국립목포대학교(총장 박민서) 화학과 김자연 석사과정(지도교수: 유충열) 학생의 무기 분자체 기반 1-옥텐 흡착분리소재 연구 결과가 화학공학 분야 상위 20% 학술지인 ‘Journal of Industrial and Engineering Chemistry (IF: 6.064)’에 게재되었다고 밝혔다.
1-옥텐(C8H16)은 폴리올레핀 중합체 제조에 필요한 화합물로 국내 수요는 대부분 수입에 의존하고 있다. 합성가스로부터 1-옥텐을 합성하는 화학 반응에서 1-옥텐과 유사한 n-옥탄(C8H18)이 생성되지만, 1-옥텐과 n-옥탄은 물리적 성질이 유사하여 1-옥텐 분리 및 정제가 매우 어려운 것으로 알려져 있다.
이러한 가운데 목포대 화학과 연구팀이 1-옥텐, n-옥탄 혼합물로부터 1-옥텐을 선택적으로 분리 및 정제할 수 있는 무기 분자체 소재를 개발했다.
선택적 흡착반응을 이용한 1-옥텐 분리정제 기술은 물질의 끓는점 차이를 이용한 증류 분리법을 대체할 수 있을 뿐만 아니라, 복수의 증류탑이 사용하는 증류 분리법 대비 에너지 소모가 낮은 기술로 주목받고 있다.
김자연 대학원생은 무기 분자체의 기공 및 결정구조에 따른 1-옥텐 흡착 용량 및 반응 속도를 명확하게 규명했다. 이러한 실험 결과를 바탕으로 2나노 미터(nano meter = 10-9m) 이하의 마이크로 기공을 갖는 무기 분자체를 기반으로 한 고선택성 1-옥텐 흡착분리소재 개발에 성공했다.
보고된 논문의 제목은 ‘Comprehensive evaluation of 3A, 4A, 5A, and 13X zeolites for selective 1-octene adsorption over n-octane’이며 한국에너지기술연구원 탄소전환연구실과 공동연구를 수행했다. 김자연 원생은 무기 분자체 선정, 흡착용량 및 반응속도 측정, 무기 분자체 기공 및 결정구조 고도 분석 연구를 주도적으로 수행하여 주저자로 참여했다.
목포대 화학과 유충열 지도교수는 “이번 연구를 통하여 1-옥텐 흡착반응을 흡착 평형 및 반응 속도 측정을 통해 명확하게 규명하고, 이를 바탕으로 고선택성 1-옥텐 흡착 소재를 개발했다”라고 연구결과의 차별성·우수성을 강조했다.
김자연 원생은 “이번 연구는 한국산업기술평가원의 지원을 받아 소재부품기술개발사업의 하나로 수행되었으며, 연구팀은 앞으로 다양한 다공성 소재 연구를 통하여 선택성이 높은 1-옥텐 흡착 소재를 개발하고, 이를 실제 화학 공정에 적용하는 연구를 수행할 예정이다”고 말했다.
/박상술 기자