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울산

    "탄화수소, 이젠 안녕" 자연 모방한 금속 결합 촉매 개발

    UNIST 조재흥 교수팀, 강력한 탄화수소 산화 능력 증명
    금속 결합된 물로 독성 탄화수소 분해 성공…산업 활용도

    사진 아래 왼쪽부터 이유리 연구원(제1저자), 조재흥 교수. UNIST 제공사진 아래 왼쪽부터 이유리 연구원(제1저자), 조재흥 교수. UNIST 제공
    UNIST(울산과학기술원) 연구팀이 유해물질인 탄화수소를 분해할 수 있는 자연을 모방한 촉매를 개발했다.

    탄소-수소 결합을 산화시켜 에너지 소모를 줄이고 환경오염 방지에 기여할 수 있을 것으로 보인다.

    UNIST 조재흥 교수팀은 화석연료의 탄화수소를 금속에 결합된 물을 이용한 촉매로 분해하는 데 성공했다고 10일 밝혔다.

    기존 방법보다 온화한 조건에서도 유해물질을 처리할 수 있다.

    복잡한 과정이나 높은 온도를 필요로 하지 않아 환경 보호에 유리하다.

    연구팀은 자연계 금속효소가 탄화수소 산화시킬 수 있는 능력을 모방해 새로운 촉매를 만들었다.

    산소와 수소로 구성된 하이드록소 리간드에 수소 이온을 첨가해 금속과 결합된 물 분자를 합성한 것이다.

    기존 방식보다 효율적이고 에너지를 덜 사용한다.

    수소이온이 첨가된 망간 촉매의 전자 이동 능력이 향상됐다. 산소-수소 결합 활성화 속도도 빨라졌다.

    하이드록소 리간드를 물로 바꿔 망간의 환원 전위를 높였기 때문이다.

    망간-하이드록소, 아쿠아 종의 반응성 차이 도식. 연구 그림 UNIST 제공 망간-하이드록소, 아쿠아 종의 반응성 차이 도식. 연구 그림 UNIST 제공 
    안트라센과 같은 강한 탄소-수소 결합을 가진 물질도 낮은 온도에서 산화시켜 독성을 제거했다.

    물에 잘 녹지 않고 화학적으로 안정적인 방향족 탄화수소를 효과적으로 분해했다.

    조재흥 교수는 "낮은 온도에서 망간(III)과 두 개의 물이 결합된 촉매가 방향족 탄화수소와 반응한 첫 사례"라며 의미를 부여했다.

    또 "강한 탄소-수소 결합을 분해하는 높은 산화 능력을 증명했다는 점에서 산업적으로는 금속 촉매 개발에 기여할 수 있을 것"이라고 했다.

    연구 결과는 화학분야 저명 국제학술지 미국화학회지(J. Am. Chem. Soc., Journal of the American Chemical Society)에 지난 월 3일자로 온라인 게재됐다.

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