주변에서 흔히 볼 수 있는 폴리에스테르 섬유, 페트병, 필름의 원료로 사용되는 석유화학 기초소재 파라-자일렌의 생성 메커니즘이 밝혀졌다.
홍석봉 포스텍 교수(화학공학과)와 민형기 박사과정은 최근 가설에 의존해 왔던 파라-자일렌의 반응 메커니즘을 규명하는데 성공했다고 24일 밝혔다.
홍 교수팀은 가스크로마토그래피-질량분석법과 동위원소 치환법을 이용해 제올라이트 촉매상에서 메타-자일렌이 파라-자일렌으로 전환되는 원리를 규명했다.
이번 연구결과는 미국화학회가 발행하는 촉매분야 전문학술지 `ACS Catalysis` 6월호 표지논문에 선정됐다. 학술지는 이번 연구가 우수한 촉매를 개발하는데 중요한 단초를 제공, 학문적 및 산업적 파급효과가 클 것으로 평가했다.
파라-자일렌 시장은 폴리에스테르 섬유생산이 증가하고 면화 가격이 상승하는데 영향을 크게 받는다. 지난 2010년말 호황을 맞으며 세계 시장 규모도 60조원에 달한다.
엑슨모빌과 BP 등 다국적 석유화학 기업뿐만 아니라 SK, GS칼텍스 등 국내 기업들도 앞다퉈 제올라이트계열 촉매인 `ZSM-5`를 이용해 파라-자일렌을 생산하고 있다.
파라-자일렌을 생성하는 대표적 상용공정은 메타-자일렌이 촉매와 만나 불균일촉매반응을 일으켜 전환되는 것으로, 다른 기술과 달리 반응 메커니즘은 가설로만 정리돼 있을 뿐 실험으로 입증된 게 없었다.
홍석봉 교수는 “그간 가설에 그쳤던 반응 메커니즘을 규명함에 따라 앞으로 우수한 촉매제 개발을 기대할 수 있게 됐다”고 말했다.
이번 연구는 교육과학기술부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구자 지원사업의 지원을 받아 수행됐다.
포항=정재훈기자 jhoon@etnews.com
