[화학공학실험I] 솔-겔 실리카 합성, FT-IR 분광법 예비보고서

소개

화학공학실험I, II 모두 A+ 받았습니다.

목차

1. 실험1-1 : 솔-겔 실리카 합성 (Sol-Gel Silica Preparation)
1) 실험 목적
2) 실험 원리
3) 실험 시약의 물리화학적 성질(분자 구조, 분자량, 녹는점, 끓는점 등)
4) 실험 방법
5) 예상 실험 결과(Pre-result)

2. 실험1-2 : FT-IR 분광법 (Fourier Transform Infrared Spectroscopy)
1) 실험 목적
2) 실험 원리
3) 실험 시약의 물리화학적 성질(분자 구조, 분자량, 녹는점, 끓는점 등)
4) 실험 방법
5) 예상 실험 결과(Pre-result)

3. 참고 문헌

본문내용

Ⅰ. 실험 목적
솔-겔법(Sol-Gel Process)을 통해 구형의 실리카(SiO2)를 제조한다.

Ⅱ. 실험 원리
가. 용어정리
1. 솔(또는 졸, Sol) : 액체 중에 콜로이드 입자가 분산하고 유동성을 가지고 있는 계이다. 분산매가 물이면 하이드로졸, 유기물이면 오르가노졸, 기체로서 고체와 액체의 콜로이드 입자가 분산되어 있는 계를 에어로졸이라 한다.
2. 콜로이드 : 크기가 1~1000nm이며 불용성인 물질이 분산된 상태로 다른 물질과 섞여 있는 혼합물을 뜻한다.
3. 겔(또는 젤, Gel) : 졸(Sol)이 유동성을 상실한 상태이다. 콜로이드 입자의 그물조직 사이에 용매가 들어가 굳어버린 것으로, 다시 온도를 올려주면 분자운동이나 그 밖의 원인에 의하여 조직이 파괴되어 다시 유동성 액체가 된다.

나. 이론
1. 솔-겔법(Sol-Gel Process, 또는 졸-겔법)
졸-겔법으로는 콜로이드와 알콕사이드를 활용한 두 가지 방법이 있다. 콜로이드 졸-겔 공정은 금속염 용액에 의해 생성된 콜로이드 용액을 물리적인 졸(Sol)로 사용하여 콜로이드 응집에 의한 젤화(Gelation)의 과정을 거친 후에 만들어진다. 이후 젤화가 지속되고 용매와 유기물을 제거하여 치밀화시키는 건조와 열처리 공정에 의해 산화물 세라믹을 제조할 수 있게 된다

참고자료

· Atkins and de Paula. (2014). Physical Chemistry 10th ed., Oxford University Press, Oxford, U.K.
· Rami Al-Oweini, Houssam El-Rassy (2009). "Synthesis and characterization by FTIR spectroscopy of silica aerogels prepared using several Si(OR)4 and R00Si(OR0)3precursors", Journal of Molecular Structure, 919, pp140-145
· 국가연구시설장비진흥센터. (2012). "퓨리에변환적외선분광기(FT-IR)의 이해", 대전, pp.5-8
· 박원규. (1999), "졸겔법에 의한 벌크석영겔 및 유리의 제조", 세라미스트, 2(1), pp.17
· 배병수, 박형진. (2015). "용액에서부터 세라믹까지", 대한화학회, 서울, pp.13-14
· 오도석. (1995). "IR 및 FT-IR 분광광도계", 대한산업보건협회. pp.12-16
· 진정호. (2010). "Synthesis and Characterization of Spherical Silica Nanopowders by a Sol-Gel Processing." 국내박사학위논문 창원대학교, 경상남도
· 화학물질정보처리시스템. (2022). "용어사전"
· https://kreach.me.go.kr/repwrt/portal/materials/koDictionaryList.do (2024-09-25 방문)