| 초록 |
1. 서론 금속유기복합체(metal-organic frameworks, MOF)는 금속이온 또는 금속이온으로 이루어진 2차 합성단위(secondary building unit, SBU) 노드 사이를 배위결합을 통해 유기 리간드(ligand) 링커가 연결하는 구조의, 다공성 유기 무기 하이브리드 나노결정화합물이다. 이러한 MOF는 넓은 표면적, 조절 가능한 기능기와 기공크기, 금속산화물보다 향상된 활성도, 형태/크기 선택도, 그리고 골격구조의 설계 제조(tailoring)가 가능하다는 점 등의 장점이 있다. 따라서 손님(guest) 분자의 호스트(host) 물질로서 사용할 수 있으며 흡착, 촉매, 자성(magnetism), 센서, 약물전달 등 다양한 산업 분야에서 이용되고 있고, 응용 잠재성이 매우 크다(그림 1). 그림 1. MOF 촉매의 활용 예 (참고문헌 1 변형) MOF의 자기적 민감성(magnetic susceptibility), 전도도, 광학적 물성 같은 물리적 성질은 고체로서의 MOF의 본질적 물성(nature)에 의해 결정된다. 한편 전이금속, 알칼리토금속, p-블록 원소[주기율표 오른쪽(13~18족)에 있는 원소], 악티늄 화합물, 그리고 이들의 혼합 금속으로부터 SBU가 구성되며, 질소 함유 방향족화합물이나 다원자가(multivalent) 방향족 카르복시산이 MOF의 유기 링커로 사용된다. MOF는 무기합성단위와 리간드의 크기에 따라 기공, 오프닝 채널(opening channel)의 크기가 Å으로부터 nm에 이를 수 있다. 제올라이트 같은 전통적으로 사용되는 다공성물질은 기공 크기가 너무 작으며, 반면에 실리케이트(silicate) 물질의 기공은 너무 크다. MOF는 이 두 종류의 다공물질 사이의 간격을 이어준다. 하지만 산화물에 비해 MOF는 화학적, 열적, 수열적(hydrothermal) 안정성이 떨어지는 단점도 있다. 이 논문에서는 지금까지 개발된 MOF 합성법, MOF의 안정성 이슈와 해결 방안, 촉매로서의 활용 예를 자세히 알아보았다. ** 원문은 파일 다운받기를 해주세요 :-) |
