초록 ▼

- 실리카, 타이타니아, 실리카-타이타니아 에어로젤의 합성 및 물성 제어
고표면적 및 mesopore 영역 기공이 발달된 분말 및 단일체 제조
알콕사이드 및 비알콕사이드 전구체로부터 솔-젤 합성
상용 Degussa P-25보다 우수한 광촉매로 활용
- 알루미나 및 니켈-알루미나 에어코젤의 합성 및 촉매로의 활용
비알콕사이드 전구체를 이용한 솔-젤 합성법 개발
문헌 최고치 비표면적을 지닌 에어로젤 합성
고온 열처리시에도 높은 비표면적 유지
니켈-알루미나 복합 에어로젤은 벤조페논

- 실리카, 타이타니아, 실리카-타이타니아 에어로젤의 합성 및 물성 제어
고표면적 및 mesopore 영역 기공이 발달된 분말 및 단일체 제조
알콕사이드 및 비알콕사이드 전구체로부터 솔-젤 합성
상용 Degussa P-25보다 우수한 광촉매로 활용
- 알루미나 및 니켈-알루미나 에어코젤의 합성 및 촉매로의 활용
비알콕사이드 전구체를 이용한 솔-젤 합성법 개발
문헌 최고치 비표면적을 지닌 에어로젤 합성
고온 열처리시에도 높은 비표면적 유지
니켈-알루미나 복합 에어로젤은 벤조페논 수소화에 우수한 촉매 성능을 보임
- 전이금속 산화물 에어로젤의 합성 및 활용
알콕사이드 전구체를 이용한 재현성있는 지르코니아 에어로젤 합성 조건 도출
숙성 과정을 이용한 지르코니아 에어로젤 비표면적 극대화: 500℃ 소성 후 150 ㎡/g 이상
비알콕사이드 전구체 이용 고비표면적 나이오비아 에어로젤 합성: 500℃ 소성 후 250 ㎡/g 이상
비알콕사이드 전구체 이용 산화철 및 산화철-나이오비아 에어로젤 합성 비알콕사이드 전구체 이용
루테니아 에어로젤 합성 및 물성 제어 루테니아 에어로젤의 슈퍼캐패시터로서의 활용: 350 ㎡/g, 595 F/g

목차 Contents

• 제 1 장 연구개발과제의 개요...26
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...28
• 제 1 절 에어로젤...28
• 1. 에어로젤의 역사...28
• 2. 에어로젤의 연구 동향...29
• 가. 기계적 강도...30
• 나. 저유전율...31
• 다. 열적 안정성...31
• 라. 광학적 특성...32
• 마. 복합 에어로젤...32
• 제 2 절 솔-젤 반응...35
• 1. 알콕사이드계 솔-젤 mechanism...35
• 2. 비알콕사이드계 솔-젤 mechanism...35
• 제 3 절 초임계 건조...37
• 제 4 절 에어로젤의 활용 및 전망...40
• 1. 에어로젤의 활용...40
• 가. 단열재 분야...41
• 나. 촉매 및 흡착제 분야...41
• 다. 기타 분야...42
• 2. 에어로젤의 상용화...42
• 가. 저가의 솔-젤 원료 사용...44
• 나. 건조 조건의 완화...44
• 다. 제조 형태의 다양화...44
• 라. 물성의 개선 및 미세 조절...45
• 3. 향후 과제 및 전망...45
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과...48
• 제 1 절 실리카계 복합 에어로젤의 합성 및 응용...48
• 1. 연구의 배경 및 개요...48
• 2. 실리카계 에어로젤의 합성...49
• 가. 시약 및 재료...49
• 나. 알콕사이드 전구체를 이용한 에어로젤의 제조...50
• (1) 실리카 습윤젤의 제조...50
• (2) 타이타니아 습윤젤의 제조...50
• (3) 실리카-타이타니아 습윤젤의 제조...50
• (가) Complexation method...51
• (나) Impregnation method...52
• 다. 비알콕사이드 전구체를 이용한 에어로젤의 제조...52
• (1) 실리카 습윤젤의 제조...52
• (2) 타이타니아 습윤젤의 제조...53
• (3) 실리카-타이타니아 습윤젤의 제조...53
• 라. 단일체형 에어로젤의 제조...53
• 마. 초임계 건조 및 열처리...54
• 바. 기기분석 및 특성평가...57
• (1) 비표면적 및 기공 크기 분포...57
• (2) X-선 회절 분석...57
• (3) 열분석...57
• (4) 분광학적 특성 분석...57
• (5) 원소분석...58
• (6) 에어로젤의 표면 분석...58
• 3. 알콕사이드계 에어로젤의 물성 평가...58
• 가. 실리카 에어로젤...58
• (1) 촉매 및 반응속도 조절제의 영향...58
• (2) 숙성의 영향...62
• (3) Soaking의 영향...62
• 나. 타이타니아 에어로젤...63
• (1) 물의 함량에 따른 특성 변화...63
• (2) 숙성의 영향...66
• (3) 열처리 온도의 영향...68
• 다. 실리카-타이타니아 복합 에어로젤...68
• (1) TBOT modification...75
• (2) NH₄OH 및 NH₄F의 영향...79
• (3) Soaking의 영향...80
• (4) Si 함량에 따른 물성 변화...82
• (5) 열처리에 따른 물성 변화...84
• 4. 비알콕사이드계 에어로젤의 물성 평가...88
• 가. 실리카 에어로젤...88
• (1) 솔-젤 변수에 따른 특성 변화...88
• (2) 전구체에 따른 물성 비교...89
• 나. 타이타니아 에어로젤...91
• (1) 솔-젤 변수에 따른 특성 변화...91
• (2) 숙성과 촉매의 영향...95
• (3) 건조방법 및 열처리의 영향...98
• 다. 타이타니아-실리카 복합 에어로젤...105
• (1) 솔-젤 변수에 따른 특성 변화...105
• (2) 숙성과 촉매의 영향...106
• (3) 열처리 온도에 따른 변화...110
• 5. 단일체형 에어로젤의 물성 평가...112
• 가. Complexation method...114
• (1) 단일체형 에어로젤 제조...114
• (2) 고분자의 첨가 효과...116
• 나. Impregnation method...120
• (1) 단일체형 실리카 에어로젤의 제조...120
• (가) PEG 함량에 따른 변화...121
• (나) Nafion 함량에 따른 변화...125
• (2) Soaking 조건에 의한 Ti 함량 변화...127
• (3) 고분자의 첨가 효과...132
• (4) 열처리에 따른 물성 변화...134
• 6. 전구체 및 제조 방법에 따른 물성 변화...134
• 7. 광촉매로의 활용...141
• 가. 메탄을 분해 반응 장치...143
• 나. 분말형 에어로젤의 광촉매 효과...145
• (1) 상용촉매와의 광촉매 활성 비교...145
• (2) 체류시간의 영향...149
• (3) 결정구조의 영향...157
• (4) 복합 에어로젤의 광촉매 효과...159
• 다. 단일체형 에어로젤의 광촉매 효과...159
• 제 2 절 알루미나계 에어로젤의 합성과 특성 규명...167
• 1. 연구의 배경 및 개요...167
• 가. 촉매의 특성...167
• (1) 촉매의 선정...167
• (2) 촉매 담체의 선정...168
• (3) 금속 함량...168
• 나. 수소화 반응...168
• (1) 반응 온도 및 압력...169
• (2) 사전 환원...169
• (3) 용매...170
• 다. Benzhydrol 생성을 위한 benzophenone의 액상 수소화 반응...170
• 2. 알루미나계 에어로젤의 합성...172
• 가. 알콕사이드 전구체를 이용한 에어로젤의 제조...172
• (1) 알루미나 에어로젤의 제조...172
• (2) 니켈-알루미나 복합 에어로젤의 제조...172
• 나. 비알콕사이드 전구체를 이용한 에어로젤의 제조...172
• (1) 알루미나 에어로젤의 제조...172
• (2) 니켈-알루미나 복합 에어로젤의 제조...173
• 다. 초임계 건조 및 열처리...173
• 라. 촉매의 전처리...173
• 마. 수소화 반응 실험...175
• (1) 반응 실험 장치...175
• (2) 반응 실험...175
• (3) 반응 생성물의 분석...176
• 3. 솔-젤 변수에 따른 알루미나 에어로젤의 특성 분석...178
• 가. Syneresis phenomena...178
• 나. 솔-젤 변수의 영향...180
• (1) 용매의 영향...180
• (2) Propylene oxide의 영향...180
• (3) 수분의 영향...180
• (4) 합성 온도의 영향...181
• (5) 산 촉매의 영향...181
• 다. 숙성 조건의 영향...182
• 라. 열처리 조건의 영향...182
• 마. 알루미나 지로젤의 합성 및 특성분석...186
• 4. 니켈-알루미나 복합 에어로젤의 합성 및 수소화 촉매로서의 활용...193
• 가. 열처리 조건의 영향...193
• 나. 환원 조건의 영향...204
• 다. 니켈 함량의 영향...212
• 라. Chloride 잔류물의 영향...220
• 마. 반응 온도의 영향...223
• 바. 전구체의 영향...224
• 제 3 절 전이금속 산화물 에어로젤의 물성 제어...231
• 1. 연구의 배경 및 개요...231
• 2. 지르코니아 에어로젤...231
• 가. 지르코니아 에어로젤의 합성...232
• 나. 지르코니아 에어로젤의 물성 분석...232
• (1) 솔-젤 변수의 영향...232
• (2) 숙성 조건의 영향...233
• 3. 루테니아 에어로젤...238
• 가. 루테니아 에어로젤의 합성...239
• 나. 루테니아 에어로젤의 물성 분석...239
• (1) 솔-젤 변수에 따른 물성 변화...240
• (3) 열처리에 따른 물성 변화...244
• 다. Supercapacitor로의 활용...249
• (1) Cyclic voltammetry...249
• (2) Specific capacitance...249
• 4. 나이오비아-산화철 복합 에어로젤...253
• 가. 에어로젤의 합성...253
• (1) 나이오비아 에어로젤의 합성...253
• (2) 산화철 에어로젤의 합성...253
• (3) 나이오비아-산화철 복합 에어로젤의 합성...254
• 나. 에어로젤의 물성 분석...254
• (1) 물의 사용량에 따른 영향...254
• (2) 용매의 영향...257
• (3) Propylene oxide의 사용량에 따른 영향...257
• (4) 산 촉매의 사용량에 따른 영향...263
• (5) 지로젤과 에어로젤의 비교...268
• 제 4 절 결론...271
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...274
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...278
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...280
• 제 7 장 참고문헌...282