A+ 무기화학실험 <exp9. Synthesis of highly uniform 400nm silica spheres> 레포트

소개

안녕하세요.

정말 열심히 작성한 무기화학실험 레포트 올립니다. Pre 레포트와 Main 레포트를 합친 Pre+Main 통합본입니다. 무기화학실험 수업 1등으로 "A+ " 받았습니다.

목차

무기화학실험 Pre-Report
1. Title
2. Purpose
3. Theory
4. Chemicals & Apparatus
5. Procedure
6. Reference
7. Data & Result
8. Discussion
9. Reference

본문내용

1. Title
Exp 9. Synthesis of highly uniform 400nm silica spheres

2. Purpose
Sol-gel method로 silica microsphere를 합성하고, SEM를 사용하여 합성물을 분석한다.

3. Theory
3.1 Silica
Silica는 silicon dioxide를 뜻하며, 화학식은 SiO2∙ nH2O이다. Sulfuric acid와 sodium silicate가 반응하여 만들어지며, Si를 중심원자로 가지고 4개의 산소 원자가 Si 주변에 결합된 tetrahedral 구조를 갖는다. Silica의 산소 원자에 새로운 Si가 공유 결합하면서 3D network 구조를 형성하며, 그 종류에는 α-quartz, α-tridymite, β-tridymite 등이 있다. 이 중 α-quartz의 안정성이 가장 높기 때문에 해당 구조가 가장 흔히 관찰된다. Si-O 결합의 결합길이는 약 154~171pm이며, 결합각은 약 140~180°이나, silica의 구조에 따라 달라질 수 있다.
Silica는 그물 구조를 가진 silicate로, 체적의 약 50%가 구멍으로 이루어져 있어 크기에 비하여 매우 넓은 표면적을 가진다. 이러한 특성으로 인하여 silica는 다양한 물질을 내부 구멍에 흡착시킬 수 있다. 예로, 독성이나 가연성이 없어 실생활에서 silica gel을 건조제나 흡착제로 활용하며, 물로 포화된 silica gel은 가열을 통해 물을 기화함으로써 silica gel을 다시 재사용할 수 있다.

3.2 Silica synthesis
고전적인 silica 연구는 1956년, Kolbe가 silicon alkoxide와 short chain alcohol을 가수분해와
condensation polymerization을 거쳐 non-porous 한 silica particle을 합성하면서 시작되었다.

참고자료

· 서강대학교 화학과, inorganic chemistry experiment, exp.9.
· Dmitry B, Abduladheem TJ, Ehsan K, Nanomaterial by Sol-Gel Method: Synthesis and Application,
· Advances in Materials Science and Engineering, 2021, p. 21
· 서강대학교 화학과, inorganic chemistry experiment, exp.9.
· Stöber W, Fink A, Bohn E, Controlled growth of monodisperse silica spheres in the micron size range,
· Journal of Colloid and Interface Science, 1968, 26 (1), pp. 62~69.
· Bogush GH, Tracy MA, Zukoski CF, Preparation of monodisperse silica particles: Control of size and
· mass fraction, Journal of Non-Crystalline Solids, 1988, 104(1), pp. 95~106.