UNIST "강한 탄소-수소 결합 분해하는 촉매 개발"

조재흥 교수팀, 구리-알킬퍼옥소 복합체 산화 능력 증명

울산과학기술원(UNIST) 연구진이 강하게 결합한 탄소-수소를 분해할 수 있는 촉매를 개발했다.

26일 UNIST에 따르면 화학과 조재흥 교수팀은 용매를 조절해 탄소-수소 결합을 분해할 수 있는 구리-알킬퍼옥소 복합체를 만들었다.

메탄, 에탄과 같은 비활성 알칸은 천연가스에서 가장 많이 발견되는 물질로, 이를 산화해 다양한 산업 공정에 활용할 수 있다.

그러나 매우 안정적인 물질이기 때문에 산화하는 데 상당한 에너지가 소모된다.

연구팀은 염기와 큐밀 하이드로퍼옥소를 구리 착물에 첨가해 구리-알킬퍼옥소 복합체를 개발했다.

복합체는 실험 결과 저온에서는 안정적이며, 고온에서는 용매에 따라 열분해를 위한 물질이 달라지는 성질을 보였다.

연구팀은 이 같은 복합체의 성질을 이용해 다양한 용매로 산화 반응을 확인했다.

특히 기존 금속-알킬퍼옥소 종에서는 분해할 수 없는 강한 탄소-수소 결합을 분해할 수 있다는 사실을 밝혀냈다.

이번 실험은 가장 강한 탄소-수소 결합을 가진 비활성 알칸을 분해할 수 있는 기반을 제공한다고 연구팀은 설명했다.

조재흥 교수는 "구리-알킬퍼옥소 종의 높은 산화 능력을 증명해 학술적 의미가 크다"며 "이번 연구는 합성 화학뿐만 아니라 환경·산업 분야에서도 중요한 금속 촉매 개발에 도움이 될 것"이라고 말했다.

연구 결과는 촉매 분야 국제 학술지인 '미국화학회지 촉매'(ACS Catalysis)에 지난 20일 온라인으로 게재됐다.

연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단이 주관하는 단계도약형 탄소중립 기술 개발사업, DACU 원천기술개발, 국가 신약 개발사업의 지원을 받았다.

/연합뉴스