졸겔법으로 합성한 다공성 알루미늄 실리케이트 분말의 특성 및 흡착 연구 = The Adsorption Behavior over Powder Characteristics of Porous Aluminum Silicate Synthesized By Sol-Gel Method

국문 초록 (Abstract)

알루미늄 실리케이트 분말은 (1) 공침법 및 (2) two-step sol-gel법 두 가지 다른 합성법을 사용하여 제조하였다. 합성된 모든 분말은 XRD, FE-SEM, FT-IR, BET, porosimeter, zetasizer 등 다양한 기술로 특성평가 하였다. 합성된 알루미늄 실리케이
트 분말의 입자 형상은 합성법에 따라 큰 차이를 나타내었다. 공침에 의해 합성된 알루미늄 실리케이트 분말은 비표면적(158 m2/g)이 낮고, 입자가 유리처럼 날카로운 모서리를 갖는 것으로 나타났다. 반면, two-step sol-gel법에 의해 합성된 알루미늄 실리케이트 분말은 메조포러스 구조이며, 큰 비표면적(430 m2/g)을 가졌다. 흡착제로써의 알루미늄 실리케이트 분말은 흡착실험에서 수행된 수용액에서 Pb(II) 이온 및 메틸렌블루에 대한 흡착 거동을 특징으로 하였다. two-step sol-gel법 분말에 대한 Pb(II) 이온과 메틸렌블루의 최대 흡착 용량은 공침 분말에 비해 각각 4배 이상, 7배 이상 높았다. 이러한 결과는 암모니아를 이용한 two-step sol-gel법으로 합성된 알루미늄 실리케이트 분말이 수용액에서 중금속 이온과 유기 염료를 제거하기 위한 잠재적인 흡착제가 될 수 있음을 보여준다.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서론 1
• 2. 이론적 배경 3
• 2.1. 알루미늄 실리케이트 3
• 2.2. 알루미늄 실리케이트 합성 5
• 2.2.1. 합성법 5
• 2.2.2. 입자 분산성 6
• 2.3. 흡착 9
• 2.3.1. 흡착 등온선 11
• 2.3.2. 흡착제(Adsorbent)의 종류 14
• 2.3.3. 유해물질 16
• 3. 실험 방법 21
• 3.1. 알루미늄 실리케이트 분말의 합성 21
• 3.2. Pb(Ⅱ) 이온 흡착 시험 24
• 3.3. 메틸렌블루(methylene blue) 흡착 시험 24
• 3.4. 분석 25
• 3.4.1. X-선 회절 분석 (XRD) 25
• 3.4.2. 분자 구조 분석 (FT-IR) 25
• 3.4.3. 입자 크기 분석 (PSA) 25
• 3.4.4. 입자 표면 및 zeta 전위 분석 26
• 3.4.5. BET 및 기공률 분석 26
• 4. 실험 결과 및 고찰 27
• 4.1. 합성 알루미늄 실리케이트 분말의 특성 27
• 4.1.1. 결정성 27
• 4.1.2. 화학결합성 29
• 4.1.3. 입자 크기 32
• 4.1.4. 입자 형상 34
• 4.1.5. Zeta 전위 36
• 4.1.6. 비표면적과 기공 크기 분포 및 기공률 39
• 4.1.7. Tap density 42
• 4.2. 흡착 특성 44
• 5. 결론 47
• 참고문헌 48
• ABSTRACT 55