Effective removal of toluene (C₆H₅CH₃) is essential for protecting both the environment and human health. Although Metal–Organic Frameworks (MOFs) have been widely studied as porous adsorbents for toluene removal, powder form of MOFs has limitations in handling, and mechanical stability, which restrict their industrial application. To overcome these drawbacks, an X‐Zeolite@HKUST‐1 core–shell composite was fabricated by the direct growth of HKUST‐1 on the surface of X‐Zeolite without a binder. In the toluene gas detector tube tests, X‐Zeolite@HKUST-1 exhibited significantly enhanced toluene removal performance compared with X‐Zeolite, achieving 100.0% removal after 1 h, whereas X‐Zeolite achieved only 14.4%. In the structural stability evaluation, the sample that maintained its particle morphology retained 71.07% of its initial mass, showing significantly improved durability compared to Zeolite X, which retained only 16.87%. Despite containing only 1.80 wt% HKUST-1, the composite demonstrated excellent adsorption performance and mechanical durability, indicating its strong potential for environmental purification applications.

대기오염과 인체에 위해를 초래하는 톨루엔(C₆H₅CH₃)의 효율적인 제거가 필요하다. 톨루엔 제거를 위한 다공성 소재로 metal–organic frameworks(MOFs)가 널리 연구되고 있으나, 분말형 MOFs는 취급성, 기계적 안정성의 한계로 산업 적용이 제한된다. 이를 해결하기 위해 견고한 다공성 구조를 가진 상업용 제올라이트 X 표면에 HKUST‐1을 별도의 바인더 사용 없이 직접 성장시킨 제올라이트 X@HKUST‐1 코어–쉘 복합체를 제작하였다. 톨루엔 가스 검지관 시험 결과, 제올라이트 X@HKUST‐1은 동일 조건에서 제올라이트 X 대비 톨루엔 제거 속도와 용량이 크게 향상되었으며, 1 시간 이후 제거율이 100.0%에 도달해 14.4%에 그친 제올라이트 X와 뚜렷한 차이를 보였다. 또한 안정성 평가에서 입자 형태를 유지한 시료는 초기 질량 대비 71.07%의 잔존량을 나타내 16.87% 수준의 제올라이트 X 대비 내구성이 크게 개선되었다. 코어–쉘에 포함된 HKUST‐1의 함량이 1.80 wt%에 불과함에도 우수한 톨루엔 흡착 성능과 구조적 안정성을 동시에 확보해 환경 정화 분야 적용 가능성을 확인하였다.

Keywords: metal–organic frameworks, zeolite, core–shell, toluene, adsorption.