액상합성(Sol-Gel process) 공정 및 특성 분석

목차

1. 실험목적

2. 실험이론
1) sol-gel reaction
2) 가수분해
3) 수화-축합반응(hydroxylation-condensation)
4) 핵생성과 핵성장
5) 입도분석기
6) ostwald ripening
7) 콜로이드 응집

3. 기구 및 장치

4. 실험과정
1) Stöber process - 혼합 용액 만들기
2) Stöber process – 교반
3) 원심분리
4) 입도분석
5) SEM분석

5. 실험결과 및 분석
1) 입도분석 결과
2) SEM분석 결과

6. 고찰 및 유의사항

7. 참고자료

본문내용

1. 실험목적
Sol-Gel법을 이용하여 구형의 SiO2를 제조하고 SEM 분석을 이용하여 합성한 Sio2 나노분말을 관찰한다.

2. 실험이론
(1) sol-gel reaction
졸겔(sol-gel)반응이란 졸겔 세라믹스를 제조하는 방법을 말한다. 다시 말하면 졸→겔→세라믹스의 과정을 거치는 공정을 말한다. 여기서 1~100nm 정도의 미립자가 매질에 분사한 계를 콜로이드라 말한다. 유기성이 있는 것은 졸, 유동성을 잃은 상태를 겔이라 한다. 겔을 열처리 한 뒤, aging 시켜 일반적인 세라믹스를 만든다. sol-gel processing의 장점은 저온 합성이 가능하고, 각종 형상 및 미세구조 굴절이 가능하며, 균질성 향상, 환경 친화적인 생산이 가능하고, -OH가 생성되는 원료는 모두 재료로 쓸 수 있으며, 유기-무기 혼성 화합물을 용이하게 만들 수 있다. 졸겔반응에는 콜로이드 졸겔법과 알콕사이드 졸겔법이 있다. 일반적으로 알콕사이드 졸겔법의 출발 물질로 사용되는 알콕사이드로부터 제조되는 중합 겔(polymeric gel)은 공유결합에 의해 연결되므로 기계적인 힘에 의해 재분산 되지 않는 비가역적이고 영구적인 겔로서 화학적 겔로 볼 수 있다. 반면에 콜로이드 졸겔법에서 반데르발스 힘에 의해 형성되는 입자 겔(particular gel)은 분산이 가역적이므로 물리적 겔이다.

(2) 가수분해
가수분해(hydrolysis)일반적으로 염이 물과 반응하여 산과 염기로 분해하는 반응이나 다당류나 단백질 등의 중축합체가 단위체로 분해하는 반응이다. 넓은 의미로 무기화합물 또는 유기화합물이 물과의 반응에 의한 분해를 가리킨다.

참고 자료

네이버 지식백과 가수분해 [hydrolysis] (식품과학기술대사전, 2008. 4. 10., 한국식품과학회)
심상은, [고분자 입도 분석 기기 및 원리],[고분자 과학 기술], 2011
진정호 (2010,08) [졸-겔 공정에 의한 구형 실리카 입자의 제조], 창원대학교 대학원;신소재나노과학과정
이창일(2003)[콜로이드 응집법을 이용한 다공성 구형 실리카의 제조 및 응용], 단국대학교 대학원;화학공학
양희선 교수님 클래스넷 자료
SCHAFFER, 재료과학의 이해와 응용, 2017.01.06, 경문사