침전탄산칼슘 결정화계에서 첨가제인 ethylenediaminetetraacetic acid(EDTA), diethylene triaminepentaacetic acid(DTPA), citric acid(CIT), pyromellitic amid(PMA) 첨가에 의한 탄산칼슘 결정의 형상 변화를 연구하였다. 첨가제를 넣지 않았을 때 낮은 온도 $20^{\circ}C$에서는 calcite 결정이 생성되었고, 높은 온도 $80^{\circ}C$에서는 aragonite 결정이 생성되었으며 EDTA 와 DTPA 첨가에 의한 $40^{\circ}C$, $60^{\circ}C$ 중간온도에서는 aragonite 결정이 생성됨을 알 수 있었다. CIT와 PMA 첨가에 의해 aragonite의 성장이 지연 되었으며 calcite 단일상이 나타났다. 첨가제가 단일상의 탄산칼슘을 만드는데 중요한 요소임을 발견되었다.
침전탄산칼슘 결정화계에서 첨가제인 ethylenediaminetetraacetic acid(EDTA), diethylene triaminepentaacetic acid(DTPA), citric acid(CIT), pyromellitic amid(PMA) 첨가에 의한 탄산칼슘 결정의 형상 변화를 연구하였다. 첨가제를 넣지 않았을 때 낮은 온도 $20^{\circ}C$에서는 calcite 결정이 생성되었고, 높은 온도 $80^{\circ}C$에서는 aragonite 결정이 생성되었으며 EDTA 와 DTPA 첨가에 의한 $40^{\circ}C$, $60^{\circ}C$ 중간온도에서는 aragonite 결정이 생성됨을 알 수 있었다. CIT와 PMA 첨가에 의해 aragonite의 성장이 지연 되었으며 calcite 단일상이 나타났다. 첨가제가 단일상의 탄산칼슘을 만드는데 중요한 요소임을 발견되었다.
Phase change of calcium carbontae crystals in crystallization of precipitated calcium carbonate was researched by adding additives such as ethylenediaminetetraacetic acid(EDTA), diethylenetriaminepentaacetic acid(DTPA), citric acid(CIT) and pyromellitic amid(PMA). At low temperature $20^{\circ}...
Phase change of calcium carbontae crystals in crystallization of precipitated calcium carbonate was researched by adding additives such as ethylenediaminetetraacetic acid(EDTA), diethylenetriaminepentaacetic acid(DTPA), citric acid(CIT) and pyromellitic amid(PMA). At low temperature $20^{\circ}C$, calcite crystal was made. At high temperature $80^{\circ}C$, aragonite crystal was made without additives. At middle temperature $40^{\circ}C$ and $60^{\circ}C$, Aragonite crystal also made by adding EDTA, DTPA. The crystal growth of Aragonite was retarded by the presence of CIT, PMA and the single phase of calcite was made. It was found that additives were important factors to make the single phase of calcium carbonate.
Phase change of calcium carbontae crystals in crystallization of precipitated calcium carbonate was researched by adding additives such as ethylenediaminetetraacetic acid(EDTA), diethylenetriaminepentaacetic acid(DTPA), citric acid(CIT) and pyromellitic amid(PMA). At low temperature $20^{\circ}C$, calcite crystal was made. At high temperature $80^{\circ}C$, aragonite crystal was made without additives. At middle temperature $40^{\circ}C$ and $60^{\circ}C$, Aragonite crystal also made by adding EDTA, DTPA. The crystal growth of Aragonite was retarded by the presence of CIT, PMA and the single phase of calcite was made. It was found that additives were important factors to make the single phase of calcium carbonate.
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문제 정의
본 연구에서는 수용액 법으로 침강성 탄산칼슘을 합성하여 화학적 침전반응에 의해 얻어지는 결정화계에서 유기화합물의 일종인 ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), 3개 이상의 carboxylic group을 가지는 산 첨가제 diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA), critric acid (CIT), pyromellitic acid (PMA) 를 각각 첨가하여 농도와 반응온도가 탄산칼슘의 평균입경과 입도분포, 결정형상 변화에 미치는 영향을 연구 하였다.
본 연구에서는 수용액 법을 이용하여 침강성 탄산칼슘을 합성할 때 고분자와 산 첨가의 농도에 따른 탄산칼슘의 입도분포와 결정형태에 미치는 결과를 확인하였다.
제안 방법
0.5M의 CaCl2 수용액과 Na2CO3 수용액을 제조한후 반응온도는 20℃, 40℃, 60℃, 80℃ 에서 실험 하였다. 80㎖ 증류수가 담긴 비커에 온도가 일정하게 유지되면 첨가제를 각각의 농도로 첨가한 후 혼합하여 주고 Na2CO3수용액 1.
45㎛) 로 filtering 한 후 증류수 100㎖로 세척하여 80℃ 건조기 (Dry oven;JOHNSAM)에서 24시간동안 건조하였다. 반응 후 얻어진 고체결정은 SEM(Scanning Electron Microscopy; JEOL)과 HR-XRD(High-resolution x-ray diffractometer; RIGAKU)를 사용하여 결정형태를 확인하였다.
실험 장치는 반응기, 항온 및 혼합기, 측정 장치로 이루어져 있다. 반응기는 300ml 비커를 사용하였으며, 균일한 혼합과 항온을 위하여 온도유지를 할 수 있는 교반기를 사용하였고 24시간 온도유지는 항온수조를 사용하였다.
생성물의 입도분포는 입도분석기로 측정하여 각각의 첨가제의 농도에 따른 결정크기의 변화를 관찰하여 기록한다. 생성물을 Membrane filter(0.
최초 반응에서 온도는 항온수조를 이용하여 20℃로 일정하게 유지하였고, 각각의 실험온도로 맞춰주며 실험하였다. 첨가제 수용액의 농도는 각각 0g/L, 0.00125g/L, 0.0025g/L, 0.00625g/L로 변화를 주었다.
1분간 200rpm으로 교반 시킨 후, 24시간동안 항온수조에 방치한다. 최초 반응에서 온도는 항온수조를 이용하여 20℃로 일정하게 유지하였고, 각각의 실험온도로 맞춰주며 실험하였다. 첨가제 수용액의 농도는 각각 0g/L, 0.
측정 장치는 탄산칼슘 결정의 크기와 입도분포를 측정하기 위한 PSA(Particle Size Analyzer, GALAI사 CIS-50V), 결정형상은 SEM(Scanning Electron Microscopy: JEOL)과 탄산칼슘 결정형태의 강도비로부터 정량적으로 calcite, vaterite, aragonite의 분석하는 HR-XRD (High- Resolution X-ray diffractometer: RIGAKU)로 확인 하였다.
성능/효과
(1) 첨가제를 넣지 않았을때 낮은온도 20℃에서는 탄산칼슘의 평형상수가 낮은 calcite가 생성되지만, 높은온도 80℃에서는 평형상수가 큰 aragonite 결정이 생성되었다.
(2) EDTA 와 DTPA 첨가에의해 40℃, 60℃ 중간온도에서도 aragonite 결정이 생성됨을 알수있었다.
(3) calcite 와 aragonite 결정은 CIT 와 PMA 첨가에 의해 성장이 지연되었다. 결정 성장 지연은 aragonite 결정 생성시 calcite 결정 생성보다 전반적으로 강하게 일어나 aragonite의 성장은 근복적으로 억제되었으며 calcite 단일상이 나타났다.
(3) calcite 와 aragonite 결정은 CIT 와 PMA 첨가에 의해 성장이 지연되었다. 결정 성장 지연은 aragonite 결정 생성시 calcite 결정 생성보다 전반적으로 강하게 일어나 aragonite의 성장은 근복적으로 억제되었으며 calcite 단일상이 나타났다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
탄산칼슘은 제조방법에 따라 어떻게 나뉘는가?
탄산칼슘은 제조방법에 따라 원석의 파, 분쇄에 의해 얻어지는 중질탄산칼슘(ground calcium carbonate, GCC)과 화학적 침전반응에 의해 얻어지는 침강성 탄산칼슘 (precipitated calcium carbonate, PCC)으로 나뉠 수 있다. 그러나 중질 탄산칼슘의 경우 입자의 상과 형태의 제어가 어렵고 입도가 균일하지 않으며 고기능성을 부여하기가 어렵다는 등의 단점 때문에 최근에는 침
본 연구에서 수용액 법으로 침강성 탄산칼슘을 합성해, 화학적 침전반응으로 얻어지는 결정화계에서 첨가제들을 넣었을 때, 어떤 결과들을 관측할 수 있었나?
(1) 첨가제를 넣지 않았을때 낮은온도 20℃에서는 탄산칼슘의 평형상수가 낮은 calcite가 생성되지만, 높은온도 80℃에서는 평형상수가 큰 aragonite 결정이 생성되었다.
(2) EDTA 와 DTPA 첨가에의해 40℃, 60℃ 중간온도에서도 aragonite 결정이 생성됨을 알수있었다.
(3) calcite 와 aragonite 결정은 CIT 와 PMA 첨가에 의해 성장이 지연되었다. 결정 성장 지연은 aragonite 결정 생성시 calcite 결정 생성보다 전반적으로 강하게 일어나 aragonite의 성장은 근복적으로 억제되었으며 calcite 단일상이 나타났다.
아라고나이트 침강성 탄산칼슘은 큰 aspect ratio로 인해 어떻게 쓰일 수 있는가?
분체의 크기 및 모양이 중요한 이유는 혼합제로 사용되는 경우 혼합제의 점도는 유동체 내에 분산되어져 있는 고체의 점유된 부피에 의해 결정되기 때문이다. 아라고나이트 침강성 탄산칼슘은 aspect ratio(결정의 크기에대한 길이의 비, 장경비)가 매우 큰 침상형으로 공업원료로 이용했을 때, 강도 증진은 물론 침상형의 복잡한 표면 구조로 인해 백색도 향상 및 불투명도 조절이 가능해져 기계적·광학적 기능성을 부여할 수 있는 새로운 기능성 무기 분체로서 대용 가능하다. 이와 같이 침강성 탄산칼슘은 제조 방법 및 조건에 따라 다양한 형태 및 크기의 분체를 제조 할 수 있으므로 다른 무기분체를 대용하는 고기능성 역할이 증대될 것이다.
참고문헌 (10)
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