가스 분리막은 에너지 효율적인 가스 정제와 탄소 포집을 위한 핵심 기술이지만, 기존의 고분자 분리막은 투과도 와 선택도 사이의 상충관계를 피하기 어렵다. 이러한 한계를 극복하기 위해 다공성 소재가 유망한 대안으로 주목받고 있다. 본 리뷰에서는 가스 분리막 분야에서 최근 활발히 연구되고 있는 주요 다공성 소재인 금속-유기 골격체(MOFs), 제올라이트, 그리고 기타 다공성 소재에 대한 연구 동향을 정리한다. 조절 가능한 기공 구조를 갖는 MOF는 혼합매질 막(MMMs)에 필러 또는 단독 막 형태로 적용되어 선택도와 투과도를 향상시킨다. 제올라이트는 우수한 분자체 성능과 높은 내구성을 바탕으로 까다로운 분리 공정에서도 탁월한 성능을 보인다. 또한 다양한 차세대 다공성 소재 는 기존의 한계를 뛰어넘는 성능을 구현 할 수 있는 분리막 재료로 평가된다. 최근 연구들은 다공성 필러를 도입하거나 다공성 구조를 지닌 매트릭스를 설계함으로써, 기존 고분자 분리막의 한계를 넘어서는 높은 선택도와 투과도를 동시에 달성할 수 있음을 보여준다. 본 리뷰는 다공성 소재 기반 고성능 가스 분리막 연구의 최신 동향을 정리하고, 향후 발전 방향에 대한 통찰을 제공하는 데 목적이 있다.

Gas separation membranes are a key technology for energy-efficient gas purification and carbon capture, but conventional polymer membranes face a trade-off between permeability and selectivity. Porous materials offer a promising route to overcome these limitations. This review provides a overview of recent research trends in major classes of porous materials for gas separation membranes: metal-organic frameworks (MOFs), zeolites, and other emerging porous materials. We discuss how MOFs with tailorable pore structures have been incorporated into mixed-matrix membranes or formed as stand-alone membranes to enhance gas selectivity and permeability. Zeolite are highlighted for their molecular sieving capabilities and robustness in challenging separations. Other porous materials including covalent organic frameworks (COFs), polymers of intrinsic microporosity (PIMs), and carbon molecular sieves are examined as next-generation membrane materials pushing performance beyond traditional limits. Recent advances show that by integrating porous fillers or designing intrinsically porous matrices, gas separation membranes can achieve exceptional selectivity, surpassing the long-standing polymer performance upper bounds. Challenges in filler-polymer compatibility, membrane fabrication, and scale-up are also discussed along with prospective strategies to address these issues. This review aims to summarize the current state of the art and inspire future developments in high-performance gas separation membranes enabled by porous materials.

요 약
Abstract
1. Introduction
2. Metal-Organic Frameworks (MOFs)
    2.1. Overview
    2.2. Recent advances in MOF MMMs
    2.3. MOF-based dense membranes
3. Zeolites
    3.1. Overview
    3.2. Zeolite mixed-matrix membranes
    3.3. Pure zeolite membranes
4. Other Porous Materials
    4.1. Covalent organic framework (COFs)
    4.2. Polymers of intrinsic microporosity (PIMs)
    4.3. Carbon molecular sieve membranes (CMS)
    4.4. Other notable materials
5. Conclusion
Acknowledgments
Reference

• 손혜정(국립부경대학교 화학공학과) | Hye Jeong Son (Department of Chemical Engineering, Pukyong National University, Busan 48513, Republic of Korea)
• 이창수(국립부경대학교 화학공학과) | Chang Soo Lee (Department of Chemical Engineering, Pukyong National University, Busan 48513, Republic of Korea) Corresponding author
• 이병돈(㈜전진엔텍 화학, 환경공정기술연구소) | Byung-Don Lee (Institute of Chemical and Environmental Process, Jeonjin Entech LTD., Busan 46729, Republic of Korea)
• 노지왕(국립부경대학교 에너지화학소재공학과) | Jiwang Noh (Department of Energy and Chemical Materials Engineering, Pukyong National University, Busan 48513, Republic of Korea)
• 김선규(국립부경대학교 에너지화학소재공학과) | Sunkyu Kim (Department of Energy and Chemical Materials Engineering, Pukyong National University, Busan 48513, Republic of Korea)