황산과 전구체 물질인 물유리로부터 테일러 와류 반응기를 활용하여 침전법으로 실리카 나노 입자를 합성하였다. 교반속도, 물유리의 농도 등 나노 분말의 평균 입도를 조절하는 인자들의 영향을 실험 데이터로부터 도출하였으며, 평균 입도 및 표준편차의 차이를 기존 반응기를 활용한 경우와 비교할 수 있었다. 테일러 와류 반응기를 사용할 경우, 상대적으로 일정한 입도를 갖는 실리카 분말의 합성이 가능함을 확인하였다. 실란 커플링제인 MTCS를 활용하여 실리카 표면에 존재하는 수산기를 메틸기로 치환하여 실리카 입자를 소수성으로 개질하였으며, 소수성 분말의 단위 질량 당 흡유량에 영향을 미치는 표면 개질 조건을 도출하였다. 실리카 분말 1g당 최대 3.14배의 오일을 흡유할 수 있는 입자를 제조할 수 있었으며, 오염물의 제거에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

Silica nanoparticles were synthesized by precipitation method using a Taylor vortex reactor from sulfuric acid and water glass as precursor materials. The effects of factors controlling the average particle size of the nanopowders, such as stirring speed and concentration of water glass, were derived from the experimental data, and the differences in average particle size and standard deviation were compared with those of a conventional reactor. It was found that the Taylor vortex reactor can be used to synthesize silica powder with a relatively constant particle size. Utilizing MTCS, a silane coupling agent, the silica particles were modified to be hydrophobic by replacing the hydroxyl groups on the silica surface with methyl groups, and the surface modification conditions affecting the oil absorption per unit mass of the hydrophobic powder were derived. Particles that absorb up to 3.14 times more oil per gram of silica powder were prepared, and are expected to be useful in the removal of contaminants.

Taylor-vortex Reactor Precipitation method Silica nanopowder Oil removal