모교연구실 탐방

분자촉매 및 반응공학연구실

[연혁]

본 연구실은 2004년 가을 서울대학교 관악캠퍼스에 자리잡았으며, 현재 송인규교수님의 지도아래, 박사과정 2명, 석사과정 2명, 연구원 2명 등 총 6명이 연구에 몰두하고 있습니다. 실험실 위치는 서울대학교 신공학관 302동 711-2호와 화학공정신기술연구소 418호 입니다.

분자촉매 및 반응공학 연구실 구성원

본 연구실에서는, 고체산 촉매, 금속산화물, Metal-Oxygen Anion Clusters, Olefin 중합촉매를 근간으로 하는 분자촉매작용에 있어서, 반응 메커니즘과 촉매 활성점을 규명하는 연구를 중점적으로 수행하고 있습니다. 또한 Scanning Tunneling Microscopy (STM) 기법에 의한 촉매표면 특성분석 및 설계에 관한 연구 이외에도, 에너지환경 분야의 촉매 개발 연구도 수행하고 있습니다. 본 연구실의 연구목표는 표면반응에 의해 밝혀진 새로운 결과로부터 보다 효율적인 촉매를 설계함으로써 촉매반응공학 기술의 새로운 영역을 구축하는데 있습니다. 이러한 목표아래, 본 연구실에서는 현재 분자각인 기법에 의한 헤테로폴리산 담지 촉매 개발, BMWD HDPE 제조용 Ziegler-Natta/Metallocene Hybrid 중합 촉매개발, 환경친화형 Dimethyl Carbonate 제조용 고 효율 담지 촉매 개발, PEMFC용 에탄올 연료 개질기 개발, n-Butene을 이용한 1,3-Butadiene 제조 촉매 개발, 차단성 고분자 필름의 Barrier 특성에 관한 연구를 수행 중에 있습니다.

[연구분야]

I. 고체산 촉매, 금속산화물, Metal-Oxygen Clusters, 올레핀 중합촉매의 분자촉매작용 

이 분야의 연구는, 다양한 구조의 폴리옥소메탈레이트 화학 및 촉매작용, 선택적 부분 산화반응, 산-염기 촉매작용, 정밀화학 촉매반응, 촉매막반응기, 고분자 담지 촉매, 분자각인기법에 의한 촉매개발 등의 내용을 포함하고 있습니다. 또한 올레핀 중합을 위한 Ziegler-Natta, Metallocene, 이들의 Hybrid 촉매를 개발하고, 궁극적으로는 Hybrid 촉매를 Ziegler-Natta 촉매를 기본으로 하는 올레핀 중합공정에 적용하고자 합니다. 에너지,환경 분야의 촉매반응공정으로, 수첨탈염소화반응, 연료전지용 연료개질기, 탈취촉매에 관한 연구를 수행하고 있습니다.

II. STM 기법에 의한 촉매표면 특성분석 및 설계

본 연구실에서 수행하고 있는 헤테로폴리산 촉매에 대한 STM 연구는 촉매 및 표면화학 분야에 있어서 새로운 영역을 구축해 왔습니다. 이 분야의 연구는, 나노구조 헤테로폴리산 단분자층의 표면 특성에 의해 측정된 벌크형 헤테로폴리산 촉매의 산 및 산화환원 특성 예측 및 제어, 자기-조립 헤테로폴리산 단분자층의 분자구조 및 분자배열에 관한 연구, 헤테로폴리산 혼합촉매로부터 개별 촉매종을 인식할 수 있는 화학센서의 개발, 헤테로폴리산 Single Molecule을 이용한 고성능 STM 탐침 개발 등의 연구를 수행하고 있습니다.

자리-조립 헤테로폴리산 단분자층의 STM 이미지


촉매 반응 실험 장치