[공학]sol-gel

소개

실험 보고서입니다.
졸겔법으로 SiO2 만들기.

목차

실험목적
실험관련이론
실험 방법
실험 결과 및 분석
결과 및 토의
참고 및 기타

본문내용

sol-gel법을 이용하여 SiO2를 제조함에 있어서 변인(TEOS의 양, 물의 양, 촉매(산과 염기의 PH 및 농도), 온도)중에서 우리 조에선 TEOS의 양을 변화하여 반응시간, 생성된 SiO2의 양 및 질적인 차이를 비교함에 있다.

졸(Sol)
액체 중에 콜로이드입자가 분산하고 유동성을 가지고 있는 계
분산질로서의 콜로이드입자는 액체 또는 고체이고, 분산매가 물이면 하이드로졸, 유기물이면 오르가노졸 이라고 한다. 또 분산매가 기체로서(공기) 고체 · 액체의 콜로이드입자가 분산되어 있는 것을 에어로졸이라고 한다.

겔(Gel)
콜로이드용액(졸)이 일정한 농도 이상으로 진해져서 튼튼한 그물조직이 형성되어 굳어진 것으로 이러한 현상을 겔화라고 한다. (Ex. 한천 · 두부 · 실리카겔 등)
그물조직 사이에 물이 들어 있는 겔을 히드로겔이라고 하고, 겔의 그물조직 사이에서 용매가 제거되어 공기가 들어간 모양의 다공성 겔을 크세로겔이라고 하며 (Ex. 규조토 · 산성백토 등) 이들은 흡착제로서 널리 이용된다.

Sol-Gel Process의 장단점


Hydrolysis (OH-이온이 금속이온에 달라붙는 현상)
물을 첨가함으로써 이루어지는데, 알콕사이드 그룹 (OR)을 hydroxyl groups (OH)으로 치환하는 과정이다.
Si(OR)4 + H2O → Si(OR) 3OH + ROH
Dehydrolysis (OH-를 제거하는 작업)
Si(OR)3OH + OH- → Si(OR)3O-+ H2O
Gellation
Si(OR)3O-+ Si(OR) 3OH → (OR)3 SiOSi(OR)3
Drying
유기용매 및 잔존 유기물을 연소시키고, 최종적으로 무기질 박막을 얻는 과정 → 유리 깨진 것 같은 모양
실제반응식
nSi(OC2H5)4 +4nH2O → nSi(OH)4 +4nC2H5OH
nSi(OH)4 → nSiO2 +2nH2O

알코옥사이드 분해법(Sol-Gel) : 초미립자의 세라믹스 분말원료를 합성시키는 방법으로 입자의 조성이 매우 균질하다.
반응에 영향을 주는 요소들은 pH, 온도와 시간, 시약의 농도, 촉매의 성질과 농도, H2O/금속원소 몰 비(R), 숙성온도와 시간, 건조 등이 있다.

참고자료

· 없음