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졸겔 실험 보고서 22.10.022025.01.041. Sol-Gel 법 Sol-Gel 법은 금속의 유기 및 무기 화합물을 용액으로 하여, 용액 속에서 화합물의 가수분해와 중축합반응에 의해 용액을 금속화합물 또는 수산화물의 미립자가 용해된 졸로 만들고, 반응이 지속됨에 따라 겔은 고체화되고, 겔을 열처리하여 유리, 비정질, 다결정 산화물 고체를 제조하는 방법이다. 이 실험에서는 GPTS와 TEOS를 이용하여 졸겔법으로 나노재료를 합성하고 합성 조건에 따른 몰성 변화를 관찰하였다. 2. GPTS와 TEOS GPTS(glycidyloxypropyl trimethoxysilane)는 실...2025.01.04
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졸겔 반응을 이용한 나노재료 합성 실험2025.11.121. Sol-Gel 반응 Sol-Gel 반응은 금속 알콕사이드 또는 비알콕사이드 원료를 이용하여 가수분해와 축합반응을 통해 졸을 제조한 후 반응을 계속 진행하여 겔로 고화하고, 겔을 가열/소결 과정을 거쳐 금속산화물 고체를 제조하는 방법이다. 이 공정은 상온, 대기 중에서 진행 가능하며 분자 나노단위 소재 처리로 박막의 투명성과 균질성을 확보할 수 있다. 졸겔법은 스퍼터링이나 화학기상증착법(CVD)에 비해 공정 제어가 쉽고 생산효율이 높은 특징을 가지고 있다. 2. TEOS (테트라 에톡시 실란) TEOS는 Tetra-ethyl-o...2025.11.12
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Synthesis of highly uniform 400nm silica spheres2025.05.011. 실리카 구 합성 이번 실험에서는 sol-gel 방법을 이용해 400nm 크기의 균일한 실리카 구를 합성했다. 먼저 에탄올, 물, 암모니아수를 섞어 염기성 환경을 만들고, 여기에 TEOS(tetraethyl orthosilicate)를 넣어 가수분해와 축합 반응을 통해 실리카 콜로이드를 형성했다. 이렇게 생성된 실리카 콜로이드를 원심분리하여 세척하고 건조하여 최종 생성물을 얻었다. SEM 분석 결과 377-513nm 크기의 균일한 실리카 구가 합성되었음을 확인했다. 이 실험을 통해 sol-gel 방법으로 실리카 입자의 크기를 조...2025.05.01
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졸-겔 실리카 합성 및 FT-IR 분광법 분석2025.12.201. 졸-겔 공정(Sol-Gel Process) 실리콘, 금속 알콕사이드 같은 선구물질에 물이 반응하여 가수분해와 축합 반응을 거쳐 망상조직을 만드는 반응이다. TEOS(Tetraethyl orthosilicate)를 에탄올-물 용액에서 산 또는 염기 촉매를 사용하여 실리카 젤을 제조한다. 가수분해 과정에서 알콕시기가 하이드록실기로 치환되고, 축합 반응에서 Si-OH가 Si-O-Si 결합을 형성하면서 물과 알코올을 생성한다. pH와 온도에 따라 젤화 속도와 구조가 달라지며, 산성 조건에서는 빠른 가수분해로 가지 구조 중합체가, 염기...2025.12.20
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실록산 중합 및 Sol-Gel 공정 실험2025.11.131. 폴리실록산(Polysiloxane) 규소 원자와 산소 원자가 교대로 결합하여 사슬식 구조를 형성하는 화합물입니다. 디실록산(n=0), 트리실록산(n=1) 등으로 분류되며, 다양한 유기기를 가진 폴리실록산 종류가 존재합니다. 폴리실록산은 실리콘 기반 소재로서 다양한 산업 응용 분야에서 사용됩니다. 2. 수소규소화 반응(Hydrosilylation Reaction) Si-H 결합을 불포화 결합을 통해 결합시키는 수소화 반응입니다. 폴리오르가노실록산의 알케닐기와 다른 실리콘 함유 물질의 Si-H기가 반응하는 과정으로, 실록산 중합에...2025.11.13
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전북대 화공 화학공학기초실험1 - 무기화학기초실험 레포트2025.01.171. 실리카 합성 이번 실험은 TEOS로부터 Sol-Gel 법으로 무기물질인 실리카 합성과정을 통해 나노 입자의 생성과 성장 과정을 이해하고자 하였다. TEOS, EtOH, H2O, HCl을 혼합하여 반응온도를 60℃로 유지시키며 1.5시간동안 반응 시켜 실리카를 합성하였다. Sol-gel 법으로 얻은 실리카의 무게는 17.838g이었고, 이에 따른 수율을 계산하면 17.838g/16.146g=110.48%가 나왔다. 2. 활성화 에너지 계산 TEOS 실리카 합성에 대한 정밀한 실험 데이터를 이용하여 각 반응들에 대한 활성화 에너지...2025.01.17
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실리콘 나노입자 합성 (Silica nanoparticle preparation)2025.01.161. 실리카 나노입자 합성 실험을 통해 Stober 방법을 이용하여 SiO2 나노입자를 합성하였다. 목표 입자 크기는 700nm였으나, 실험 결과 170nm~270nm 크기의 실리카 입자가 합성되었다. 이는 TEOS 농도가 낮았기 때문으로 판단되며, TEOS 농도를 높여 재실험을 진행하면 700nm 크기의 실리카 입자를 얻을 수 있을 것으로 예상된다. 2. 실리카 나노입자의 특성 실리카(SiO2)는 자연에서 모래나 석영 등으로 발견되는 지구 지각의 대부분을 차지하는 광물이다. 실리카 나노입자는 sphere, hollow sphere...2025.01.16
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염기 촉매의 양에 따른 MSN의 크기 차이 실험2025.05.121. MSN 합성 과정 실험에서는 TEOS를 전구체로 사용하여 염기 촉매인 TEOA의 양에 따른 MSN의 크기 변화를 확인하였다. TEOA에 의해 TEOS의 말단기가 -CH2-CH3에서 si-OH로 바뀌는 가수분해 반응이 일어나면서 음전하를 띠게 된다. 이후 si-OH 그룹들이 공유결합하면서 gel 상태가 되고, 음전하를 띤 silicate들이 양전하를 띠는 계면활성제 마이셀에 달라붙으면서 MSN이 합성된다. 2. TEOA 양에 따른 MSN 크기 변화 TEOA의 양이 증가하면 pH가 높아지고 가수분해 반응이 더 활성화된다. 이에 따...2025.05.12
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화공신소재 졸-겔 실리카 합성 및 특성 분석2025.12.201. 졸-겔 실리카 합성(Sol-Gel Silica Preparation) TEOS를 산 또는 염기 촉매로 가수분해하여 실리카 겔을 합성하는 실험. 산 촉매 조건에서는 가수분해가 우세하여 투명한 결정이 형성되고, 염기 촉매 조건에서는 축합반응이 우세하여 콜로이드형 불투명 겔이 형성된다. 반응 온도와 뚜껑 개폐 여부는 용매 증발과 결정 형성에 영향을 미친다. 실온 산 조건에서 가장 큰 투명 결정이 생성되었으며, 염기 조건에서는 뚜껑을 닫은 경우 더 불투명한 겔이 형성되었다. 2. FT-IR 분광법(Fourier Transform In...2025.12.20
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MSN 나노입자 합성 실험 보고서2025.12.121. Sol-gel 공정을 이용한 MSN 합성 MSN(Mesoporous Silica Nanoparticle)은 화학적 안정성과 높은 생체 적합성을 가진 나노입자로, 전구체 TEOS, 계면활성제 CTAC, 염기촉매 TEOA를 이용하여 합성된다. Sol-gel 공정은 금속(Si)을 가수분해와 응축하여 sol 상태(분자가 골고루 분산된 액상)에서 gel 상태(입자들이 물리적으로 연결된 망상조직)로 변화시키는 과정이다. TEOA가 TEOS를 가수분해하여 Si-OH 형태로 변환하고, 추가 응축을 통해 Si-OH 결합을 연결시켜 MSN을 형...2025.12.12
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