나노 세공 (pore) 크기의 구분은?

□ 나노세공의 분류

기공크기에 따라

- 마이크로포러스 (microporous, ~2 nm)

- 메조포러스(mesoporous, 2 nm~50 nm)

- 마크로포러스(macroporous, 50 nm~) 

 

□ 촉매 지지체로서 활용

다양한 세공 크기를 갖는 지지체를 활용하여 나노 입자 크기의 금속/금속 산화물 등의 촉매를 담지하여 촉매로 활용하는 연구들은 활발히 진행되고 있다. 특히 메조포러스 크기의 기공을 갖는 지지체 중 대표적인 종류가 메조포러스 실리카(SiO2) 이며, 구형(Spherical) 형태와 SBA-15 와 같이 벌집 형태로 크기가 정렬된 형태 등 다양하게 합성 및 활용되고 있다.

 

메조포러스 물질은 주형 (Template)으로 친수성(hydrophilic)기와 소수성기(hydrophobic) 기를 동시에 지니는 계면활성제(surfactant)나 양친 성 블록공중합체(amphiphilic block copolymer)와 세 공벽 구성 물질로 실리카 원(source)을 사용하여 자 기조립과정을 거쳐서 수열 반응을 통해 합성이 가능하다. (https://www.cheric.org/PDF/NICE/NI30/NI30-1-0038.pdf)

 

앞서 설명한 것과 같이 기공안에 촉매 물질을 담지하거나, 표면 개질을 통해 금속 이온을 Capture 하는데에도 사용할 수 있다. Sio2의 경우 표면에 APTMS, APTES 등의 Silane 계열과의 Linker 를 사용하여 표면 개질을 할 수 있고, 표면의 아민 그룹이 NH3+ 양이온 형태를 나타내고 금속 이온들과의 반응을 통해 Capture를 할 수 있다.