-39로서 결정학적으로 28개의 사배위 자리를 갖고 있다.

 

PST-6는 서로 다른 크기의 두 세공(10-과 8-Ring)이 한 축(c축)을 따라서만 평행하게 존재하는 유일한 중간세공(~5 Å) 물질로서, 이러한 독특한 세공구조를 통해 수소나 이산화탄소와 같은 작은 기체분자들에 대한 분리 소재로서 응용 가능성을 가지고 있을 것으로 기대하고 있다.

 

 

* 제올라이트 : 모래의 주성분 실리콘(Si)과 알루미늄(Al)으로 이뤄진 결정성 광물로 결정 내부에 작은 분자들이 드나들 수 있는 직경 1나노미터 이하의 나노구멍들이 규칙적으로 뚫려 있어 반응 대상 분자가 드나들 때 반응에 영향을 미칠 수 있음. 가솔린 생산 및 각종 석유화학산업에서 널리 이용되는 촉매.

* 알루미노포스페이트 : 미국 UOP사가 1980년대 초 처음으로 합성한 제올라이트 유사 물질. 골격이 알루미늄(Al)과 인(P)으로 구성되어 있으며 분리제, 흡착제, 촉매 또는 촉매 지지체로 이용.

* 유기구조유도물질 : 제올라이트의 구조적 특징에 따라 발생하는 음전하를 보상해주기 위해 합성과정에서 첨가하는 유기 양이온, 제올라이트 세공을 채우는 물질.

 

그림 1. 홍석봉 교수(왼쪽)와 이준규 박사과정 학생(오른쪽)

 

그림 2. 알루미노포스페이트 PST-6의 구조

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