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중심금속으로 4가인 제1금속 이온이 수산화기로 배위되어 있는 자리를 함유하여 친핵성 유기 아민의 흡착 자리를 제공하는 제1금속 클러스터를 구비한 금속-유기 골격체를 플랫폼(platform)으로 하여,금속-유기 골격체의 기공을 통해 제2금속 이온으로 클러스터 메탈레이션(cluster metalation)시켜 기공에 위치한 제1금속 클러스터의 수화물 또는 수산화기와 흡착 또는 반응에 의해 제2금속 이온을 추가시킨 제2금속 클러스터를 형성시킨 후,제2금속 클러스터에서 기공에 노출된 친핵성 유기 아민의 흡착 자리에 1개 이상의 질소를 포함한 친핵성 유기 아민을 흡착시킨, 다기능성 금속-유기 복합체
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제1항에 있어서, 상기 제1금속 클러스터는 금속옥소 클러스터이고, 클러스터에 배위되어 있는 수산화기, 물분자 또는 둘다의 위치에 2가(2+) 이상 6가(6+) 이하의 제2금속 이온으로 메탈레이션된 것이 특징인 다기능성 금속-유기 복합체
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제1항에 있어서, 상기 친핵성 유기아민은 하나의 아민기를 통해 친핵성 유기 아민의 흡착 자리에 흡착될 수 있고, 다른 하나의 작용기에 의해 제공되는 친핵성을 통해 흡착 또는 촉매반응을 수행할 수 있는 것이 특징인 다기능성 금속-유기 복합체
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제1항에 있어서, 물과 접촉시 프로톤 이온이 배출되어 브뢴스테드 산점으로 작용하거나 염기성 특성이 있어서, 금속-유기 복합체의 반응성을 향상 또는 감소시키거나, 새로운 반응을 수행할 수 있게 하는 것이 특징인 다기능성 금속-유기 복합체
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5
제1항에 있어서, 상기 제1금속 클러스터는 M6(μ3-O)4(μ3-OH)4(M은 4가 이온)으로 표시되는 것이 특징인 다기능성 금속-유기복합체
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제1항에 있어서, 상기 4가인 제1금속 이온은 Zr, Hf, Ti 및 Sn(4+)로 구성된 군에서 선택된 금속의 이온인 것이 특징인 다기능성 금속-유기 복합체
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7
제1항에 있어서, 상기 4가인 제1금속 이온은 부분적으로 V, Nb, 및 Ta으로 구성된 군에서 선택된 5가의 금속이온으로 치환된 것이 특징인 다기능성 금속-유기 복합체
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제1항에 있어서, 클러스터 메탈레이션(cluster metalation)을 통해, 금속 클러스터의 전하 밀도(charge density)를 변경시키거나 추가로 도입된 제2 금속 이온에 의해 촉매 활성점 또는 흡착질의 흡착점이 형성되는 것이 특징인 다기능성 금속-유기 복합체
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9
제1항에 있어서, 클러스터 메탈레이션을 통해 추가로 도입된 제2 금속 이온과 기공에 흡착된 친핵성 유기아민에 의해 촉매 활성점 또는 흡착질의 흡착점이 형성 또는 강화되는 것이 특징인 다기능성 금속-유기 복합체
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10
제1항에 있어서, 클러스터 메탈레이션 또는 기공에 흡착된 친핵성 유기아민에 의해 기공 크기 및/또는 기공 부피를 조절하여, 도입된 제2 금속 이온 또는 유기 아민에 의해 촉매 반응물의 반응속도 또는 흡착 분자의 흡착속도를 조절할 수 있는 것이 특징인 다기능성 금속-유기 복합체
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11
제1항에 있어서, 상기 제2 금속 이온은 2가, 3가 또는 4가인 이종(hetero) 금속이온인 것이 특징인 다기능성 금속-유기 복합체
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제1항에 있어서, 상기 제2금속 이온은 Cu, Zn, Co, Ni, Fe, Mn, Ca, Mg, Sr, Ba, 및 Sn로 구성된 2가 금속이온 군; Fe, Co, Ni, Mn, Cr, Al, Ga, 및 In 로 구성된 3가 금속이온 군; 및 Ti, Zr, Hf, Sn, 및 Pb로 구성된 4가 금속이온 군에서 하나 이상 선택된 것이 특징인 다기능성 금속-유기 복합체
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제1항에 있어서, 클러스터 메탈레이션 대상인 금속-유기 골격체는 하기 화학식 1로 표시되는 것이 특징인 다기능성 금속-유기 복합체
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제1항에 있어서, 상기 유기 아민은 에틸렌디아민(ethylenediamine), 트리에틸렌디아민(triethylenediamine, TEDA), 헥사메틸렌테트라아민(hexamethylenetetramine) 및 트리아자포스포아다멘텐(triazaphosphaadamantane)으로 구성된 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합물인 것이 특징인 다기능성 금속-유기 복합체
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제1항에 있어서, 클러스터 메탈레이션된 금속-유기 골격체는 하기 화학식 2로 표시되는 것이 특징인 다기능성 금속-유기 복합체
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제13항 또는 제15항에 있어서, 유기 리간드 L2는 벤젠디카르복실산, 나프탈렌디카르복실산, 벤젠트리카르복실산, 나프탈렌트리카르복실산, 벤젠트리벤조산, 피리딘디카르복실산, 비피리딜디카르복실산, 포름산(formic acid), 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타민산, 헥산디오산, 헵탄디오산 및 시클로헥실디카르복실산로 구성된 군에서 하나이상 선택된 것이 특징인 다기능성 금속-유기 복합체
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17
제1항에 있어서, 제1금속 클러스터를 구비한 금속-유기 골격체는 MOF-801, MOF-804, MOF-805, MOF-806, MOF-812, MOF-841, MOF-808, NU-1000, MOF-808, UiO-66, UiO-66, UiO-68, DUT-52, DUT-53, DUT-67 또는 DUT-84 계열의 X-선 회절패턴을 갖는 금속-유기 골격체인 것이 특징인 다기능성 금속-유기 복합체
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18
제1항에 있어서, 제2금속 클러스터에서 중심금속인 제1금속 이온과 수산화기 함유 배위 화합물에 의해 제1금속 이온 종류에 따라 산 또는 염기와 결합할 수 있는 활성자리를 제공하는 것이 특징인 다기능성 금속-유기 복합체
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제1항 내지 제15항, 제17항 및 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 클러스터 메탈레이션된 금속-유기 골격체는 플랫폼(platform)인 금속-유기 골격체의 결정구조 또는 토폴로지(topology)를 유지하는 것이 특징인 다기능성 금속-유기 복합체
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2종 이상의 물질 각각을 흡착 또는 이와 반응하는 활성자리를 가지는 다기능성 금속-유기 복합체의 제조방법에 있어서,중심금속으로 4가인 제1금속 이온 및 배위 화합물로 수산화기 함유 화합물을 함유하는 제1금속 클러스터를 구비한 금속-유기 골격체를 준비하는 제1단계;제1단계의 금속-유기 골격체의 기공을 통해 제2금속 이온으로 클러스터 메탈레이션(cluster metalation)시켜 기공에 위치한 제1금속 클러스터의 리간드에 이종(hetero) 제2금속 이온을 추가시켜 2종 이상의 금속이온을 함유하는 제2금속 클러스터를 형성시키는 제2단계; 및제2단계 이후 제2금속 클러스터에서 기공에 노출된 친핵성 유기 아민의 흡착 자리에 1개 이상의 질소를 포함한 친핵성 유기아민을 흡착시켜 상기 금속-유기 복합체를 형성시키는 제3단계를 포함하는 다기능성 금속-유기 복합체 제조방법
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제20항에 있어서, 제1항 내지 제15항, 제17항 및 제18항 중 어느 한 항에 기재된 다기능성 금속-유기 복합체의 제조방법인 것이 특징인 다기능성 금속-유기 복합체 제조방법
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제20항에 있어서, 활성자리는 촉매 활성점 또는 흡착질의 흡착점인 것이 특징인 다기능성 금속-유기 복합체 제조방법
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중심금속으로 4가인 제1금속 이온이 수산화기로 배위되어 있는 자리를 함유하여 친핵성 유기 아민의 흡착 자리를 제공하는 제1금속 클러스터를 구비한 금속-유기 골격체를 플랫폼(platform)으로 하여,금속-유기 골격체의 기공을 통해 제2금속 이온으로 클러스터 메탈레이션(cluster metalation)시켜 기공에 위치한 제1금속 클러스터의 수산화기와 흡착 또는 반응에 의해 제2금속 이온을 추가시켜 형성된 제2금속 클러스터를 포함하는, 다기능성 금속-유기 복합체(단, 중심금속이 Zr인 NU-1000 계열 및 PCN-700 계열의 금속-유기 골격체는 제외함)
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제23항에 있어서, 상기 제1금속 클러스터를 구비한 금속-유기 골격체는 MOF-801, MOF-804, MOF-805, MOF-806, MOF-812, MOF-841, MOF-808, NU-1000, MOF-808, UiO-66, UiO-66, UiO-68, DUT-52, DUT-53, DUT-67, 또는 DUT-84 계열의 X-선 회절패턴을 갖는 것인 금속-유기 복합체
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제23항에 있어서, 상기 다기능성 금속-유기 복합체는 MOF-801, MOF-804, MOF-805, MOF-806, MOF-812, MOF-841, MOF-808, NU-1000, MOF-808, UiO-66, UiO-66, UiO-68, DUT-52, DUT-53, DUT-67, 또는 DUT-84 계열의 X-선 회절패턴을 유지하는 것인 금속-유기 복합체
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제23항에 있어서, 클러스터 메탈레이션 대상인 제1금속 클러스터는 금속옥소 클러스터이고, 클러스터와 배위되는 OH, H2O 또는 둘다의 위치에 2가인 제2금속 이온으로 메탈레이션된 것이 특징인 금속-유기 복합체
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제23항에 있어서, 제1금속 클러스터는 수산화기 함유 화합물을 함유하고, 제2금속 클러스터에서 중심금속인 제1금속 이온과 수산화기에 의해 제1금속 이온 종류에 따라 산 또는 염기와 결합할 수 있는 활성자리를 제공하는 것이 특징인 금속-유기 복합체
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제1항 내지 제15항, 제17항, 제18항, 및 제23항 내지 제27항 중 어느 한 항에 기재된 금속-유기 복합체를 함유하는 것이 특징인 촉매용 또는 흡착용 조성물
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제28항에 있어서,제1금속으로 지르코늄을, 제2금속으로 구리, 은 또는 둘 모두를 포함하여 휘발성 유기 화합물(volatile organic compound; VOC) 제거활성을 나타내는 촉매용 또는 흡착용 조성물
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