초록 ▼

1. MOF@3DOM 탄소 복합체

최근 들어 이산화탄소 흡착제로 금속-유기 골격체 (Metal-Organic Framework, MOF)의 가능성에 대한 학계의 보고가 증가하고 있다. 다양한 골격구조와 손쉬운 표면 개질 등의 장점을 바탕으로 MOF는 많은 관심을 받아왔다. 하지만 대부분의 MOF는 본질적인 단점이 있는데, 이는 MOF가 물리적인 강성과 화학적인 내구성 (특히 수분에 대한 내구성)이 약하다는 것이며 이를 극복하려는 다양한 연구가 진행이 되고있다. 이에 본 연구과제에서는, 삼차원적인 구조를 가지는 다공성 탄

1. MOF@3DOM 탄소 복합체

최근 들어 이산화탄소 흡착제로 금속-유기 골격체 (Metal-Organic Framework, MOF)의 가능성에 대한 학계의 보고가 증가하고 있다. 다양한 골격구조와 손쉬운 표면 개질 등의 장점을 바탕으로 MOF는 많은 관심을 받아왔다. 하지만 대부분의 MOF는 본질적인 단점이 있는데, 이는 MOF가 물리적인 강성과 화학적인 내구성 (특히 수분에 대한 내구성)이 약하다는 것이며 이를 극복하려는 다양한 연구가 진행이 되고있다. 이에 본 연구과제에서는, 삼차원적인 구조를 가지는 다공성 탄소 (3D-ordered macroporous, 3DOM 탄소)를 이용하여 소수성 3DOM 탄소의 안쪽에 합성된 MOF가 수분에 대한 약점이 줄어든다는 점을 밝혔고, 현실적인 이산화탄소 흡착제로서의 사용이 가능하다는 결과 또한 밝혔다. (전년도 연차보고서) 특히나 탄소가 가지는 전도성과 MOF와의 시너지 효과를 통한 전기화학적인 응용도 가능하다는 점도 밝혀졌는데, 이번 연구재단 과제를 이용하여 연구기간 동안 시도한 VAC (Vapor assisted crystallization) 방법의 반복을 통하여 3DOM 탄소 내부에서의 더 많은 MOF를 성장시키는 합성법을 진행하였다. 또한 탄소 구조체가 가지는 물에 대한 소수성의 강점을 살려서 수분에서도 MOF가 안정한 구조로 가지는가에 대한 실험을 진행하였다. 따라서 위에서 언급한 3DOM 탄소@MOF의 복합체가 가지는 전기적인 특징을 이용하여 슈퍼커패시터 (Supercapacitor) 분야로서 연구를 진행 하였다.

2. 고분자@MOF 복합체

최근 나노 물질을 합성하기 위한 전구체 물질로서 MOF의 열분해를 통해 다양한 금속 및 금속 산화물들이 (M/MO) 다공성 탄소 소재 (M/MO@C) 안에서 합성하는 일들이 많은 각광을 받고 있다. 이렇게 MOF를 이용해서 합성된 탄소 물질 및 M/MO의 경우 전기화학적인 전극물질, 흡착제 및 촉매 물질로서 많은 응용분야에 활용될 수 있다. 하지만 대부분 열분해 과정 중 MOF 고유의 형태를 유지하지 못하고 무너진 형태가 된다. 이에, 좀 더 효과적이고 일반적인 방법을 통한 MOF 고유의 형태를 유지하고 탄소 소재의 다공성 조절 및 합성된 M/MO 입자의 크기조절에 대한 연구를 진행하였다.(전년도 연차보고서) 이러한 합성법을 이용하여 MOF를 전구체로 이용해 다양한 조합의 M/MO@C 복합체를 합성하였으며 이를 Li-ion 소재로서 응용과 관련된 연구를 진행하였다.

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 3
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 4
• 1. 연구과제의 개요 ... 4
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 5
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 6
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 8
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 8
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 9
• Ⅲ. 연구성과 ... 11
• 끝페이지 ... 11