나노기술 및 정책 정보

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● 일본 도쿄공업대학교의 카마타 케이고 교수 연구팀은 다공질화 및 미립자화에 필요한 특수한 시약을 전혀 사용하지 않고 세계 최고 수준의 표면적을 갖는 토도로카이트(todorokite)형 망간 산화물 ‘OMS-1’ 의 나노 입자 촉매를 합성

● 본 나노 입자 촉매를 이용하여 용매나 합성 중간체로서 유용한 카르보닐 화합물이나 설폭사이드(sulfoxide)에 대한 직접 산화 반응을 실현

● 큰 터널 구조를 갖는 ‘OMS-1’은 촉매뿐만 아니라 전극 재료나 흡착재로서도 주목받고 있지만, 기존의 합성법(수열법)은 장시간의 수열 처리를 해야 하는 다단계 공정으로 인해 나노 수준의 구조 제어가 곤란했음

● 연구팀은 Mg 이온을 도입한 층상 망간 산화물 전구체의 고상(固相) 전이 반응에 주목, 매우 큰 표면적을 갖는 다공질 ‘OMS-1’ 나노 입자를 간편하고 효율적으로 합성하는 데 성공

● 개발된 촉매가 상압 산소를 이용한 알코올이나 황화물의 산화 반응을 촉진하고, 기존의 망간 산화물 촉매보다도 높은 활성을 나타냄을 실증

● 새로운 방법으로 합성된 나노 입자는 온화한 조건에서의 화학 합성 촉매뿐만 아니라 2차 전지 전극에도 응용될 것으로 전망되며, 향후 탄소중립 사회 구축에 공헌하는 재료가 될 것으로 기대

※ Journal of the American Chemical Society 게재(2022.07.20.), “Synthesis and Aerobic Oxidation Catalysis of Mesoporous Todorokite-Type Manganese Oxide Nanoparticles by Crystallization of Precursors”