중간세공 분자체 MCM-41의 세공표면에 Ni(Ⅱ) 혼입에 관한 광음향 분광학적 연구 = Photoacoustic Spectroscopic Study on Nickel Incorporation onto the Surface of Mesoporous Molecular Sieve MCM-41

국문 초록 (Abstract)

초산 니켈(Ⅱ) 수용액과 염산 및 인산을 사용하여 pH=2.5로 조절한 초산 니켈(Ⅱ) 수용액을 가지고, 적심 방법을 이용하여 ㆍ MCM-41에 Ni(Ⅱ)를 혼입하였다. 그리고 공기 중에서 하소시켜 각각 Ni/MCM41, Ni-Cl/MCM41 그리고 Ni-PO/MCM41을 제조하였다. MCM-41 세공 내에 혼입된 Ni(Ⅱ)의 존재형태는 광음향 분광법(PAS)을 이용하여 조사하였다. Ni/MCM41, Ni-Cl/MCM41 그리고 Ni-PO/MCM41은 하소 이전의 광음향 스펙트럼에서 400 nm 부근과 750 nm 부근에서 최대 흡수밴드를 보였다. 이 두 흡수밴드는 초산이온, 염소 이온, 물분자 또는 인산이온 등에 의해 팔면체 구조의 환경에 있는 Ni(II)의 3A2g→3T1g(F) 그리고 3A2g→3T1g(P) 전이 때문이다. Ni/MCM41과 Ni-PO/MCM41은 하소 후 400 nm 부근의 밴드는 약 35 nm가 장파장 쪽으로 이동하였다. 그리고 500 nm~630 nm에서 두 개의 shoulder가 보인다. 이는 Ni(II)이 뒤틀린 팔면체 구조 환경 속에 있음을 보여준다. Ni-Cl/MCM41은 407 nm와 712 nm 부근에서 두 개의 흡수밴드를 보인다. 그리고 500nm∼600 nm에서 두 개의 shoulder가 보인다. 인산 리간드를 가지고 있는 Ni-PO/MCM41은 Ni/MCM41과 Ni-Cl/MCM41 경우와 달리 Ni(II) 종이 세공표면의 실란올기와 반응함에 따라 뭉치산화물 형태로 존재하지 않고, 팔면체 구조를 이루며 MCM-41 세공표면에 원자적으로 잘 분산되어있다.

중심 단어 : 중간세공 분자체 MCM-41, 광음향 분광법, 니켈 팔면체 종, 인산 리간드

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The incorporation of Ni(II) within mesoporous molecular sieve MCM-41 by the incipient wetness method using Ni(II) aqueous solution at pH=2.5 adjusted with hydrochlroric acid or phosphoric acid (Ni/MCM41, Ni-Cl/MCM41 and Ni-PO/MCM41, respectively.) has been investigated. Photoacoustic spectroscopy (PAS) technique was applied to study the local environments of Ni(II) incorporated within MCM-41 channel. The PAS of as-prepared Ni/MCM41, Ni-Cl/MCM41, Ni-PO/MCM41, respectively, with Ni(II) acetate aqueous solution exhibits two bands of around λmax=400 nm and 750 nm, which could be assigned to the 3A2g→3T1g(F) and the 3A2g→3T1g(P) transition of Ni(II) surrounded octahedrally by acetate ions chloride ions, water molecules, or phosphate ions. After calcined, Ni(II) spectral bands of Ni/MCM41 and Ni-PO/MCM41 at around 400 nm were red-shifted by about 35 nm, and exhibits two shoulders at 500 nm ∼630 nm were appeared. It may attributed to the distorted octahedral symmetry of Ni(II) within MCM-41. In case of Ni-PO/MCM41, the octahedral Ni species containing phosphate ligands in coordination sphere react with framework's silanol groups to be dispersed atomically onto the surface of MCM-41 channel as a octahedral species without the transformation to Ni oxide phase. The Ni species within Ni-Cl/MCM41 and Ni/MCM41, on the other hand, transform to Ni oxide phase upon calcination.

Key words : mesoporous molecular sieve MCM-41, Photoacoustic spectroscopy(PAS), octahedral Ni species, phosphate ligands.

목차 (Table of Contents)

• 요 약
• 서 론
• 실 험
• 결과 및 고찰
• Reference