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환경공학과 이대성 교수팀, 물속의 중금속 크롬을 획기적으로 제거할 수 있는 유기골격구조체(COF) 개발
- 2024-01-16 14:31
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환경공학과 이대성 교수팀은 다기능의 공유결합성 유기골격구조체(cof)를 원팟(one-pot)으로 합성하는데 성공하였다.
공유결합성 유기골격구조체 cof(covalent organic work)는 유기물들이 공유결합으로 연결되어 단단한 골격을 이루는 다공성물질이다. 표면적이 넓고 다양한 기능기를 포함할 수 있으며, 나노 기공들이 있어서 중금속과 같은 유기물질 등을 흡착하여 제거하거나 기체를 기공에 저장할 수 있어 환경 및 에너지 소재, 배터리 전극체로 이용될 수 있는 매우 유망한 소재이다. 현재까지 다양한 기본 유기물질과 합성방법들이 개발되었음에도 불구하고 특정 오염물질을 선택적으로 제거할 수 있는 다공성과 결정성을 모두 가진 cof를 합성하는 것은 여전히 쉽지 않은 문제였다.
이 교수팀은 풍부한 킬레이트 그룹과 정렬된 전자공여체-수용체를 갖는 투과성, 선택성, 안정성 등이 획기적으로 개선된 cof를 원팟으로 합성하는 기술을 개발하였다. 특히, 개발된 cof는 흡착과 광분해에 의한 시너지 효과에 의해 물 속의 중금속 크롬을 빠른 시간 내에 100% 제거할 수 있었다.
이 교수는 “목표로 하는 오염물질을 선택적으로 제거할 수 있는 맞춤형 합성법을 확보함으로써 향후 방사성핵종을 비롯한 다양한 환경오염물질 처리와 관련한 기술의 상용화에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대하고 있다”라고 밝혔다. 이번 연구의 교신저자는 이대성 교수이며, 무자밀 후세인·김보람 박사과정생이 주도적으로 실험을 진행하였으며, 응용화학과 정인우 교수가 공동으로 참여하였다.
이 연구는 교육부의 대학중점연구소사업(경북대 환경과학기술연구소)과 과학기술정보통신부의 중견연구자지원사업의 지원을 받아 수행되었다. 연구결과는 세계적 과학저널인 “applied catalysis b: environment and energy (if 22.1, 상위 0.9%)”에 게재되었다.
<사진 왼쪽부터 이대성 교수, 정인우 교수, 무자밀 후세인 박사과정생, 김보람 박사과정생>
공유결합성 유기골격구조체 cof(covalent organic work)는 유기물들이 공유결합으로 연결되어 단단한 골격을 이루는 다공성물질이다. 표면적이 넓고 다양한 기능기를 포함할 수 있으며, 나노 기공들이 있어서 중금속과 같은 유기물질 등을 흡착하여 제거하거나 기체를 기공에 저장할 수 있어 환경 및 에너지 소재, 배터리 전극체로 이용될 수 있는 매우 유망한 소재이다. 현재까지 다양한 기본 유기물질과 합성방법들이 개발되었음에도 불구하고 특정 오염물질을 선택적으로 제거할 수 있는 다공성과 결정성을 모두 가진 cof를 합성하는 것은 여전히 쉽지 않은 문제였다.
이 교수팀은 풍부한 킬레이트 그룹과 정렬된 전자공여체-수용체를 갖는 투과성, 선택성, 안정성 등이 획기적으로 개선된 cof를 원팟으로 합성하는 기술을 개발하였다. 특히, 개발된 cof는 흡착과 광분해에 의한 시너지 효과에 의해 물 속의 중금속 크롬을 빠른 시간 내에 100% 제거할 수 있었다.
이 교수는 “목표로 하는 오염물질을 선택적으로 제거할 수 있는 맞춤형 합성법을 확보함으로써 향후 방사성핵종을 비롯한 다양한 환경오염물질 처리와 관련한 기술의 상용화에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대하고 있다”라고 밝혔다. 이번 연구의 교신저자는 이대성 교수이며, 무자밀 후세인·김보람 박사과정생이 주도적으로 실험을 진행하였으며, 응용화학과 정인우 교수가 공동으로 참여하였다.
이 연구는 교육부의 대학중점연구소사업(경북대 환경과학기술연구소)과 과학기술정보통신부의 중견연구자지원사업의 지원을 받아 수행되었다. 연구결과는 세계적 과학저널인 “applied catalysis b: environment and energy (if 22.1, 상위 0.9%)”에 게재되었다.
<사진 왼쪽부터 이대성 교수, 정인우 교수, 무자밀 후세인 박사과정생, 김보람 박사과정생>