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  co2초임계유체 교반흡착
  글쓴이 : 데포술탄   고유ID : dmkfdl3     날짜 : 23-09-14 19:22     조회 : 878    
안녕하세요. 궁금한 점이 있어서 질문 남깁니다.
팽창흑연과 agno3를 10대1 비율로 co2초임계 유체기계를 사용하여 교반흡착을 한 뒤
furnace 열분해로 no3를 날려 팽창흑연에 ag가 남도록 하는 실험을 하고 있습니다.
근데 이게 생각보다 잘 안되서 추가적으로 초임계유체기계에 같이 뭘 넣어주고 agno3를 이온화 시켜야할 것 같은데요.

질문:
초임계co2와는 반응하지 않으면서 agno3를 이온화 시킬 에틸알코올을 초임계기계 안에 같이 넣어주는 것이 괜찮을지,
혹은 다른 용액이 있는지 궁금합니다.
혹은 위와는 다른 방법으로 팽창흑연에 ag layer를 남길 수 있는 방법이 있는지 궁금합니다.

스테파노 Stefano   23-09-17 01:03
agno3,  co2, no3, ag, agno3 등에 대해 필자는 문외한이라서 답변드릴 수가 없습니다.
데포술탄 dmkfdl3   23-09-17 02:55
안녕하세요 Stefano님. 제가 화학식을 명확하게 표기를 안 했네요.
죄송합니다. 정정해서 다시 질문 남기겠습니다.

팽창흑연(Expanded graphite)과 질산은(AgNO3)을 10:1 질량 비율로 시료를 만들고, 그 시료를 CO2 초임계 유체 장치에 넣어 90°C, 85bar에서 교반흡착을 진행한 뒤, furnace 450°C 열분해로 질산(NO3)을 날려서 결과적으로 팽창흑연에 Ag nano particle이 고르게 형성될 수 있게 하는 실험을 하고 있습니다. 이 점을 이용하여 Thermal conductivity 향상을 목적으로 하고 있구요.
근데 생각보다  팽창흑연에 Ag nano particle이 잘 형성이 안되어서요.

방법을 바꿔
앞서 만든 시료에 유기용매 에탄올(ethanol) 10ml를 함께 넣고 교반흡착을 진행하면, Ag가 환원되어 팽창흑연에 Ag만 남고 NO3는 날아가서, 따로 furnace없이 팽창흑연에 Ag nano particle이 잘 형성될 수 있지 않을까? 하는 생각이 들었습니다.

제가 유기용매를 추가해서 써야할지, 아니면 아예 실험 접근 방법이 잘 못 된건지 조언해 주시면 감사하겠습니다.
스테파노 Stefano   23-09-17 10:40
(0) 나이, 성별, 직업, 화학전문 여부에 관계없이 화학물질이나 공정에 관련하여 언급할 경우 (자신만이 알아볼 수 있는)약어를 사용하거나 소문자로 나타낸 화학식, 특정제조사의 상품명 등을 사용하여 인터넷에 글을 올리는 것, 학교 교육에서 부여받은 과제물에 대한 문제풀이나 해답을 요구하는 글 등이 인터넷게시물에 많이 올라온 적이 있었습니다. 

또한 이를 직접 지적하거나 그런 용어를 사용한 질문을 아랑곳 하지않고 특히 친절히 답글을 올려주는 사람에 대해서 즉시 나타나 더욱크게 화를내면서 나무라는 일들이 한참먼저 해외 인터넷 게시판이 탄생될 때부터 어르신들이 반복해서 지적해 왔기 때문에 이제 그런일이 크게 줄어들었고 전세계적으로 일반적 상식이 되어왔습니다. 

인터넷게시판이 특히 빠르게 확산되었던 한국에서는 이를 지적하는 사람들이 많지 않아서였는지 화학약어나 소문자 화학식등을 반복사용하고 이를 보는 사라들 조차 거부감을 느끼지 않는 분위기였었는데  이곳 인터넷화학공학에서는 이런게시물에 대해 지적을 해왔기 때문에 이젠 보편화 된 상식으로 받아들여지는 것 같습니다.   

앞으로 화학전공자가 되어간다고해서 화학전공자만이 독해 될수 있는 용어를 사용하는 일은 삼가해야 할 것입니다.  특히 일반인들도 모여 있을 수 있는 공간에서, 다른 사람이나 일반인들이 알아들을 수 없는 용어를 사용함으로써 스스로 이방인이 되어가지 않기를 바라는 마음에서 애써 참다가 답글올렸던 것이므로 양해 바랍니다.

(1) 고체물질에 미량의 물질을 고루 분산시키고 이들이 안정적으로 결합될 수 있도록 하는 것은 화공분야 뿐 만 아니라 식품, 의약,  의학,  재료, 농업 등 다양한 분야에서 고민해보고 있는 일이라서 전공분야에 따라 제각각인 소견들을 들을 수 있습니다.

필자가 이분야에 전문지식을 가지고 있지 않지만 촉매제조 공정등에서 보고들은 경험을 통해 답변하자면,
질문에서 이야기 한 대로  현재 해왔던 방법에서는 1)고체 물질의 양이 크게 차이나는 상태에서 이를 균일하게 섞어준다는 것은
이미 잘 알려진 사실이고 가 이미 생성되어 있는  1)초임계상태에서 CO2에 AgNO3가 균일하게 용해된 초임계유체상태를 유지할 수 있는가에 대한 의문, 2)균일하게 용해된 상태에서 Expanded Graphite("EG")표면에 같은 두께나 농도로 흡착할 수 있을 것인가에 대한 의문, 그리고 3) 균일하게 분산, 흡착되어 있어다고 하더라도 열분해과정에서는 생성되는 Ag 금속원자들이 서로 소결, 응집되면서 입도가 커짐으로써 분산성이 크게 떨어질 것이라는 느낌이 듭니다.

(2) 개선된 방법이 효과적으로 해결 될 수 있으려면 1)우선 해당 환원반응이 가급적 고체표면에서 일어날 수 있는 것이 좋겠고 2)또한 그 환원반응 속도가 아주 느리고 서서히 진행됨으로써 아주 너른 고체표면에서 균일하게 일어날 수 있도록 해주어야 할 것이고 3) 초기 고체 표면에 정착하는 Ag Nano입자들과 EG간의 결합력을 늘여줄 수 있는 방법(예를 들어 흑백사진 건반에서 환원된 은이 정착하여 잘 달라붙어 있는 것처럼)이 있으면 좋겠다는 생각입니다.  또한 4)Graphite라면 지극히 소수성(Hydrophobic)이 큰 특성을 가지고 있는데 반해 Methanol 같은 극성이 큰 물질이라면 고체표면과의 친화력에 문제가 있어보입니다. 

(3)은화합물과 환원제간의 반응성이 (아주 좋은 것 보다는) 아주 느리고 비극성인 용액상태에서 서서히 고체표면에 정착할 수 있는 물질을 찾아내거나 계면활성제와의 혼합방법,  Sol-Gel 처리공정 등을 탐색해 보는 것이 어떨지 제안해 봅니다.
   

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