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단분산 헤머타이트 입자의 형태에 음이온의 첨가가 미치는 영향

The Effect of Anions on the Morphology of Monodispersed Hematite Particles

권기웅 윤병준

Kwon GW Yoon BJ

HWAHAK KONGHAK, June 1996, 34(3), 288-292(5), NONE

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Abstract

0.020M FeCl₃ 수용액을 100℃에서 강제가수분해할 때 첨가한 phosphate와 sulfate 음이온이 생성되는 헤머타이트(α-Fe₂O₃)입자의 크기와 형태에 어떤 영향을 주는지 살펴보았다. 음이온을 첨가하지 않고 반응시키면 초기에는 아카가나이트(β-FeOOH)와 헤머타이트가 생성되었다가 점차로 아카가나이트는 없어지고 헤머타이트는 점점 커져 구형의 입자로 만들어졌다. Phosphate 음이온의 영향을 알아보기 위하여 0.020M FeCl₃ 수용액에 NaH₂PO₄, KH₂PO₄, MgHPO₄, Ca(H₂PO₄)₂를, 그리고 sulfate 음이온의 영향을 알아보기 위하여 H₂SO₄를 첨가하여 보았다. 두 경우 모두 숙성후 타원형 입자가 얻어졌다. 첨가하는 음이온의 농도가 증가할수록 입자의 장축의 길이와 종횡비가 커졌는데 이는 tetrahedral 구조를 가진 음이온이 헤머타이트 입자 표면에 선택적으로 흡착하여 방향에 따라 입자의 성장속도를 다르게 하기 때문으로 생각된다. 한편 sulfate 음이온을 첨가하였을 때에는 타원형의 입자외에 침상형의 헤머타이트도 함께 만들어졌는데 sulfate 음이온의 농도가 증가할수록 침상형 입자들이 많이 만들어졌다. 이러한 침상형 입자의 생성은 sulfate 음이온 고유의 반응특성에 의한 영향으로 생각된다.

Monodispersed hematite(α-Fe₂O₃) particles are prepared by a forced hydrolysis of 0.020 M FeCl₃ aqueous solutions at 100℃ with and without phosphate/sulfate anions. The effect of phosphate and sulfate anions on the morphology of hematite particles are investigated by adding NaH₂PO₄, KH₂PO₄, MgHPO₄, Ca(H₂PO₄)₂ and H₂SO⁴. In the absence of these anions the spherical hematite particles are obtained via dissolution-recrystallization process. Small addition of the anions results in the formation of spindle-shape hematites. The increases of the concentration of the anions increases the length and the axial ratio of the particles. The specific adsorption of anions seems to influence the directional growth rate of hematite particles which results in the anisotropy of the particle shape. In addition, the addition of sulfate anions results in the formation of acicular hematite particles.

Keywords

Hematite Hydrolysis Particle Morphology Monodispersed Colloid Anion

References

Shaw DJ, "Introduction to Colloid and Surface Chemistry," 4th Ed., Butterworth-Heinemann, Oxford, p. 3, p. 14 (1992)
Matijevic E, Langmuir, 2, 12 (1986)
김명철, "산화철 자성재료의 기술동향과 전망," 산업연구원 연구보고서, 제 70호(F) (1987)
Ozaki M, Matijevic E, J. Colloid Interface Sci., 107, 199 (1985)
Matijevic E, Scheiner P, J. Colloid Interface Sci., 63, 509 (1978)
Matijevic E, Scheiner P, Accounts Chem. Res., 14, 22 (1981)
Matijevic E, Annu. Rev. Mater. Sci., 15, 483 (1985)
Ozaki M, Kratohvil S, Matijevic E, J. Colloid Interface Sci., 102, 146 (1984)
Lee JS, Rho S, Kim JD, HWAHAK KONGHAK, 27(5), 613 (1989)
Molales MP, Gonzales-Carreno T, Serna CJ, J. Mater. Res., 7, 2538 (1992)
Sugimoto T, Muramatsu A, Sakata K, Shindo D, J. Colloid Interface Sci., 158, 420 (1993)
Kandori K, Uchida S, Kataoka S, J. Mater. Sci., 27, 719 (1992)
Bailey JK, Brinker CJ, Mecartney ML, J. Colloid Interface Sci., 157, 1 (1993)
Hamada S, Niizeki S, Kudo Y, Bull. Chem. Soc. Jpn., 59, 3443 (1986)
Flynn CM, Chem. Rev., 84, 31 (1984)
Sugimoto T, Adv. Colloid Interface Sci., 28, 65 (1987)
Sapieszko RS, Patel RC, Matijevic E, J. Phys. Chem., 81, 1061 (1977)