석유화학산업에서 널리 이용되는 촉매 ‘제올라이트’와 유사하지만 전혀 새로운 혼합 분자체가 발견됐다.
홍석봉 포스텍 환경공학부 교수와 이준규 박사과정은 유기구조유도물질이 무기골격에 공유결합돼 있는 새로운 결정성 유·무기 혼합 분자체를 발견했다고 11일 밝혔다. 이번 연구결과는 최근 세계적 화학지 ‘안게반테케미(Angewandte Chemie)’지 온라인판을 통해 발표했다.
유·무기 혼합 분자체는 구멍이 많은 무기골격에 유기물이 결합된 물질이다. 이 물질의 합성은 새로운 촉매나 흡착제로 활용되기 때문에 관심이 집중되는 분야다.
홍 교수 연구팀은 하이드록실기(OH)를 포함하는 트리스 하이드록시 에틸메틸암모늄, 비스 하이드록시 에틸다이메틸암모늄을 유기구조유도물질로 사용해 실리코 알루미노포스페이트 분자체로 알려진 ‘ECR-40’의 구조를 확인했다. 실험에는 포항가속기연구소의 X-선 회절 데이터를 이용했다.
그 결과 ECR-40는 유기구조유도물질을 무기원소들과 따로 합성 혼합물에 넣어주었는데도, 이들이 무기 골격 내 알루미늄과 직접적인 공유결합을 이루고 있는, 지금까지 알려진 바 없는 새로운 분자체임을 확인했다. 연구팀은 또 추가적으로 새로운 물질들을 적용, 다양한 분자체의 합성에도 성공했다.
이번에 밝혀낸 물질들은 세공이 균일하며, 유기분자와 무기골격이 강하게 결합돼 있어 특정분자에 대한 분리제나 흡착제, 촉매로 유용할 것으로 기대된다. 특히 이 연구를 통해 보다 큰 세공을 갖는 유·무기 분자체 합성이 이루어진다면 새로운 응용분야 개척도 가능할 것으로 연구팀은 전망했다.
한편, 이번 연구는 미래창조과학부 기초연구사업(리더연구자지원)의 지원을 받아 진행됐다.
포항=정재훈기자 jhoon@etnews.com
