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몰리브덴

Molybdenum
몰리브덴, 모
Molybdenum crystaline fragment and 1cm3 cube.jpg
몰리브덴
발음/məˈlɪbdənəm/ (mə-LIB-də-nəm)
외관회색의 금속.
표준 원자량Ar, std(Mo)95.95(1)[1]
주기율표의 몰리브덴
수소 헬륨
리튬 베릴륨 붕어 탄소 질소 산소 플루오린 네온
나트륨 마그네슘 알루미늄 실리콘 유황 염소 아르곤
칼륨 칼슘 스칸듐 티타늄 바나듐 크롬 망간 코발트 니켈 구리 아연 갈륨 게르마늄 비소 셀레늄 브로민 크립톤
루비듐 스트론튬 이트리움 지르코늄 니오비움 몰리브덴 테크네튬 루테늄 로듐 팔라듐 은색 카드뮴 인듐 주석 안티모니 텔루륨 요오드 제논
세슘 바륨 란타넘 세륨 프라세오디뮴 네오디뮴 프로메튬 사마륨 유로피움 가돌리늄 테르비움 디스프로슘 홀뮴 에르비움 툴륨 이테르비움속 루테튬 하프늄 탄탈룸 텅스텐 레늄 오스뮴 이리듐 백금 수은(원소) 탈륨 이끌다 비스무트 폴로늄 아스타틴 라돈
프랑슘 라듐 악티늄 토륨 프로텍티늄 우라늄 넵투늄 플루토늄 아메리슘 큐륨 베르켈륨 캘리포늄 아인슈타인움 페르뮴 멘델레비움 노벨륨 로렌슘 루더포듐 더브니움 수보르기움 보히움 하시움 메이트네리움 다름슈타디움 뢴트게늄 코페르니슘 니혼륨 플레로비움 모스코비움 간모륨 테네신 오가네손
CR



W
니오비움몰리브덴테크네튬
원자번호 (Z)42
그룹6그룹
기간5주기
블록 d-블록
전자 구성[Kr] 4d5 5s1
셸당 전자2, 8, 18, 13, 1
물리적 성질
위상 STP서실체가 있는
녹는점2896K(2623°C, 4753°F)
비등점4912K(4639°C, 8382°F)
밀도 (근처 )10.28 g/cm3
액체가 있을 때 ( )9.33 g/cm3
융해열37.48 kJ/mol
기화열598 kJ/mol
어금니열용량24.06 J/(몰·K)
증기압
P (Pa) 1 10 100 1k 10k 100k
(K)에서 2742 2994 3312 3707 4212 4879
원자성
산화 상태-4, -2, -1, 0,[2] +1, +2, +3, +4, +5, +6(강산성 산화물)
전기성폴링 스케일: 2.16
이온화 에너지
  • 1차: 684.3 kJ/mol
  • 2위: 1560 kJ/mol
  • 3차: 2618 kJ/mol
원자 반지름체험형: 139시
공동 반지름오후 154±5시
Color lines in a spectral range
몰리브덴의 스펙트럼 라인
기타 속성
자연발생원시적인
결정구조 신체 중심 입방체(BCc)
Body-centered cubic crystal structure for molybdenum
음속 얇은 막대기5400m/s ( )
열팽창4.8 µm/(m³K)(25°C)
열전도도138 W/(m³K)
열 확산도54.3 mm2/s(300 K)[3]
전기저항도53.4 NΩ⋅m(20°C)
자기순서파라자성의[4]
어금니 자기 감수성+89.0×10cm−63/mol(298K)[5]
영의 계량329 GPA
전단 계수GPA 126
벌크 계량230 GPA
포아송 비율0.31
모스 경도5.5
비커즈 경도MPa 1400-2740
브리넬 경도MPa 1370–2500
CAS 번호7439-98-7
역사
디스커버리칼 빌헬름 쉴레(1778)
제1격리듬피터 제이콥 헬름(1781)
몰리브덴동위 원소
이소슈토페 아부네댄스 하프라이프 (t1/2) 붕괴 모드 프로덕트
92 14.65% 안정적
93 동음이의 4×103 y ε 93Nb
94 9.19% 안정적
95 15.87% 안정적
96 16.67% 안정적
97 9.58% 안정적
98 24.29% 안정적
99 동음이의 65.94 h β 99mTC
γ
100 9.74% 7.8×1018 y ββ 100
범주:몰리브덴
참고 문헌

몰리브덴(Molybdenum)은 기호 Mo원자 번호 42를 가진 화학 원소다.네오라틴 몰리브다눔에서 유래한 것으로, 광석이 납 광석과 혼동되었기 때문에 을 뜻하는 고대 그리스 μόυββδςς mo mo mo mo몰리브도스를 바탕으로 한 이름이다.[6]몰리브덴 광물은 역사를 통해 알려져 왔지만, 그 원소는 (다른 금속의 광물염과 구별한다는 의미에서) 1778년 칼 빌헬름 스크흘에 의해 발견되었다.이 금속은 1781년 피터 제이콥 힐름에 의해 처음으로 분리되었다.[7]

몰리브덴은 지구의 자유 금속으로서 자연적으로 발생하는 것이 아니다; 그것은 광물의 다양한 산화 상태에서만 발견된다.자유 원소는 회색 주물을 가진 은빛 금속으로 어떤 원소보다 녹는점여섯 번째로 높다.합금에서 단단하고 안정적인 탄화물을 쉽게 형성하며, 이 때문에 원소의 전 세계 생산량(약 80%)이 고강도 합금, 초합금 등 강철 합금에 사용된다.

대부분의 몰리브데넘 화합물은 물에 용해도가 낮지만 몰리브데넘을 함유한 미네랄이 산소와 물과 접촉하면 그 결과 몰리브데일 이온 MoO2−
4 상당히 용해된다.
산업적으로 몰리브덴 화합물(원소 세계 생산량의 약 14%)은 고압 및 고온 용도에 색소 및 촉매로 사용된다.

몰리브덴을 함유한 효소는 생물학적 질소 고정 과정에서 대기 분자 질소화학적 결합을 깨는 박테리아 촉매 중 단연코 가장 흔한 것이다.박테리아와 시아노박테리아 효소만이 질소 고정 작용에 관여하고 있지만, 현재 적어도 50개의 몰리브덴 효소가 박테리아, 식물, 동물에 알려져 있다.질소화합물에는 철몰리브덴의 공효소인 FeMoco가 들어 있는데, 이는 Mo(III)나 Mo(IV)[8][9]를 함유하고 있는 것으로 생각된다.이것은 다양한 중요한 기능을 수행하는 다른 모든 몰리브덴 수용 효소에서 몰리브도프테린과 함께 복합적으로 발견된 완전히 산화된 Mo(VI)와는 구별된다.[10]이러한 후자의 효소에 의해 촉매되는 다양한 결정적인 반응들은 몰리브덴이 인간을 포함한 모든 상위 진핵생물들에게 필수적인 요소라는 것을 의미한다.

특성.

물리적 성질

순수한 형태에서 몰리브덴은 모스 경도 5.5, 표준 원자량 95.95g/mol의 은회색 금속이다.[11][12]녹는점이 2,623 °C(4,753 °F)로 자연발생원소 중 탄탈룸, 오스뮴, 레늄, 텅스텐, 탄소만 녹는점이 더 높다.[6]상업적으로 사용되는 금속 중 열팽창 계수가 가장 낮은 것 중 하나이다.[13]

화학적 특성

몰리브덴(Molybdenum)은 Pauling 눈금에서 2.16의 전기성을 갖는 전이 금속이다.실온에서 산소나 물과 눈에 띄게 반응하지 않는다.몰리브덴의 약한 산화는 300 °C(572 °F)에서 시작되며, 600 °C 이상의 온도에서 대량 산화가 일어나 삼산화 몰리브덴이 발생한다.비록 Mo3+ cation이 세심하게 통제된 조건에서 알려져 있지만, 많은 중량의 전이 금속과 마찬가지로, 몰리브덴은 수용액에서 양이온을 형성할 의향이 거의 없다.[14]

동위 원소

알려진 몰리브덴 동위 원소는 83년부터 117년까지 35개이며, 4개의 전이성이소머도 있다.7개의 동위원소가 자연적으로 발생하며, 원자 질량은 92, 94, 95, 96, 97, 98, 100이다.이 자연발생 동위원소 중 몰리브덴-100만이 불안정하다.[15]

몰리브덴-98은 가장 풍부한 동위원소로 전체 몰리브덴의 24.14%로 구성된다.몰리브덴-100의 반감기는 약 10년이며19, 루테늄-100으로 이중 베타 붕괴를 겪는다.몰리브덴의 모든 불안정한 동위원소는 니오비움, 테크네튬, 루테늄의 동위원소로 부패한다.합성 방사성동위원소 중 가장 안정된 것은 모로, 반감기가 4,000년이다.[16]

가장 일반적인 동위원소 몰리브덴 적용은 핵분열 생성물몰리브덴-99를 포함한다.그것은 단명 감마 방출 딸 방사성 동위원소 테크네튬-99m대한 부모 방사성 동위원소로서, 의학의 다양한 영상 어플리케이션에 사용되는 핵 이성질체다.[17]델프트 공대는 2008년 몰리브덴-98 기반 몰리브덴-99 생산에 대한 특허를 출원했다.[18]

화합물

몰리브덴은 산화 상태에서 -II에서 +VI까지 화학 화합물을 형성한다.높은 산화 상태는 지상 발생과 더 관련이 있고 생물학적 역할, 중간 수준의 산화 상태는 종종 금속 클러스터와 연관되며, 매우 낮은 산화 상태는 전형적으로 유기농성분 화합물과 관련된다.Mo와 W의 화학은 강한 유사성을 보여준다.예를 들어, 몰리브덴(III)의 상대적 희귀성은 크롬(III) 화합물의 퍼버시티도와 대비된다.가장 높은 산화 상태는 몰리브덴(VI) 산화물(MoO3)에서 나타나는 반면, 일반 황 화합물은 몰리브덴 이황화 MoS이다2.[19]

산화
[20]
−1
2
[모
2
(CO)]
10
0 모(CO)
6
+1 나[CHMO
6

6
]
+2 모클
2
+3 모브르
3
+4 모스
2
+5 모클
5
+6 모프
6
다산소산염의 예인 인광산염 음이온(P[MoO1240])3−케긴 구조

상업적 관점에서 보면 가장 중요한 화합물은 이황화 몰리브덴과 삼산화 몰리브덴(MoO
2
3
)이다.
검은 이황화물은 주요 광물이다.그것은 삼산화질소를 주기 위해 공기에 구워진다.[19]

2 MoS
2
+ 7 O
2
→ 2 MoO
3
+ 4 SO
2

고온에서 휘발성이 강한 삼산화물은 합금뿐 아니라 사실상 다른 모든 Mo 화합물의 전구체다.몰리브덴은 몇 가지 산화 상태를 가지고 있는데, 가장 안정적인 상태는 +4와 +6(왼쪽 테이블에서 볼드됨)이다.

몰리브덴(VI) 산화물은 강력한 알칼리성 물에 용해되어 몰리브다이트(MoO42−)를 형성한다.몰리브다이트는 염색체보다 더 약한 산화물이다.그들은 [MoO724]6−와 [MoO826]4−와 같이 낮은 pH 값에서 응결하여 구조적으로 복잡한 옥시온을 형성하는 경향이 있다.폴리몰리브다이트는 폴리옥소메탈레이트를 형성하면서 다른 이온을 포함할 수 있다.[21]인의 분광 검출에는 암청색 인 성분의 이질몰리브데이트 P[MoO1240]3−를 사용한다.[22]몰리브덴의 광범위한 산화 상태는 다양한 몰리브덴 염소산염에 반영된다.[19]

크롬이나 다른 전이 금속과 마찬가지로 몰리브덴은 모2(CHCOO3)4나 [MoCl28]4−과 같이 4중 결합을 형성하는데, 이 또한 4중 결합을 가지고 있다.[19][24]부티레이트 및 과불화부티이트 다이머인 Mo2(OCR2)4와 Rh2(OCR2)의 루이스 산성이 보고되었다.[25]

산화 상태 0은 몰리브덴 헥사카르보닐, 모(CO)와 같이 일산화탄소를 리간드로 하여 가능하다.6[19]

역사

몰리브데나이트(Molybdenite)는 현재 몰리브데넘이 추출된 주요 광석으로서 이전에는 몰리브데나로 알려져 있었다.몰리브데나는 흑연과 혼동했고 종종 흑연처럼 이용되었다.흑연처럼 몰리브덴은 표면을 검게 하거나 고체 윤활유로 사용할 수 있다.[26]몰리브데나가 흑연과 구별될 수 있을 때에도, 그것은 여전히 일반적인 납광석 PbS(현재의 갈레나라고 불림)와 혼동되었다. 그 이름은 을 의미하는 고대 그리스 μόυββδςς mo mo mo몰리브도스에서 유래되었다.[13](그리스어 자체도 아나톨리안 루비앙어족리디아어족의 외래어로 제안되었다.[27]

몰리브덴은 14세기 일본 칼(mfd. ca. 1330) 한 자루에서 강철과 의도적으로 합금되었지만, 그 예술은 결코 널리 채용되지 않았고 후에 상실되었다.[28][29]1754년 서양에서 벵트 안데르손 qvist는 몰리브데나이트의 샘플을 검사하여 납이 들어 있지 않아 갈레나가 아니라고 판단했다.[30]

1778년까지 스웨덴의 화학자 칼 빌헬름 스크흘은 몰리브데나가 갈레나 흑연도 아니라고 단호하게 말했다.[31][32]그 대신, Scheele은 몰리브데나가 서식하는 광물을 위해 몰리브데넘이라는 이름을 붙여진 뚜렷한 새로운 원소의 광석이라고 올바르게 제안했다.Peter Jacob Hjelm은 1781년에 탄소린씨드 오일을 이용하여 몰리브덴을 성공적으로 격리시켰다.[13][33]

다음 세기 동안 몰리브덴은 산업적인 용도가 없었다.비교적 부족했고, 순수 금속은 추출하기 어려웠으며, 필요한 야금 기술도 미숙했다.[34][35][36]초기 몰리브덴강 합금은 경도가 높아질 것이라는 큰 가능성을 보였지만, 대규모로 합금을 제조하려는 노력은 일관되지 않은 결과, 침식 경향, 재분할화 등으로 인해 차질을 빚었다.1906년, 윌리엄 D. 쿨리지사는 몰리브덴 연성재(Molybdenum gotile)[37]를 렌더링해 고온의 용해로용 가열 소자 및 텅스텐-필라멘트 전구 지원용으로 특허 출원했다. 산화물은 몰리브덴을 물리적으로 밀봉하거나 불활성 가스에 담아야 한다.1913년, 프랭크 E. 엘모어는 광석에서 몰리브데나이트를 회수하기 위해 거품 부양 과정을 개발했다; 부양은 1차 격리 과정으로 남아있다.[38]

제1차 세계 대전 동안 몰리브덴의 수요는 급증했다. 몰리브덴은 갑옷 도금고속 강철의 텅스텐 대용으로 사용되었다.일부 영국 탱크는 망간강 도금 75mm(3인치)로 보호되었지만, 이는 비효과적인 것으로 판명되었다.망간강판은 훨씬 가벼운 25mm(1.0인치) 몰리브덴 강판으로 교체해 고속, 기동성 및 보호성을 높였다.[13]독일인들은 또한 1톤 포탄의 추진체에 의해 생산되는 온도에서 전통적인 강철은 녹기 때문에 초 헤비 호이처 빅 베르타처럼 중포용에 몰리브덴 도프 강철을 사용했다.[39][40]전쟁이 끝난 후, 야금학의 발전으로 평시 어플리케이션의 광범위한 개발이 가능해질 때까지 수요가 급감했다.제2차 세계 대전에서 몰리브덴은 다시 강철 합금의 텅스텐을 대체하는 것으로 전략적 중요성을 보았다.[41]

발생 및 생산

Lustrous, silvery, flat, hexagonal crystals in roughly parallel layers sit flowerlike on a rough, translucent crystalline piece of quartz.
석영 위의 몰리브덴산

몰리브덴은 지구 표면에서 54번째로 풍부한 원소로 평균 150ppm, 해양에서 25번째로 풍부한 원소로 평균 10ppm으로 우주에서 42번째로 풍부한 원소다.[13][42]러시아 루나24 미션은 마레 크리시움에서 채취한 피록센 파편에서 몰리브덴이 함유된 곡물(1×0.6µm)을 발견했다.[43]지구 지각에서 몰리브덴의 상대적 희귀성은 종종 구리와 같은 방식으로 유황과 결합되는 수용 불가능한 광석의 농도에 의해 상쇄된다.몰리브덴은 울펜라이트(PbMoO4), 파월라이트(CaMoO4) 등의 광물에서 발견되지만 주요 상업원은 몰리브덴라이트(MoS2)이다.몰리브덴은 주요 광석으로 채굴되며 구리와 텅스텐 채굴의 부산물로도 회수된다.[6]

세계 몰리브덴 생산량은 2011년 25만t으로 가장 많은 생산량은 중국(9만4000t), 미국(6만4000t), 칠레(3만8000t), 페루(1만8000t), 멕시코(1만2000t) 등이다.총 매장량은 1000만t으로 추산되며, 주로 중국(4.3mt), 미국(2.7mt), 칠레(1.2mt)에 집중돼 있다.대륙별로는 세계 몰리브덴 생산량의 93%가 북미, 남미(주로 칠레), 중국 등 3개국에서 고르게 분포하고 있다.유럽과 나머지 아시아(대부분 아르메니아, 러시아, 이란, 몽골)는 나머지를 생산한다.[44]

세계생산동향

몰리브데나이트 가공에서는 광석을 먼저 700 °C(1,292 °F)의 온도로 공기에 볶는다.이 과정에서 [19]기체 아황산가스와 몰리브덴(VI) 산화물:

2 MoS2 + 7 O2 → 2 MoO3 + 4 SO2

산화된 광석은 보통 암모늄 몰리브데일을 주기 위해 수용성 암모니아로 추출된다.

MoO3 + 2 NH3 + HO2 → (NH4)2 (MoO4)

몰리브덴의 불순물인 구리는 암모니아에 덜 녹는다.용액에서 완전히 제거하기 위해 황화수소로 침전한다.[19]암모늄 몰리브데일은 고체로서 격리된 암모늄 디몰리브데일로 변환된다.이 고체를 가열하면 삼산화 몰리브덴이 생성된다.[45]

(NH4)2MoO27 → 2MoO3 + 2NH3 + HO2

조잡한 삼산화물은 1,100 °C(2,010 °F)에서 승화시켜 추가로 정제할 수 있다.

금속 몰리브덴은 산화물을 수소로 감소시킴으로써 생성된다.

MoO3 + 3H2 → Mo + 3 HO2

강철 생산을 위한 몰리브덴은 철을 첨가한 알루미늄 발열반응에 의해 감소되어 철분을 생산하게 된다.일반적인 형태의 페로몰리브덴은 60%의 몰리브덴을 함유하고 있다.[19][46]

몰리브덴은 2009년 8월 현재 톤당 약 3만 달러의 가치를 가지고 있다.1997년부터 2003년까지 톤당 1만 달러 또는 거의 비슷한 가격을 유지했고, 2005년 6월에는 톤당 10만 3천 달러의 정점에 도달했다.[47]2008년 런던금속거래소는 몰리브덴이 상품으로 거래될 것이라고 발표했다.[48]

채굴

역사적으로 1885년에 개업한 노르웨이 남부 크나벤 광산은 최초의 전용 몰리브덴 광산이었습니다.1973년 폐쇄됐다가 2007년 재개관해 현재 연간 10만kg(장기 98t, 단기 110t)의 이황화 몰리브덴을 생산하고 있다.[49]콜로라도주(헨더슨 광산, 클라이맥스 광산 등)[50]와 브리티시 컬럼비아주에 있는 대형 광산들은 몰리브덴을 주요 생산품으로 생산하고 있으며, 유타주 빙엄 캐년 광산, 칠레 북부 추키카마타 광산 등 다량의 포르피리 구리 매장량은 구리 채굴의 부산물로 몰리브덴을 생산하고 있다.

적용들

합금

몰리브덴 구리 합금 판

생산되는 몰리브덴의 약 86%는 야금에 사용되며 나머지는 화학적 용도에 사용된다.전지구적 사용 추정치는 구조용강 35%, 스테인리스강 25%, 화학 14%, 공구&고속강 9%, 주철 6%, 몰리브덴 소자금속 6%,[51] 슈퍼앨로이 5% 등이다.

몰리브덴은 크게 팽창하거나 연화하지 않고 극한의 온도를 견딜 수 있어 군갑옷, 항공기 부품, 전기 접점, 산업용 모터, 전구 필라멘트 지지대 등 혹서의 환경에 유용하다.[13][52]

대부분의 고강도 강철 합금(예: 41xx강)은 0.25%에서 8%의 몰리브덴을 함유하고 있다.[6]이 작은 부분에서도 매년 4만3천 톤 이상의 몰리브덴이 스테인리스강, 공구강, 주철, 고온초알로이 등에 사용된다.[42]

몰리브덴은 부식 저항성과 용접성이 높은 강철 합금에서도 평가된다.[42][44]몰리브덴은 타입 300 스테인리스강(특히 타입-316) 및 특히 소위 슈퍼오스테나이트 스테인리스강(합금 AL-6XN, 254SMO 및 1925hMo 등)에 내식성을 기여한다.몰리브덴은 격자 변형률을 증가시켜 표면에서 철 원자를 용해하는 데 필요한 에너지를 증가시킨다.[contradictory]몰리브덴은 또한 페리틱(예: 등급 444)과 마텐자이트(예: 1.4122 및 1.4418) 스테인리스강의 부식 저항성을 높이기 위해 사용된다.[citation needed]

밀도가 낮고 가격이 안정적이기 때문에 몰리브덴은 텅스텐 대신 쓰이기도 한다.[42]텅스텐이 함유된 'T'강 시리즈를 대체하는 M2, M4, M42와 같은 고속강의 'M' 시리즈가 그 예다.몰리브덴은 다른 금속의 내화 코팅으로도 사용될 수 있다.녹는점은 2,623 °C(4,753 °F)이지만 몰리브덴은 760 °C(1,400 °F) 이상의 온도에서 빠르게 산화되어 진공 환경에서 사용하기에 적합하다.[52]

TZM(Mo (~99%), Ti (~0.5%), Zr (~0.08%), 일부 C)은 1,300 °C (2,370 °F) 이상의 온도에서 녹인 불소염에 저항하는 내식 몰리브덴 초할로이이다.순수 Mo의 약 두 배 정도의 강도를 가지고 있으며 연성과 용접성이 더 뛰어나지만, 시험에서는 1100시간 동안 용융 염수로에 사용되는 표준계측소염(FLiBe)과 염증기의 부식에 견디며 측정이 어려웠다.[53][54]

철분을 함유하지 않은 다른 몰리브데넘 기반 합금은 용도가 제한적일 뿐이다.예를 들어, 용해된 아연에 대한 저항성 때문에 순수 몰리브덴 합금 및 몰리브덴-텅스텐 합금(70%/30%)이 모두 용해된 아연과 접촉하는 배관, 저온 및 펌프 임펠러에 사용된다.[55]

순수 요소로서의 기타 애플리케이션

  • 몰리브덴 가루는 콜리플라워와[42] 같은 일부 식물의 비료로 사용된다.
  • 원소몰리브덴은 오염통제를 위한 발전소2 내 NO, NO, NOx 분석기에 사용된다.350°C(662°F)에서 원소는 NO2/NO의x 촉매 역할을 하여 적외선에 의한 탐지를 위한 NO 분자를 형성한다.[56]
  • 몰리브덴 양극은 유방조영술과 같은 특수 용도를 위해 특정 저전압 X선 선원의 텅스텐을 대체한다.[57]
  • 방사선 동위원소 몰리브덴-99는 의료 영상[58] 촬영에 사용되는 테크네튬-99m 생성에 사용된다. 동위원소는 몰리브데이로 취급되어 저장된다.[59]

화합물(전 세계 사용량의 14%)

  • 이황화 몰리브덴(MoS2)은 고체 윤활유와 고압 고온(HPHT) 항복제로 사용된다.금속 표면에 강한 필름을 형성하며, HPHT 그리스의 일반적인 첨가물이다. 치명적인 그리스 고장의 경우, 몰리브덴의 얇은 층이 윤활 부품의 접촉을 방지한다.[60]전자제품 용도에 있어서 기존의 실리콘이나 그래핀에 비해 뚜렷한 장점을 가진 반도체 특성도 가지고 있다.[61]MoS는2 질소, 황, 산소를 함유한 석유 분수의 하이드로 크랙(hydrocrack)에 촉매로도 사용된다.[62][63][64]
  • 몰리브덴 탈염제(MoSi2)는 공기 중 1500 °C 이상의 온도에서 작동하는 가열 소자에 주로 사용되는 전기 전도 세라믹이다.[65]
  • 삼산화물 몰리브덴(MoO3)은 에나멜과 금속 사이의 접착제로 사용된다.[31]
  • 납염색체와 황산납을 함께 제조한 납몰리브데일(울페나이트)은 세라믹스와 플라스틱과 함께 사용되는 밝은 오렌지 색소다.[66]
  • 몰리브덴 기반의 혼합 산화물들은 화학 산업에서 다용도 촉매제다.일산화탄소 산화의 촉매,[67] 아크로닐린과 아크릴산에 대한 프로필렌의 선택적 산화, 글리세롤과 프로필렌의 아크릴로니트릴에 대한 암산화 등이 대표적인 예다.[69][70]프로판과 아크릴산의 직접 선택적 산화를 위한 적절한 촉매와 공정이 연구되고 있다.[71][72][73][74]
  • 몰리브덴 카바이드, 질화수소, 인산염은 유채유의 유체 처리에 사용될 수 있다.[75]
  • 암모늄 헵타몰리브데이는 생물학적 얼룩에 사용된다.
  • 몰리브덴 코팅 소다 라임 글라스는 CIGS 태양전지라고 불리는 CIGS(코퍼 인듐 갈륨 셀레니드) 태양전지에 사용된다.
  • 인지질산은 얇은크로마토그래피에 사용되는 얼룩이다.

생물학적 역할

모 함유 효소

몰리브덴은 대부분의 유기체에서 필수적인 요소다; 2008년 한 연구 논문은 지구 초기 해양에서의 몰리브덴의 희소성이 진핵생물(모든 식물과 동물 포함)의 진화에 큰 영향을 미쳤을 것이라고 추측했다.[76]

적어도 50개의 몰리브덴 함유 효소가 확인되었으며, 대부분은 박테리아에서 발견되었다.[77][78]그 효소들은 알데히드 산화효소, 황산염 산화효소, 크산틴 산화효소를 포함한다.[13]한 가지 예외를 제외하고, 단백질에 있는 Mo는 몰리브데넘의 공작용제를 주기 위해 몰리브도프테린에 의해 구속된다.유일한 예외는 FeMoco coactor를 사용하는 질소산화효소로서 FeMoSC라는79 공식을 가지고 있다.[79]

기능면에서 몰리브도엔자임스는 질소, , 탄소를 조절하는 과정에서 산화작용과 때로는 특정 소분자의 감소를 촉진시킨다.[80]어떤 동물들에서는, 그리고 인간에서는, 크산틴에 대한 크산틴의 산화가, 푸린 카타볼리즘의 과정인 요산에의 산화가 몰리브데넘 함유 효소인 크산틴 산화효소에 의해 촉매 작용을 한다.크산틴 산화효소의 활성도는 체내 몰리브덴의 양과 정비례한다.몰리브덴의 농도가 매우 높으면 추세를 역전시킬 수 있고 푸린 카타볼리즘과 다른 과정을 억제할 수 있다.몰리브덴 농도는 단백질 합성, 신진대사, 성장에도 영향을 미친다.[81]

Mo는 대부분의 질소산화물의 성분이다.몰리브도엔자임 중 질소화물은 몰리브도프테린이 부족한 점이 특이하다.[82][83]질소화효소는 대기 질소로부터 암모니아 생산을 촉진한다.

FeMoco 활성 부지생합성은 매우 복잡하다.[84]

FeMoco 활성 지점의 질소산화물 구조.
Skeletal structure of a molybdopterin with a single molybdenum atom bound to both of the thiolate groups
몰리브데넘 코팩터(사진)는 산화 몰리브데넘(VI) 원자를 인접한 유황(혹은 셀레늄) 원자로 묶은 몰리브데넘(Molybdopterin)이라는 몰리브데넘(Molybdenum) 없는 유기 복합체로 구성되어 있다.고대 질소화효소를 제외하고 알려진 모든 모사용 효소는 이 공동요소를 사용한다.

몰리브데이트는 몸 안에서 MoO로42− 운반된다.[81]

인간의 신진대사와 결핍

몰리브덴은 필수 미량 식이 성분이다.[85]포유류 모에 의존하는 효소는 4가지로 알려져 있으며, 모두 활성 부지에 황산염 산화효소, 크산틴 산화효소, 알데히드 산화효소, 미토콘드리아 미도산화효소를 함유하고 있다.[86]몰리브덴이 심각하게 부족한 사람은 기능성이 떨어지는 황산염 산화효소를 가지고 있으며 음식에서 황산염에 대한 독성 반응을 일으키기 쉽다.[87][88]인체는 체중의 킬로그램당 약 0.07mg의 몰리브덴을 함유하고 있으며,[89] 간과 신장에 농도가 높고 척추뼈 아래쪽에 농도가 높다.[42]몰리브덴은 또한 인간의 치아 에나멜 안에 존재하며 충치를 예방하는데 도움을 줄 수 있다.[90]

급성 독성은 사람에게서 발견되지 않았으며, 독성은 화학 상태에 따라 강하게 달라진다.쥐에 대한 연구에 따르면50 일부 Mo 화합물의 치사량이 180mg/kg까지 낮은 으로 나타났다.[91]인간의 독성 데이터는 이용할 수 없지만, 동물 연구는 하루에 몰리브덴을 10mg 이상 섭취하면 설사, 성장지체, 불임, 저출생 체중, 통풍 등을 유발할 수 있다는 것을 보여주었고, 폐, 신장, 간에도 영향을 미칠 수 있다.[92][93]텅스테이트 나트륨은 몰리브덴의 경쟁적 억제제다.식이성 텅스텐은 조직의 몰리브덴 농도를 감소시킨다.[42]

중국 북부에서 이란에 이르는 지리적 띠의 몰리브덴의 토양 농도가 낮으면 일반적인 식이 몰리브덴 결핍이 발생하며 식도암 발병률 증가와 관련이 있다.[94][95][96]토양에 몰리브덴이 많이 공급되고 있는 미국에 비해 이 지역에 사는 사람들은 식도 편평한 세포암에 걸릴 위험이 약 16배 높다.[97]

몰리브덴 결핍은 또한 비몰리브덴이 장기간 총 자궁 영양을 보충한 결과로 보고되었다.그것은 몰리브데넘 공동 인자 결핍과 같은 방식으로 높은 혈중 황산염요산염을 유발한다.이러한 원인에 의한 순수한 몰리브덴 결핍은 주로 성인에게서 발생하기 때문에 신경학적 결과는 선천적인 공작용자 결핍의 경우와 같이 두드러지지 않는다.[98]

배설

대부분의 몰리브덴은 소변에서 몸으로부터 몰리브데인으로 배설된다.게다가, 식이 요법 몰리브덴의 섭취가 증가함에 따라 몰리브덴의 소변 배설이 증가한다.소량의 몰리브덴은 담즙을 통해 체내에서 배설된다. 소량의 몰리브덴은 땀과 머리카락에서도 손실될 수 있다.[99][100]

관련 질병

유아에서 볼 수 있는 선천성 몰리브덴 공효소 결핍증은 몰리브덴 공효소를 합성할 수 없는 질환으로, 위에서 논의한 이질적 분자로서 몰리브덴을 사용하는 모든 알려진 인간 효소에서 활성 부위의 몰리브덴을 결합한다.그 결과로 생기는 결핍은 높은 수준의 황산염요산염과 신경학적 손상을 초래한다.[101][102]

구리반작용

몰리브덴의 높은 수치는 신체가 구리를 섭취하는 것을 방해하여 구리 결핍을 일으킬 수 있다.몰리브덴은 혈장 단백질이 구리에 결합하는 것을 방지하고, 또한 소변에 배설되는 구리의 양을 증가시킨다.몰리브덴을 많이 섭취하는 반추동물설사, 성장 저해, 빈혈, 무채색소(모피색소 손실) 등으로 고생한다.이러한 증상은 식이 요법이나 주사제 같은 구리 보충제를 통해 완화될 수 있다.[103]효과적인 구리 결핍은 과도한 유황에 의해 악화될 수 있다.[42][104]

구리 감소 또는 결핍은 또한 치료 목적상 밝은 적색 음이온 테트라티오몰리브데이트가 구리 수축제인 복합암모늄 테트라티오몰리브데이트에 의해 의도적으로 유도될 수 있다.테트라티오몰리브데이트는 동물의 구리 독성증 치료에 치료법으로 처음 사용되었다.그리고 나서 그것은 인간의 세습적인 구리 대사 장애인 윌슨 병에 치료제로 도입되었다; 그것은 장에서 구리 흡수와 경쟁하고 배설량을 증가시킴으로써 둘 다 작용한다.구리 이온에 의존하는 막 변환 과정을 억제함으로써 잠재적으로 혈관신생에도 억제 효과를 가지는 것으로 밝혀졌다.[105]이것은 암, 나이와 관련된 황반변성, 그리고 혈관의 병적 증식을 수반하는 다른 질병들에 대한 치료법을 조사하는 유망한 길이다.[106][107]

식이요법 권장사항

2000년, 당시 미국 의학 연구소(현재의 국립 의학 아카데미, NAM)는 몰리브덴에 대한 추정 평균 요구 조건과 권장 식단 수당(RDA)을 업데이트했다.EARs와 RDAs를 확립하기에 충분한 정보가 없는 경우, 대신에 적절한 섭취(AI)로 지정된 견적을 사용한다.

생후 6개월까지의 영아는 1일 2마이크로그램(μg)의 몰리브덴 AI가, 생후 7~12개월까지는 1일 3μg의 AI가 설정됐다.어린이와 성인의 경우 1세부터 3세까지는 17μg, 4세부터 8세까지는 22μg, 9세부터 13세까지는 34μg, 14세부터 18세까지는 43μg, 19세 이상은 45μg의 일일 RDA가 확립되었다.이 모든 RDA는 남녀 모두에게 유효하다.14세에서 50세 사이의 임산부을 짜는 여성은 매일 50 μg의 몰리브덴의 RDA가 더 높다.

안전에 관하여, NAM은 충분한 증거가 있을 때 비타민과 미네랄에 대한 허용 가능한 상위 섭취 수준(ULs)을 설정한다.몰리브덴의 경우 UL은 2000μg/일이다.EAR, RDA, AI, UL을 총칭하여 DRI(Deating Reference Intakes, DRIs)[108]

유럽 식품안전청(EFSA)은 RDA 대신 PRI(인구 기준 섭취량)를, EE 대신 평균 요건이 있는 정보 집합을 '식생활 기준 값'으로 지칭한다.AI와 UL은 미국과 동일하게 정의했다.15세 이상 여성과 남성의 경우 AI가 하루 65μg으로 설정됐다.임산부와 젖먹이 여성은 동일한 AI를 가지고 있다.1~14세 아동의 경우 하루 15~45μg/일로 AI가 증가한다.성인 AI는 미국 RDA보다 높지만,[109] 반면 유럽식품안전청은 같은 안전성 문제를 검토해 UL을 미국 가치보다 훨씬 낮은 600㎍/일로 설정했다.[110]

라벨링

미국의 식품 및 식이요법 보충제 라벨링 목적상, 1인분에 포함된 양은 일일 가치(%DV)의 백분율로 표현된다.몰리브덴 라벨링 목적상 데일리 밸류 100%는 75μg이었으나 2016년 5월 27일 현재 45μg으로 수정되었다.[111][112]Reference Daily Incubit(기준 일일 섭취)에서 구 및 새로운 성인 일별 값 표를 제공한다.

식량원

하루 평균 섭취량은 120~240μg/일 정도로 식사 권장량보다 높다.[92]돼지고기, 양고기, 소고기 간은 각각 약 1.5ppm의 몰리브덴을 함유하고 있다.다른 중요한 식재료로는 녹두, 달걀, 해바라기씨, 밀가루, 렌즈콩, 오이, 곡물 등이 있다.[13]

주의사항

특히 광업이나 금속작업에 의해 발생하는 몰리브덴 먼지와 매연은 섭취했을 때 독성이 있을 수 있다(비누스에 갇혔다가 나중에 삼킨 먼지를 포함한다.[91]장시간 노출은 눈과 피부에 자극을 줄 수 있다.몰리브덴과 그 산화물 직접 흡입 또는 섭취는 피해야 한다.[113][114]OSHA 규정에는 8시간 이내에 허용되는 최대 몰리브덴 노출이 5mg/m으로3 명시되어 있다.60~600mg/m에3 만성적으로 노출되면 피로, 두통, 관절통 등의 증상이 나타날 수 있다.[115]몰리브덴은 5000mg/m3 수준에서 생명과 건강에 즉시 위험하다.[116]

참고 항목

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참고 문헌 목록

외부 링크