원통형 메조기공을 갖는 마그네슘-알루미늄 및 니켈-알루미늄 금속산화물 나노물질의 합성 = Synthesis of Mg-Al and Ni-Al metal oxide nanomaterials having cylindrical mesopores

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 마그네슘-알루미늄, 니켈-알루미늄 금속산화물 나노물질을 합성하고 기공구조를 도입하는 것이다.
전구체로 사용한 금속수산화물 나노물질은 음이온성 점토의 한 종류로서, 층상형 구조를 갖고 있다. 이러한 구조적인 특징으로 인하여 촉매 및 음이온 흡착, 약물 전달 시스템 등 여러 분야에어 응용성이 높아 많은 연구가 진행중이다. 여러가지 조성의 금속수산화물 나노물질의 합성을 위한 최적의 pH 영역을 확인하기 위해서 2가 금속염, 3가 금속염 그리고 2가 금속염과 3가 금속염의 혼합용액을 알칼리 용액으로 적정하여 금속수산화물 나노물질 합성의 최적 pH영역을 확인하고 합성하였다. 합성한 금속수산화물 나노물질의 결정성은 X-선 회절분석을 통하여 분석하였고, 합성한 마그네슘-알루미늄, 그리고 니켈-알루미늄 금속수산화물 나노물질의 결정성이 높은 것으로 확인되었다. 이러한 금속수산화물 나노물질을 전구체로 사용하여 금속산화물 나노물질에 원통형 기공구조를 도입하였다. 금속산화물 나노물질에 기공구조를 도입할 때 원통형 미셀구조를 갖는 구조유도체인 P123을 사용하였다. BET 분석을 통하여 기공구조가 도입된 금속산화물 나노물질의 비표면적 및 기공구조, 기공 크기를 분석한 결과, 원통형 메조 기공이 유지됨과 동시에 기공구조를 도입하지 않은 금속산화물 나노물질보다 비표면적이 증가하는 것을 확인하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this study, we synthesized of Mg-Al and Ni-Al metal oxide and introduced of nanopore structure.
Synthesized layered double hydroxides (mixed metal hydroxides) is one of the anionic clay, it has layer structure. Because of this layer structure, they can wide application at various fields like catalyst, adsorption of anion and drug delivery system etc. Many researchers studied layered double hydroxides. To synthesized layered double hydroxides with various metal, we confirmed the titration curve divalent metals, trivalent metals and these mixture by alkali solution. So we synthesized layered double hydroxides at optimal pH condition based on the titration curves. Synthesized layered double hydroxides measured powder X-ray diffraction to confirm the crystallinity. Mg2+/Al3+, and Ni2+/Al3+ has high crystallinity. So, we used Mg-Al and Ni-Al metal hydroxides as precursor.
These layered double hydroxides, which has high crystallinity, confused with structure-directing agent and introduced nanopore structure by calcination. After calcination, structure-directing agent decomposed and synthesized layered double oxide (mixed metal oxide) introduced nanopore structure. To confirm the surface area, pore structure and pore size of layered double oxide which has nanopore structure, we measured BET and BJH analysis. Synthesized nanoporous layered double oxide had larger surface area than nonporous layered double oxide. These nanoporous layered double oxide has mesopore and cylindrical pore structure.