화학뉴스

국내 연구진이 산업 분야를 비롯한 다양한 방향으로 응용 가능한 새로운 촉매를 개발했다.
유니스트(UNIST) 화학과 조재흥 교수팀은 용매를 조절해 강하게 결합된 탄소-수소를 분해할 수 있는 구리-알킬퍼옥소(Alkylperoxo) 복합체를 제조하는데 성공했다.
복합체는 기체와 액체의 성질을 동시에 가진 유체인 초임계 이산화탄소(CO2)와의 반응 시험에서 기존 금속-알킬퍼옥소 가운데 가장 반응성이 높은 것으로 나타났다.
메탄(Methane), 에탄(Ethane)과 같은 비활성 알칸(Alkane)은 천연가스에서 가장 많이 발견된다.
비활성 알칸을 산화하는 것은 다양한 산업 공정에 활용될 수 있으나 매우 안정적인 물질이기 때문에 산화에 상당한 에너지가 소모되는 것으로 알려졌다.
연구팀은 염기와 큐밀(Cumyl) 하이드로퍼옥소(Hydroperoxo)를 구리 착물에 첨가해 구리-알킬퍼옥소 복합체를 만들었다.
복합체는 실험을 통해 저온에서는 안정하며 고온에서 용매에 따라 열분해를 위한 물질이 달라지는 성질을 나타냈다.
복합체의 성질을 이용해 다양한 용매를 이용한 산화반응을 확인한 결과, 특히 기존 금속-알킬퍼옥소로 분해할 수 없는 강한 탄소-수소 결합을 분해할 수 있는 것으로 나타나 가장 강한 탄소-수소 결합을 가진 비활성 알칸을 분해할 수 있는 기반을 제공했다.
조재흥 교수는 “용매를 조절해 강한 탄소-수소 결합의 분해를 확인함으로 구리-알킬퍼옥소 종의 높은 산화 능력을 증명해 학술적 의미가 크다”며 “합성 화학 뿐만 아니라 환경, 산업 분야에서도 중요한 금속 촉매 개발에 도움이 될 것”이라고 기대했다.
연구 결과는 화학촉매 분야의 저명한 글로벌 학술지 미국화학회지 촉매(ACS Catal)에 2월20일자로 온라인 게재됐으며 이유리 연구원이 1저자로 조재흥 교수가 교신저자로 참여했다. (윤)