화공신소재기초실험 결과 보고서- 졸-겔 실리카 합성, FTーIR 분광법, 콜로이드 분산 에멀젼 형성 및 안정성 평가

소개

"화공신소재기초실험 결과 보고서- 졸-겔 실리카 합성, FTーIR 분광법, 콜로이드 분산 에멀젼 형성 및 안정성 평가"에 대한 내용입니다.
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목차

I. 실험 1: 솔-겔 실리카 합성(Sol-Gel Silica Preparation)
1. 실험 결과
2. 실험 결과 해석 및 논의
3. 질문에 대한 답변
4. 실험 보고서 참고 문헌

II. 실험 2: FT-IR 분광법(Fourier Transform Infrared Spectroscopy)
1. 실험 결과
2. 실험 결과 해석 및 논의
3. 질문에 대한 답변
4. 실험 보고서 참고 문헌

III. 실험 3: 콜로이드 분산 에멀젼 형성 및 안정성 평가
1. 실험 결과
2. 실험 결과 해석 및 논의
3. 질문에 대한 답변
4. 실험 보고서 참고 문헌

본문내용

1. 실험 결과
(왼쪽에서 오른쪽 순으로)
(실온 산, 60°C 산, 뚜껑 연 실온 염기, 뚜껑 연 60°C 염기, 뚜껑 닫은 60°C 염기, 뚜껑 닫은 실온 염기.)
유일하게 실온의 산에서 결정이 생겼다. 해당 Vial에서는 용매가 완전히 제거되어 크고 투명한 결정이 생겼고, 60°C 산에서도 용매가 완전히 제거되지는 않았으나 용액 내에 보다 작은 크기의 결정들이 존재했다. 염기 조건에서의 Vial들에서는 뚜렷한 결정을 관찰하기는 어려웠다. 하지만, 뚜껑을 닫은 Vial들에서의 불투명도가 뚜껑을 연 Vial들에서보다 확연히 높았다.

2. 실험 결과 해석 및 논의
산 조건에서 결정 형성이 염기 조건에서보다 잘 일어날 수 있던 것은 TEOS가 산 촉매의 영향으로 빠르게 가수 분해되어 Si-O-Si 결합이 형성되며 용매가 충분히 증발될 수 있기 때문이라고 보인다. 실온 산 Vial에서 용매가 충분히 증발되어 크고 투명한 결정이 형성되었고, 60도 산의 경우 높은 온도가 반응을 촉진했으나 용매가 완전히 증발하지 못하고 크기가 작은 결정이 형성되었다.
이론상으로는, 60도의 산에서 결정이 생성되고, 실온의 산에서 60도의 산에서와 같이 덜 제거된 용질 내 결정이 보이는 것이 이상적이다. 하지만, 이론적으로 산 촉매가 너무 많이 들어간 경우 점도가 높은 젤이 형성되고, 너무 적게 들어간 경우 용질 내 침전물이 있는 형태의 결과물이 생성되는데, 60도 산의 결과물로 보아 산이 적정치보다 적게 투입된 것으로 예상된다. 또, 산 조건의 경우 반응 온도가 높아질수록 결정의 크기가 작아지는데, 해당 실험의 경우 결정의 크기는 실온의 크기가 더 크고, 60도의 경우가 더 작은 결과는 이론과 일치하였지만 60도의 용매가 덜 제거된 것은 실험 중 용액 배합 과정 등에서 오류가 있었던 것으로 추정된다.
염기 조건에서는 결정은 관찰되지 않고, 전반적으로 점도가 높고 뿌옇게 보이는 결과물이 생성되었다.

참고자료

· [국내] 김철주 외 3인 (2009) “Characterization of Silica Sol Particle Prepared by Sol-Gel Reaction from Sodium Silicate Solution”, Journal of the Korean Institute of Resources Recycling, 18(6), pp. 30–37.
· [국내] 이봉우 외 4인 (1998) “Sol-gel 공정에 의한 Silica sol의 합성 및 특성”, 생산기술연구, 20(1), pp. 1-14.
· [국내] 장정식 (1992) “분자분광법의 이론과 응용”, 분석과학, 5(3), pp. 171-197.
· [영문 박사] Stancik, Edward Jay. (2004). “Colloids at fluid interfaces: Structure, dynamics, and droplet stability.”, Ph.D. Thesis, Stanford University, California, USA, 133 pages.
· [국내] 서정희 (2007). “Influence of pH, Emulsifier Concentration, and Homogenization Condition on the Production of Stable Oil-in-Water Emulsion Droplets Coated with Fish Gelatin”, Food science and biotechnology, 16(6), pp. 999-1005.