KIC News, Vol. 23, No. 6, 2020 43
150회 반복 사용할 수 있는 수소화 촉매
고활성, 재사용성이 뛰어난 고정화 촉매에 의한 유기 변환 반응
이화학연구소(RIKEN) 환경자원과학연구센터 그린나노촉매연구팀의 山田陽一 리더를 중심으로 한 공동 연구그룹은 지금까지 개발해온 팔라디움 고정화촉매가 소량으로 150회까지 반복적으로 수소화 반응을 실 현할 수 있는 것을 발견했다.
본 연구성과는 의약품합성, 유기반도체 등의 유용물질 합성의 개발에 기여할 것으로 기대된다.
석유화학제품의 제조에는 다양한 종류의 촉매가 사용되고 있다. 특히 수소화촉매는 기초원료 및 중간체, 각종 석유화학 제품의 생산에 널리 사용되고 있다. 수소화촉매는 일반적으로 팔라디움이 사용되지만, 팔라 디움은 그 가격이 1 kg당 수천만 엔 이상하는 고가의 희귀금속이기 때문에 일본의 석유화학제품 제조분야 에서는 활성이 높고 재사용성이 뛰어난 촉매의 개발이 연구과제의 핵심이 되어왔었다.
이번 공동연구팀은 2014년에 개발한 실리콘나노구조체를 담지한 팔라디움촉매(SiNA-Pd)를 사용하여 상압상태의 수소가스조건 하에서 알켄의 수소화 반응을 실시했습니다. 그 결과 SiNA-Pd를 150회 반복 사용하여도 활성의 저하 없이 해당 생성물을 100%에 가까운 수율로 얻어지는 것을 발견했다. 분석결과 SiNA-Pd 팔라듐과 실리콘이 금속결합을 형성하여 팔라듐 실리콘에 견고하게 고정되어 있는 것을 알 수 있었다. 이에 따라 팔라디움이 실리콘으로부터의 유출이 없었고, 기존의 촉매보다 재사용성이 크게 높아졌 다고 판단된다.
본 연구는 온라인 과학잡지 ‘Communications Chemistry’에 6월 26일 게재되었다.
Figure 1. 실리콘나노구조체담지 팔라듐나노입자촉매(SiNA-Pd)의 SEM 사진.
Figure 2. 방향족알켄의 스틸벤을 원료로 수소화반응을 실시한 결과의 사용 횟수에 따른 수율.
출처: 2020. 6. 26 RIKEN (https://www.riken.jp/press/2020/20200626_3/index.html) 작성: 김 선 회 (상지대학교)
KIC News, Volume 23, No. 6, 2020
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