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전형필 연구실
한양대학교 에너지바이오학과 전형필 교수
Metal-organic framework
다공성 흡착제
실록세인 기반 MOF
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전형필 연구실

한양대학교 에너지바이오학과 전형필 교수

전형필 연구실은 Metal-organic framework 기반 다공성 흡착제와 분리/감지 소재를 개발하는 연구를 수행합니다. 실록세인(Siloxane) 및 유기규산염 계열 빌딩 블록을 활용해 영구 다공성과 열안정성을 갖는 MOF를 합성하고, 이를 직접공기포집 및 대기 중 기체 포집 응용에 적용하기 위한 소재 체계를 정립합니다. 또한 pillar-layered MOF의 채널 기하를 튜닝해 자일렌 이성질체를 kinetic sieving으로 선택 흡착하는 분리 연구와, Fe3O4@ZIF-8 자성 복합체의 수계 Cu2+ 제거, MOF 막 기반 수소 색상검출, 음이온성 Zr MOF의 포어 내 이온 배열 이온교환 분석을 연계하여 기능을 확장합니다.

Metal-organic framework다공성 흡착제실록세인 기반 MOF기체 포집기체/탄화수소 분리
대표 연구 분야
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실록세인·유기규산염 기반 MOF 합성 및 대기 중 기체 포집 thumbnail
실록세인·유기규산염 기반 MOF 합성 및 대기 중 기체 포집
Siloxane/Organo-silicate MOF synthesis and atmospheric gas capture
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기공 채널 제어 MOF의 분자체 분리 및 자일렌 이성질체 선택적 흡착 thumbnail
기공 채널 제어 MOF의 분자체 분리 및 자일렌 이성질체 선택적 흡착
Pore-channel controlled MOFs for molecular sieving and selective xylene isomer adsorption
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자성 MOF 흡착에 의한 Cu2+ 제거, MOF 막 기반 수소 색상검출, 음이온성 Zr MOF 이온 교환 thumbnail
자성 MOF 흡착에 의한 Cu2+ 제거, MOF 막 기반 수소 색상검출, 음이온성 Zr MOF 이온 교환
Magnet-responsive MOF Cu2+ removal, MOF-membrane colorimetric hydrogen detection, and anionic Zr-MOF
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연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.
주요 논문
5
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1
Article
|
인용수 5
·
2025
Highly Selective Adsorption of Para‐Xylene, Ethylbenzene, and Explicit Exclusion of Ortho‐Xylene from Xylene Isomers Using a Pillar‐Layered MOF with Tuned Pore Channels
Seonghwan Lee, Amitosh Sharma, Jae‐Hyeok Lee, Jaewoong Lim, Seung Kyu Min, Hyungphil Chun, Myoung Soo Lah
IF 16.9 (2025)
Angewandte Chemie International Edition
). 이러한 개구부는 PX 및 EB의 치수와 매우 밀접하게 일치하여 동역학적 체분리(kinetic sieving)가 가능하게 한다. 그 결과 Ni-HDB는 PX 및 EB에 대해 높은 선택성을 보이고, MX에 대해서는 중간 수준의 선택성을 나타내며, 주변 조건에서 OX를 배제한다. Ni-HDB는 EB/OX(1943), PX/OX(951), MX/OX(158)에 대해 액체상에서의 기록적인 선택도를 달성하는 동시에 PX 및 MX에 대한 높은 흡착 용량을 보인다. 동형체(isoreticular) 유사체들과의 비교 연구는 DABCO에 의해 유도되는 감금(confinement)이 크기 기반 선택성을 향상시키는 핵심임을 확인한다. 밀도범함수이론(density functional theory) 계산 결과, PX 및 EB에 대한 동역학적 선호가 나타나며, MX는 열역학적으로 유리하고, OX는 배제된다. Ni-HDB는 또한 열적 및 구조적 안정성이 우수하며, 10회 사이클 동안 성능 저하가 없다. 이러한 결과는 MOF에서 채널 기하학의 중요성을 부각하며, 에너지 효율적인 탄화수소 분리를 위한 차세대 흡착제 개발의 틀을 제공한다.
https://doi.org/10.1002/anie.202512244
Ethylbenzene
Selectivity
p-Xylene
DABCO
Chemistry
Adsorption
Xylene
Octane
Density functional theory
Metal-organic framework
2
Article
|
인용수 0
·
2025
Outside Front Cover: Highly Selective Adsorption of Para‐Xylene, Ethylbenzene, and Explicit Exclusion of Ortho‐Xylene from Xylene Isomers Using a Pillar‐Layered MOF with Tuned Pore Channels (Angew. Chem. 39/2025)
Seonghwan Lee, Amitosh Sharma, Jae‐Hyeok Lee, Jaewoong Lim, Seung Kyu Min, Hyungphil Chun, Myoung Soo Lah
Angewandte Chemie
Myoung Soo Lah 등은 연구논문(e202512244)에서 기둥-층상(pillar-layered) MOF인 Ni-HDB를 사용하여 자일렌(isomer)의 분자체분리를 달성하였다. 이 물질은 DABCO 기둥을 포함하는데, 해당 기둥이 측방 확산을 차단하고 타원형 창을 통해서만 수송이 이루어지도록 유도한다. 이러한 구속된 기하구조는 운동학적 분자체분리를 통해 OX에 비해 PX 및 EB에 대한 기록적인 선택성을 제공하며, 에너지 효율적인 탄화수소 분리를 위한 새로운 전략을 제시한다.
https://doi.org/10.1002/ange.202518729
Ethylbenzene
p-Xylene
Front cover
Cover (algebra)
Xylene
Pillar
Adsorption
Chemistry
m-Xylene
Toluene
3
Article
|
·
인용수 16
·
2023
Zn(II)–Siloxane Clusters as Versatile Building Blocks for Carboxylate-Based Metal–Organic Frameworks
Hyungphil Chun, Dohyun Moon
IF 14.4 (2023)
Journal of the American Chemical Society
] 유닛이다. 최대 연결성 8을 갖는 경우, 빌딩 블록은 팔면체 슈퍼케이지(octahedral supercages) 또는 비(非)단일 노드(uninodal) 8-연결 프레임워크(uninodal 8-connected frameworks)와 같은 위상학적으로 흥미로운 구조를 형성하는 것으로 나타났다. 합성된 모든 SiMOF는 영구 기공성을 가지며 높은 열적 안정성을 보이고, 톨루엔, 에탄올, 메탄올 및 수증기에 대한 흡착과 물 접촉각 측정에서 입증되듯이 자연적으로 소수성을 나타낸다. 이러한, 잘 정의된 다공성 고체에 대한 유망한 특성은 구조적 빌딩 유닛의 금속에 결합된 실록산(siloxane) 기들에 기인한다.
https://doi.org/10.1021/jacs.3c05950
Siloxane
Chemistry
Metal-organic framework
Toluene
Carboxylate
Porosity
Methanol
Ligand (biochemistry)
Block (permutation group theory)
Metal
최신 정부 과제
8
과제 전체보기
1
2025년 3월-2028년 2월
|362,611,000원
실록세인 기반 MOF의 체계 정립 및 이산화탄소의 직접공기포집 응용
지각에서 가장 중요한 광물인 규산화물 구조의 합성적 모델로 간주할 수 있는 실록세인을 빌딩블럭으로 사용하여 실리콘 화합물의 화학적 안정성과 소수성을 갖는 다공성 금속-유기 골격체 SiMOF를 체계적으로 합성하고 선택적 기체흡착 특성을 연구하고자 한다. 실록세인 기반 SiMOF의 골격 요소를 여러 종류의 전이금속과 리간드로 확장하여 다양한 기하구조의 meta...
실록세인
금속-유기 골격체
이산화탄소 포집
2
2022년 9월-2025년 2월
|230,218,000원
유기규산염에 기반한 다공성 MOF의 합성 및 대기 중 성분기체 포집
유기규산염-전이금속 ([RSiO3-M]) 빌딩블럭에 기반해 전례없는 조성과 향상된 안정성을 갖는 다공성 MOF의 새로운 계열을 만들고자 한다. 유기규산염은 제올라이트를 비롯한 많은 기능성 무기소재의 1차 조립단위 ([SiO4])와 유사한 특성을 갖기 때문에 다양한 형태의 사슬이나 고리형 규산염에 기반한 MOF는 무기소재가 갖는 뛰어난 안정성을 일부 승계할 ...
금속-유기 골격체
다공성물질
결정구조
유기규산염
기체흡착
3
주관|
2019년 3월-2022년 2월
|297,000,000원
유용하고 새로운 MOF 원형의 발견과 체계적 합성 및 응용
카르복실 리간드가 포함되지 않은 황산염 계열 지르코늄 클러스터를 조립단위로 갖는 MOF 시리즈를 합성하고자 한다. 지르코늄(IV) 이온이 수산화이온 및 황산 이온에 의해 지지되어 있는 클러스터를 기반으로 황산 이온 전부 혹은 일부가 유기 설포네이트로 치환된 12 또는 14 연결 마디의 SBU로 유도한다. 이로부터 합성되는 새로운 MOF는 기존의 면심입방 조밀쌓임과 상이한 위상구조를 가질 것으로 예상된다. 그리고 단순 가교역할을 하는 황산이온의 경우 기하학적인 관점에서 카르복실 리간드와 호환성을 갖기 때문에 설포네이트와 카르복실레이트가 일정비율로 혼합된 새로운 형태의 MOF 시리즈를 얻고 범용성이 큰 MOF원형을 선별한다. 또한, 아미노페놀 계의 골격에 카르복실기가 도입된 리간드를 이용해 세미퀴논 형태의 라디칼이 골격을 이루는 새로운 형태의 다공성 MOF를 합성하고자 한다. 아미노페놀계 리간드는 MOF 합성에 시도되지 않은 물질로, 이미노세미퀴논 라디칼이 금속에 배위하여 안정화되는 것으로 알려져 있다. 이로부터 금속의 d전자와 라디칼의 홀전자 간 상호작용이 3차원 골격 전반에 걸쳐 확장된 MOF를 합성하여 기공 구조에 따르는 크기 선택적 흡착과 라디칼 고유의 산화환원 활성으로 인한 촉매활성을 동시에 구현할 수 있는 원리를 규명하고자 한다.
다공성물질
결정구조
금속-유기 골격체
선택흡착
라디칼