최적의 금속 리간드 조합을 통한 CO2 포집용 Metal-Organic Aerogels (MOAs) 개발

Abstract

환경오염 문제는 이상 기후 및 수질 오염 등을 일으키며, 지구촌 삶의 영위 및 생존과도 직결되어 있다. 이를 해결하는 것은 전세계적으로 매우 중요한 문제로 대두되고 있으며, 이를 해결하기 위한 연구가 현재 활발히 진행되고 있다. 이에 발맞추어 환경의 심각성을 인지하고, 온실가스의 한 종류인 CO2 흡착을 하는 metal-organic aerogels (MOAs) 연구를 통해 환경에 보탬이 되고자 한다. MOAs는 금속 클러스터를 중심으로 유기 리간드들이 배위결합을 하는 비결정성 다공성 물질로 기체 흡착, 촉매, 분리 등 다양한 용도로 사용되어 미래 환경 보전에 각광받는 소재이다.[1][2] 여러 금속을 사용한 MOAs 중, 현재 광촉매로서의 연구가 대부분이며 기체 흡착 관련 연구 진행이 미미한 Ti-based MOAs를 선택하였다. Ti는 지각 구성 원소 중 4번째로 많으며 부식의 위험이 없고, 4가의 금속 이온으로 유기 리간드와의 결합이 강해 안정적인 화합물을 만들 수 있는 금속 이온이다. 본 연구가 성공한다면 MOAs의 활용의 폭을 넓혀줄 것이라 예상된다. 금번 발표에서는 CO2 흡착량이 많을 것으로 예상되는 리간드(-NH2, -COOH, -OH, -NO2) 4종류를 선정하여 4가지의 Ti-based MOAs을 합성한 후, 리간드별 MOAs의 CO2 흡착 성능을 살펴보고자 한다.