가솔린을 생산하는 등 석유화학산업에서 촉매로 널리 이용되는 제올라이트. POSTECH(포항공과대학교) 연구팀이 지금까지 학계에 보고된 제올라이트 가운데에서도 가장 복잡한 구조를 갖는 새로운 제올라이트를 합성하는데 성공했다.

교육과학기술부(장관 서남수)와 한국연구재단(이사장 정민근)이 추진하는 리더연구자 지원사업(창의적연구)과 POSCO의 지원을 받아 POSTECH 환경공학부.화학공학과 홍석봉 교수․박사과정 이준규씨 팀은 화학분야 세계 최고 권위지로 꼽히는 ‘안게반테케미(Angewandte Chemie)’지를 통해 새로운 제올라이트의 합성 및 이 제올라이트의 구조를 발표했다.

PST-6(POSTECH number 6)란 이름을 가진 이 제올라이트는 주로 분리제나 흡착제, 촉매 등으로 사용되는 알루미노포스페이트*1로서 36개의 서로 다른 사배위 자리를 갖는 것으로 확인됐다.

연구팀은 다이에틸아민(Diethylamine)을 유기구조유도물질*2로 사용하여 만든 또 다른 새로운 제올라이트 PST-5를 소성, 새로운 구조의 제올라이트를 합성해냈으며 이를 포항가속기연구소를 통해 X-선 회절 데이터 분석하는 한편, 투과전자현미경, 컴퓨터 모델링 등을 이용, 구조 결정에 성공했다. 또한 이 과정에서 기존에 알려진 제올라이트 중 가장 복잡한 구조를 가지고 있음을 알아냈다.

지금까지 가장 복잡한 구조로 알려진 제올라이트는 ITQ-39로 28개의 사배위 자리를 가지고 있다.

연구팀이 합성에 성공한 새로운 구조의 PST-6는 서로 다른 크기의 두 세공(細孔)이 한 축을 따라서만 평행하게 존재하는 독특한 구조 때문에 수소나 이산화탄소와 같은 작은 기체분자를 분리하는 소재로 활용될 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다.

1. 알루미노포스페이트

미국 UOP사가 80년대 초 처음으로 합성해낸 제올라이트 유사물질로 분리제, 흡착제, 촉매, 촉매 지지체로 이용됨

2. 유기구조유도물질

제올라이트의 구조적 특징에 따라 발생하는 음전하를 보상해주기 위해 합성과정에서 첨가하는 유기 양이온, 제올라이트 세공을 채우는 물질