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Green Chemistry Lab

경북대학교 화학과

정성화 교수

Oxidative Desulfurization

Carbon Capture

Metal-Organic Frameworks (MOFs)

Green Chemistry Lab

화학과 정성화

그린케미스트리 연구실은 금속-유기 골격체(MOFs), 제올라이트, 나노다공성 소재 등 첨단 소재를 기반으로 환경오염물질의 제거와 친환경 화학공정 혁신을 선도하는 연구를 수행하고 있습니다. 본 연구실은 수질 및 대기 중의 다양한 유해 유기물, 중금속, 미세먼지, 연료 내 황·질소 화합물 등 환경문제의 핵심이 되는 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있는 고성능 흡착제 및 촉매 소재를 개발하고 있습니다. 특히, MOFs 및 그 유도체를 활용한 오염물질의 선택적 흡착 및 분리, 미세먼지 제거용 필터, 연료 정제, 수처리 등 다양한 응용 분야에서 세계적인 연구 성과를 내고 있습니다. 소재의 표면 기능화, 구조적 최적화, 복합화 등 소재공학적 접근을 통해 실제 산업 현장에 적용 가능한 내구성, 재생성, 경제성을 갖춘 기술 개발에 집중하고 있습니다. 또한, 공업촉매화학 분야에서는 제올라이트, SAPO-34, SSZ-13 등 미세다공성 촉매의 합성 및 구조 제어, 금속·비금속 도핑, 표면 기능화 등을 통해 에탄올, 부탄올 등 알코올류의 탈수반응, 올레핀 상호전환, 방향족화, 산화탈황/탈질 등 다양한 촉매 반응의 효율을 극대화하고 있습니다. 저온·무수소 조건에서의 산화탈황 및 탈질 촉매 개발, 바이오매스 유래 연료의 정제, 이산화탄소 포집 및 전환 등 친환경 에너지 및 자원순환 분야에서의 응용 연구도 활발히 이루어지고 있습니다. 이와 더불어, 나노소재 기반의 다중질환 진단 분석법, 바이오센서, 고성능 분석시스템 등 융복합 연구도 진행 중입니다. 다양한 국가연구과제와 산업체 협력 프로젝트를 통해 실용화 및 기술이전에도 적극적으로 참여하고 있습니다. 연구실은 앞으로도 첨단 소재와 촉매화학의 융합을 통해 환경문제 해결과 지속가능한 화학공정 혁신에 기여하며, 친환경 미래사회를 위한 핵심 원천기술 개발에 매진할 것입니다.

Oxidative Desulfurization
Carbon Capture
Metal-Organic Frameworks (MOFs)
금속-유기 골격체(MOFs) 및 다공성 소재를 활용한 환경오염물질 제거
본 연구실은 금속-유기 골격체(Metal-Organic Frameworks, MOFs) 및 다양한 다공성 소재를 이용하여 수질 및 대기 중의 환경오염물질을 효과적으로 제거하는 기술을 개발하고 있습니다. MOFs는 높은 표면적과 다양한 기능성 그룹을 도입할 수 있는 구조적 유연성을 바탕으로, 유기 오염물, 중금속, 미세먼지 등 다양한 유해물질의 선택적 흡착 및 분리에서 탁월한 성능을 보입니다. 최근에는 MOF 유래 탄소소재, 코발트, 바나듐, 지르코늄 등 다양한 금속을 도입한 하이브리드 소재를 통해 오염물질의 제거 효율을 극대화하고 있습니다. 이러한 연구는 수처리, 대기정화, 연료 정제 등 다양한 환경 분야에 적용되고 있으며, 실제 산업 현장에서 요구되는 내구성, 재생 가능성, 경제성까지 고려한 소재 설계가 이루어지고 있습니다. 특히, MOF 및 그 유도체를 이용한 미세먼지 제거 필터, 유기염료 및 의약품 잔류물의 흡착, 연료 내 황·질소 화합물의 정제 등 구체적인 응용 연구가 활발히 진행되고 있습니다. 향후에는 기능성 그룹의 정밀 제어, 다공성 구조의 최적화, 복합소재화 등 첨단 소재공학적 접근을 통해 더욱 다양한 오염물질에 대한 선택적 제거 및 고효율 정화 시스템 개발을 목표로 하고 있습니다. 이를 통해 친환경적이고 지속 가능한 환경정화 기술의 실현에 기여하고자 합니다.
촉매화학 및 나노소재 기반 에너지·화학공정 혁신
연구실은 공업촉매화학을 기반으로 한 나노소재 개발 및 이를 활용한 에너지·화학공정의 혁신에도 중점을 두고 있습니다. 제올라이트, SAPO-34, SSZ-13 등 미세다공성 촉매의 합성 및 구조 제어, 금속·비금속 도핑, 표면 기능화 등을 통해 에탄올, 부탄올 등 알코올류의 탈수반응, 올레핀 상호전환, 방향족화, 산화탈황/탈질 등 다양한 촉매 반응의 효율을 극대화하고 있습니다. 특히, 저온·무수소 조건에서의 산화탈황 및 탈질 촉매 개발, 바이오매스 유래 연료의 정제, 이산화탄소 포집 및 전환 등 친환경 에너지 및 자원순환 분야에서의 응용 연구가 활발히 이루어지고 있습니다. 촉매의 활성, 선택성, 내구성 향상을 위한 나노구조 제어, 결함공학, 표면화학적 조절 등 첨단 합성 및 분석기술이 적극적으로 도입되고 있습니다. 이러한 연구는 산업적 공정의 효율화, 에너지 절감, 환경오염 저감에 직접적으로 기여할 수 있으며, 미래형 청정에너지 및 친환경 화학공정의 기반 기술로서 중요한 역할을 하고 있습니다. 앞으로도 혁신적 촉매 및 나노소재 개발을 통해 지속가능한 화학산업 발전에 이바지할 계획입니다.
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Room-temperature oxidative desulfurization with tungsten oxide supported on NU-1000 metal-organic framework
정성화
FUEL, 2025
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Obtaining both high CO2 adsorption capacity and CO2/N2 selectivity via blocking N2 adsorption sites by grafting bulky diamine on metal-organic framework
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FUEL, 2025
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Metal-azolate framework-6s (MAF-6s) and their isomers: Preparation, modification, pyrolysis, and applications in adsorption and catalysis
정성화
COORDINATION CHEMISTRY REVIEWS, 2025
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고효율 C2-C3 interconversion 연속 촉매 반응/재생 기술 개발
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미세조류 유래 개량된 바이오오일의 산화탈질 기술 개발
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혁신화학소재 교육연구단
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2024년 03월 ~ 2025년 02월