김세건ㆍ한상일 고분자 과학과 기술 제 36 권 4 호 2025년 8월 225 부여에도 기여할 수 있다.52 하지만 이러한 초분자 전략의 효과를 극대화하기 위해서는, 기저 상태 평형 및 상호작용에 대한 정량적 이해가 반드시 선행되어야 한다. 광촉매를 포함하는 초분자 케이지를 전극 표면에 고정화함으로써, 전자 유도형 광레독스산화-환원 촉매 반응 electron-primed photoredox catalysis 을 구동할 수 있으며, 동시에 제2 배위권 second coordination sphere 에서의 입체조절을 통해 짧은 수명의 반응 중간체를 보다 정밀하게 제어할 수 있다.53 더 나아가, 초분자 케이지를 흐름 반응기 flow reactor 에 통합하는 것도 상상할 수 있다. 현재 이 분야의 주요 한계는 전극에 견고하게 결합되면서도 전기화학 조건 하에서 침출 leaching 되거나 분해되지 않는 안정한 배위 케이지 구조의 확보에 있...

특 집 고분자 과학과 기술 제 36 권 4 호 2025년 8월 227 1. 서론 광촉매 반응 photocatalysis 은 다양한 라디칼 유기 반응을 빛 에너지 기반의 매우 온화한 조건에서 구현할 수 있는 촉매적 전략으로 현대 유기 화학에서 적극적으로 활용되고 있다.1 빛 에너지에 의해 들뜬 상태 excited state 에 도달한 광촉매는 외부 기질과 단전자를 주고받거나 single-electron transfer, SET 에너지를 직접 전달하여 energy transfer, ET 또 다른 라디칼 중간체를 생성한다. 이 과정은 고반응성 라디칼 중간체를 촉매량만큼 지속적으로 생성하기 때문에 고전적인 라디칼 기반 합성 전략에 비해 부반응을 최소화하며 독특한 형태의 라디칼 메커니즘을 구현할 수 있다. 일반적으로 이리듐 Ir 나 루테늄 Ru 금속 화합물 광촉매가 유기 반응에서 범용적으로 사용되고 있는데, 최근 이러한 금속 광촉매를 ...

김정원 고분자 과학과 기술 제 36 권 4 호 2025년 8월 229 변화시키며 각 구조에 대해 광화학적 특성과 전기화학적 특성을 계산화학 접근과 실험화학 접근의 병행으로 확보했으며, 구조와 특성 사이의 연관성을 토대로 cyanoarene 계열의 구조 세부 조정을 진행하였다. 다양한 donor와 acceptor 조합 중, diphenylamine을 donor로 가지는 cyanoarene 4-DP-IPN 이 매우 높은 Photo-ATRP 활성을 나타내는 광촉매로 확인되었다. 청색광 blue light 를 잘 흡수하는 특성 λmax,abs = 458 nm, εmax,abs = 13,900 M-1 cm-1 과 긴 들뜬 상태 수명 τ= 28 μs 에 힘입어, 매우 적은 양의 4-DP-IPN 0.01 mol%, 0.5 ppm for MMA 으로도 MMA의 Photo-ATRP를 리빙 중합 과정으로 진행할 수 있었다 그림 3 2.2 유기 광촉매를 이용한 PET-RAFT 활성화된 사슬 중간체의 첨가-분해 평형에 의해 리빙 중합을 진행하는 RAFT reversible addition-fragmentation c...

김정원 고분자 과학과 기술 제 36 권 4 호 2025년 8월 231 polymerization, ROMP 은 루테늄 Ru , 몰리브데넘 Mo , 텅스텐 W 기반의 복분해 촉매 metathesis catalyst 에 의해 매개되나,23-25 광촉매에 의해 매개되는 Photo-ROMP는 전혀 다른 메커니즘을 활용한다 그림 9 .26 Cationic-RAFT와 유사하게 들뜬 상태 광촉매는 개시제 또는 고분자 사슬의 단전자 산화를 유발한다. 이때 이중 결합의 π-계로부터 전자 하나가 제거되어 라디칼 양이온 중간체가 형성되면, 이중 결합을 지닌 알켄 단량체와의 [2+2] 고리 첨가 반응 cycloaddition 이 진행되어 cyclobutane 중간체를 형성한다. 해당 중간체는 여전히 전자가 하나 부족한 라디칼 양이온이기 때문에 빠른 고리 열림 ring opening 이 진행되며, 이 과정을 통해 알켄 단량체가 ROMP의 형태로 고분자 사슬에 첨가된다. 남아 있는 광촉매에 의해 라디칼 양�...

특 집 고분자 과학과 기술 제 36 권 4 호 2025년 8월 233 1. 서론 기후 변화에 대한 전 지구적 대응과 탄소 중립 달성을 위한 노력에 따라 신재생에너지를 활용한 전기·화학· 열에너지 생산 기술이 최근 들어 각광받고 있다. 이 중에서도 태양광 에너지를 이용한 수소 생산 기술은 청정에너지 전환의 핵심으로 주목 받고 있으며 이를 실험하기 위한 고분자 기반 광촉매 polymer photocatalyst 개발이 활발히 진행되고 있다.1-3 광촉매 수소 생산 시스템은 물과 햇빛만으로 작동하는 간단한 구조를 가지며, 외부 전력 없이 태양광만으로 수소를 생산할 수 있다는 점에서 매우 매력적이다 그림 1 광촉매가 자체 밴드갭 bandgap 보다 큰 에너지를 흡수하면 전자가 가전자대 valence band 에서 전도대 conduction band 로 여기되어 전자-정공 쌍이 형성되며, 이는 쿨롱 인력에 의해 엑시�...