HWAHAK KONGHAK, Vol.39, No.2, 199-205, April, 2001
졸-겔법에 의한 다공성 알루미나 미분체 제조에 관한 연구: I.물과 알콕시드의 비가 알루미나 미분체의 물리적 특성에 미치는 영향
Synthesis of Porous Al2O3 Particles by Sol-Gel Method: I. The Effect of [H2O]/[Al-alkoxide] Ratios on the Physical Property of Alumina Particles
E-mail:
초록
본 연구에서는 물에 대한 알루미늄 알콕시드의 빠른 반응속도와 제조된 입자의 형태를 조절하기 위하여 혼합용매법을 이용하여 다공성 알루미나 입자를 제조하였다. 공정변수로 선정한 알루미늄 알콕시드에 대한 물의 비가 2-8의 반응조건에서는 구형의 입자가 제조되었으나, 물과 알콕시드의 비가 15이상에서는 불규칙한 형태의 침전물이 제조되었다. 알콕시드에 대한 물의 비가 증가함에 따라 제조된 미분체의 결정형태는 비정질의 Al(OH)3로부터 화학조성이 AlO(OH)인 의사보헤마이트로 변하였으며, 600 ℃에서 하소한 시료의 기공구조는 잉크병모양에서 열린 실린더 형으로 변화하였다. 그리고 600 ℃에서 하소한 시료의 경우 521-865 ㎡/g 정도의 비교적 넓은 비표면적과 6.6-14nm 정도의 기공경을 나타냈으며, 1,100 ℃에서 하소한 시료는 35-120 ㎡/g의 비표면적을 나타냈다.
Porous alumina particles were prepared using a mixed solvent to control the reaction rate of Al-alkoxide and the particle shape. Monodispersed alumina particles with submicron size were obtained in the condition of [H2O]/[Al-alkoxide] ratio of 2-8 in the mixed solvent. In contrast, precipitation of agglomerates and large powders were obtained in the condition of [H2O]/[Al-alkoxide]≥15. As the increase of the [H2O]/[Al-alkoxide] ratio, the crystal structure of as-prepared particles was continuously varied from amorphous Al(OH)3 to pseudo-boehmite with chemical composition of AlO(OH). From BET analysis, the pore structure of the particles calcined at 600℃ had been changed from ink-bottle to open cylinder shape with increasing of the [H2O]/[Al-alkoxide] ratio. The specific surface area and pore diameter of samples calcined at 600℃ were 521-865 m(2)/g and 6.6-14 nm respectively. The specific surface area of samples calcined at 1,100℃ was 35-120 m(2)/g respectively.
- Dessau RM, Schlenker JL, Higgins JB, Zeolites, 10, 522 (1990)
- Davis ME, McCusker LB, Baerlocher C, Merrouche A, Kessler H, Nature, 352, 320 (1991)
- Satterfield CN, "Heterogeneous Catalysis in Practice," McGraw-Hill (1980)
- Astier M, Bertrand A, Bianchi D, Villemin B, "Preparation of Catalyst," Ed. Delmon, B., Jacobs, P.A. and Poncelot, G., Elsevier, Brussels, 315 (1976)
- Takai Y, Ueno A, Kotera, Bull. Chem. Soc. Jpn., 56, 2941 (1983)
- Yoldas BE, Am. Ceram. Soc. Bull., 54, 286 (1975)
- Hwang UY, Lee SG, Koo KK, Park HS, Yoo SJ, Yoon HS, HWAHAK KONGHAK, 37(3), 355 (1999)
- Song KC, Kang Y, HWAHAK KONGHAK, 35(6), 805 (1997)
- Jean JH, Ring TA, Am. Ceram. Soc. Bull., 65, 1574 (1986)
- Ogihara T, Yanagawa T, Ogage N, Yoshida K, J. Ceram. Soc. Jpn., 101, 315 (1993)
- Hwang UY, Ph.D. Dissertation, Sogang Univer., Seoul, Korea (1998)
- Hwang UY, Seo JS, Lee JW, Choi JH, Park HS, Kim YR, Yoo SJ, Yoon HS, HWAHAK KONGHAK, accepted
- Brunauer S, Deming LS, Deming WS, Teller E, J. Am. Chem. Soc., 62, 1723 (1940)
- de Boer JH, "The Structure and properties of Porous Materials," ed. Everett, D.H. and Stone, F.S., Butterworths, London (1958)
- Gadsden JA, "Intrared Spectra of Minerals and Related Inorganic Compounds," Batterworths, Reading, Mass (1975)
- Nakamoto K, "Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds," Wiley, New York (1978)
- Chane-Ching JY, Klein LC, J. Am. Ceram. Soc., 71, 86 (1988)
- Leonard AJ, Cawelaert FV, Fripiat JJ, J. Phys. Chem., 71, 695 (1967)