유기금속 착물에 대한 효율적인 고정화(immobilization) 기술을 개발하는 것은 고효율 단일원자 촉매(SAC)의 제조와 고성능 분자 촉매의 재활용에 필수적이다. 본 연구에서는 이다졸레이트(imi-dazolate) 골격인 제올리틱 이미다졸레이트 프레임워크(zeolitic imidazolate framework, ZIF) 지지체에 Ir 복합체를 도입함으로써 SAC를 손쉽게 제조하는 방법을 제시한다. Ir(bis-carbene) 복합체는 ZIF-7-III 합성의 서로 다른 단계에서 도입되었으며, 그 결과 고정화 효율, 입자 형상, 촉매 활성은 서로 다르게 나타났다. 가능한 국소 구조는 밀도범함수이론(density functional theory) 모델링으로 제안되었고, 이는 엑스선 흡수 분광법(X-ray absorption spectroscopy) 결과와 비교되었다. 그 결과 Ir(bis-carbene) 부분기가 벤즈이미다졸레이트(benzimidazolate) 리간드의 결함이 있는 −N 자리(defective −N site)와 배위하는 것으로 확인되었다. 제조된 촉매는 글리세롤 탈수소화 및 CO2 수소화에서 전례 없는 전환수(>30,000)를 보였다. 열 여과(hot filtration) 및 재활용 시험은 가혹한 반응 조건에서도 촉매의 이질성(heterogeneity)과 안정성을 확인시켜 주었다. 본 연구의 결과는 다양한 촉매 반응에 대해 여러 유기금속 착물의 이질화(heterogenization)를 촉진할 것이다.

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