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촉매제로 쓰이는 제올라이트의 ‘속사정’

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촉매제로 쓰이는 제올라이트의 ‘속사정’

2014.06.23 18:00

  국내 연구진이 화학 산업에서 많이 쓰이는 제올라이트가 내부에서 어떤 움직임이 벌어지고 있는 지를 처음으로 밝혀냈다.

 

홍석봉 교수
홍석봉 교수

  홍석봉 포스텍 화학공학과 교수팀은 새로운 제올라이트를 합성하고 이 속에서 뼈대를 이루는 원소들의 움직임을 규명하는 데 성공했다고 23일 밝혔다.

 

  제올라이트는 작은 구멍이 많아 촉매제로 많이 쓰이는데, 알루미늄과 같이 뼈대를 이루는 원소의 양과 분포에 따라 특성이 달라진다. 이 과정에서 뼈대 원소의 분포가 어떤 영향을 끼치는 지는 과학자들의 오랜 관심사였다.

 

  연구진은 실리콘과 알루미늄을 이용해 긴 바늘 모양의 제올라이트(NAT 구조)를 처음으로 합성하고, 여기에 기존 제올라이트의 뼈대 원소로 알려진 ‘갈륨’을 반응시켜 갈륨원자가 어떻게 움직이는 지를 관찰했다.

 

  그 결과, 처음에는 갈륨원자가 이 제올라이트의 표면에만 머물다가 차츰 제올라이트 결정 안으로 들어가서 골고루 자리 잡는 것으로 나타났다. 뼈대 원소들이 단순히 제올라이트의 구멍을 통해 확산되는 것이 아니라 원소 간의 자리 이동을 통해 안정한 곳을 향해 움직인다는 사실을 확인한 것이다.

 

  홍 교수는 “제올라이트의 뼈대 원소의 분포를 원하는 대로 조절한다면 새로운 특성을 나타내는 제올라이트를 개발할 수 있을 것”이라고 말했다.

 

  이 연구결과는 화학 분야 권위지 ‘앙게반테 케미’ 온라인판 최신호에 실렸다.

 

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