ACS Catalysis지 표지논문 선정, “불균일촉매 반응 메커니즘 연구에 새로운 비전 제시”

포스텍 연구팀이 가스크로마토그래피-질량분석법과 동위원소 치환법을 이용하여 나노다공성 물질인 제올라이트 촉매 상에서 메타-자일렌이 파라-자일렌으로 전환되는 반응 메커니즘을 규명하는데 성공하였다. 파라-자일렌은 폴리에스터 섬유와 PET병, 필름 제조에 사용되는 석유화학 기초 원료로 세계 시장 규모가 60조원에 달하며, ExxonMobil, BP, 등 다국적 석유화학 기업뿐만 아니라, SK, GS 칼텍스, S-Oil 등에서도 제올라이트계열 촉매를 이용하여 생산되고 있다.

연구팀은 파라-자일렌 제조의 대표 상용공정인 메타-자일렌 이성화 반응의 반응중간체 직접 관찰을 통해 이 반응의 정확한 메커니즘을 규명하였고, 아울러 기존 상용촉매인 ZSM-5 보다 우수한 반응활성과 선택성을 보이는 새로운 제올라이트 촉매를 개발하였다. 특히, 그간 다공성 고체산 촉매반응에서 가설로만 알려져 왔던 반응생성물과 반응중간체에 의한 형상선택성(Product and Transition-State Shape Selectivity)을 실험적으로 증명하였다는 점에서 국제적으로 큰 주목을 받고 있다..

이번 연구는 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 이승종)이 추진하는 ‘중견연구자 지원사업(도약연구)’의 지원을 받아 포스텍 화학공학과/환경공학부 홍석봉 교수의 주도하에 박사과정 5년차 민형기씨가 제 1저자로 참여하였으며, 연구 결과는 미국화학회에서 발행하는 촉매분야 학술지인 “ACS Catalysis”지 4월 27일(현지시간)자 온라인 판에 게재되었다(논문명: Mechanistic Insights into the Zeolite-Catalyzed Isomerization and Disproportionation of m-Xylene). 특히, 이 논문은 학문∙산업적으로 그 중요성을 인정받아 해당지의 6월호에 표지논문으로 선정되었다.