2007-08-07
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김재왕(redbear)
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안녕하세요..
연료전지를 공부하는 학생입니다.
실험을 하던중에 최근에 졸겔법에 대하여 연료전지의 전극재료를 제조하고 있는데요, sol-gel공정에 대하여 많은 궁금점이 있어서 이렇게 글을 남깁니다.
밑에 있는 논문에 실험과 같은 방법으로 할려고 하는데요,
Perovskite의 구조의 BSCF와 SDC재료입니다.
“The sol–gel route was carried out, using citric acid and
ethylendiaminetetraacetic acid (EDTA) as complex agents to
prepare BSCF and SDC materials. Stoichiometric cation solution
of the corresponding nitrates was prepared with distilled
water. An ammonium solution of EDTA, 1.5 wt.% in excess,
with a ratio ligand/metal (L/M) = 1 was added. Afterwards, the
citric acid solution, 1.5 wt.% in excess and in a ratio L/M = 1
and 2/3 for trivalent and divalent cations, respectively, was also
added. The pH was adjusted up to 9 with addition of ammonia
solution (20%, v/v). A gel was formed with continuous stirring
and low heating (∼338 K). It was dried at room temperature for
more than 8 h. The dried gels were fired at 573K for 30 min.“
논문내용중에 실험인데요,
첫번째 질문은, An ammonium solution of EDTA, 1.5 wt.% in excess,
with a ratio ligand/metal (L/M) = 1 was added.
이 대목인데요 EDTA를 어떻게 하라는 건지..ㅜ
두번째 질문은, 어찌됐건 EDTA를 넣고 겔화가 형성이 될때까지 히팅하면서 교반을 시켰습니다. 실온에서 건조를 시켰는데, 아직까지 Solvent가 날라가지 않아서 찐덕찐덕한 상태로 남아있습니다. 그래서 퍼니스에 넣어서 573K에서 30분을 돌리면 엄청나게 나노싸이즈로 불어납니다.ㅜ
지금 여러번 실험을 했었는데, 이거 어떡하죠???
겔화가 형성될때까지란 말이 교반시키면서 아주 굳을때까지를 말하는건가요??제가 알기로는 묵같은 상태가 겔인걸로 알고 있는데,,,ㅜㅜ
이거 정말 저한테는 급한 실험인데, 제발 알려주세요..ㅜ
- sol-gel
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각 분야 한인연구자와 현업 전문가분들의 답변을 기다립니다.
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답변 2
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김정렬님의 답변
2007-08-08- 0
리간드와 메탈의 비가 1 에 가깝게 만들지만, EDTA 가 1.5 wt % 과량인 암모늄 용액 으로 해석 하면 정확할 것 으로 보입니다. 또한 뒷 공정은 Aerogel 을 만드는 공정과 거의 흡사합니다. Gelation 을 시키고 난 후에 용매을 휘발시키면서, 기본 구조는 그대로 두는 공정입니다. 그리고, 나노사이즈라는 것을 어떻게 알죠. 결론적으로 다공성의 물질을 만든 것입니다. 아마도 형태는 M-O-M 구조가 아닐까 합니다. 도움이 되었으면 합니다. >안녕하세요.. >연료전지를 공부하는 학생입니다. >실험을 하던중에 최근에 졸겔법에 대하여 연료전지의 전극재료를 제조하고 있는데요, sol-gel공정에 대하여 많은 궁금점이 있어서 이렇게 글을 남깁니다. >밑에 있는 논문에 실험과 같은 방법으로 할려고 하는데요, >Perovskite의 구조의 BSCF와 SDC재료입니다. > >“The sol–gel route was carried out, using citric acid and >ethylendiaminetetraacetic acid (EDTA) as complex agents to >prepare BSCF and SDC materials. Stoichiometric cation solution >of the corresponding nitrates was prepared with distilled >water. An ammonium solution of EDTA, 1.5 wt.% in excess, >with a ratio ligand/metal (L/M) = 1 was added. Afterwards, the >citric acid solution, 1.5 wt.% in excess and in a ratio L/M = 1 >and 2/3 for trivalent and divalent cations, respectively, was also >added. The pH was adjusted up to 9 with addition of ammonia >solution (20%, v/v). A gel was formed with continuous stirring >and low heating (∼338 K). It was dried at room temperature for >more than 8 h. The dried gels were fired at 573K for 30 min.“ > >논문내용중에 실험인데요, >첫번째 질문은, An ammonium solution of EDTA, 1.5 wt.% in excess, >with a ratio ligand/metal (L/M) = 1 was added. >이 대목인데요 EDTA를 어떻게 하라는 건지..ㅜ >두번째 질문은, 어찌됐건 EDTA를 넣고 겔화가 형성이 될때까지 히팅하면서 교반을 시켰습니다. 실온에서 건조를 시켰는데, 아직까지 Solvent가 날라가지 않아서 찐덕찐덕한 상태로 남아있습니다. 그래서 퍼니스에 넣어서 573K에서 30분을 돌리면 엄청나게 나노싸이즈로 불어납니다.ㅜ >지금 여러번 실험을 했었는데, 이거 어떡하죠??? > >겔화가 형성될때까지란 말이 교반시키면서 아주 굳을때까지를 말하는건가요??제가 알기로는 묵같은 상태가 겔인걸로 알고 있는데,,,ㅜㅜ > >이거 정말 저한테는 급한 실험인데, 제발 알려주세요..ㅜ> -
답변
안길홍님의 답변
2007-08-08- 0
이렇게 한번 하여보시죠. Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2 로 나오는데 Ba+Sr=1.0 이되고, Co+Fe=1.0 이 되도록 되어있는데, 각각 분리하여서 material을 준비하는 것이 좋겠습니다. 그리고 Ba 와 Sr 화합물은 반응성이 급격하므로 취급에 주의를 요합니다. 각각의 질산Ba,질산Sr,질산Co,질산Fe 에 동일한 양의 증류수를 혼합하십시요.이때 금속원자의 함유량 wt%는 정확히 기록해 두어야 합니다. 완전히 용해된후에 먼저 Ba: Sr=0.5:0.5 되도록 혼합하시기 바랍니다(A용액) 그리고 Co:Fe=0.8:0.2 되도록 혼합하십시요(B용액) 다음 A용액과 B용액을 혼합하는데 금속원자량의 비가 0.5:0.5:0.8:0.2 가 되도록 혼합하십시요. 그리고 중성ligand에 가까운 암모니아수(20% )에 EDTA 가 1.5wt% 이상 혼합된 용액을 준비하여, 위의 A용액+B용액 혼합물에 중량비 1:1 되도록 서서히 혼합하기 바랍니다.(금속원자 중량임) 그이후는 실험방법에 나온 절차에 따라 시간 및 열처리를 하시기 바랍니다. Nitrate를 취급하므로 천천히 실험을 진행하기 바랍니다. 결과를 KOSEN에 올려주기를 바랍니다. 참고사항: Nitrate의 수용액에 암모니아수를 혼합하면 수산화물로 침전물이 생깁니다.이를 겔(Gel)이라고 합니다.이와같은 두 종류 이상의 염을 이용하는 경우를,특히 공침법(共沈法:coprecipitation)이라하며,이 혼합물을 가열 및 탈수 처리하면 스피넬(spinel)분말이 얻어집니다. (탈수처리할 때 원심분리기를 사용하면 효율적입니다)