| 초록 |
최근 메탄을 에너지원 및 탄소 공급원으로 사용하는 메탄자화균의 methane monooxygenase(MMO) 효소의 활성 부위를 연구하여, 그 구조를 모방한 촉매 연구가 많이 진행되고 있다. 본 연구에서는 MMO의 활성화 부위를 모방하기 위해 구리 이온이 도핑된 콜로이드 상의 Zeolitic Imidazolate Framework, Cu/ZIF-8을 합성하고, pH와 온도 등에 취약한 문제를 해결하고자 질소 분위기에서 탄화를 진행한 새로운 촉매를 제조하였다. 제조된 콜로이드 촉매의 크기와 형상이 탄화 전후로 큰 변화가 없었고, Cu 함량이 20% 이상일 때에는 구리 나노입자가 형성되었다. X-ray 흡수 분광법을 이용하여 촉매 활성 부위 구조를 탐색하여, 단원자 상태의 구리가 메탄 전환 활성화 부위로 작용하는 것을 확인하였다. 구리 함량, 반응 온도 그리고 산화제 농도 등 반응 조건을 바꾸어 메탄 산화 성능평가를 진행하였고, 특히, 반응 온도가 40 ℃ 이하일 때, 부반응물인 개미산이 생성되지 않아 저온에서 메탄올 생성에 유리하게 진행되는 것을 확인하였다. 본 연구 결과는 향후 부분산화 촉매 개발을 위한 기초적인 지식을 제공하며, 효소의 작동원리 규명에도 기여할 것으로 기대된다. |
