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세상에서 가장 복잡한 제올라이트

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세상에서 가장 복잡한 제올라이트

2014.06.11 18:00
홍석봉 포스텍 교수 - 포스텍 제공
홍석봉 포스텍 교수 - 포스텍 제공

  국내 연구진이 세상에서 가장 복잡한 구조를 갖는 제올라이트 제작에 성공했다.

 

  홍석봉 포스텍 화학공학과 교수팀은 지금까지 보고된 여러 종류의 제올라이트보다 더 복잡한 구조를 갖는 제올라이트 PST-6를 새롭게 합성했다고 11일 밝혔다.

 

  제올라이트는 분자 이동이 용이한 미세 기공이 규칙적으로 배열돼 있어 석유화학산업 분야에서 촉매제로 널리 쓰이는 다공성 물질이다. 구조가 복잡할수록 효율이 뛰어난데, 지금까지는 28개의 사배위 자리를 보유한 ITQ-39가 가장 복잡한 구조의 제올라이트로 인정받아 왔다.

 

  연구팀은 다이에틸아민(Diethylamine)을 유기구조 유도물질로 첨가해 제올라이트 PST-5를 만든 후 이를 다시 가열하는 방식으로 새로운 구조의 제올라이트 PST-6를 완성시켰다. 유기구조 유도물질은 합성 과정에서 발생하는 음전하를 보상해주기 위해 첨가하는 물질이다.

 

  그 뒤 연구팀은 포항가속기연구소에서 PST-6에 대한 X-선 회절 데이터 분석과 투과전자현미경 관찰, 컴퓨터 모델링 등을 실시해 구조 결정에 성공했다. 이 과정에서 PST-6가 36개의 서로 다른 사배위 자리를 갖고 있다는 사실을 발견한 것이다.

 

  홍 교수는 “PST-6는 서로 다른 크기의 두 세공(細孔)이 한 축을 따라서만 평행하게 존재하는 독특한 구조를 갖고 있기 때문에 수소나 이산화탄소와 같은 기체분자를 분리하는 소재로 활용할 수 있을 것”이라고 말했다.

 

  연구 결과는 화학분야 국제학술지 ‘안게반테케미’ 5월 26일자 온라인판에 게재됐다.

 

PST-6 구조 - 포스텍 제공
PST-6 구조 - 포스텍 제공

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