본문 바로가기
KERD
논문

해남 금광산 광미를 활용한 나노기공 구조를 갖는 세라믹 비드 제작

Preparation of Ceramic Bead with Nano Pore Structure by Using Gold Mine Tailing, Haenam

김성민|박재구|양지원
한국자원공학회 (The Korean Society of Mineral and Energy Resources Engineers)|2018.02|한국자원공학회지 (Journal of the Korean Society of Mineral and Energy Resources Engineers)|제55권 제1호|pp. 29-36

0

조회

0

다운로드

0

인용

0

참고문헌

키워드

Mine tailingSBA-15광미다공성 세라믹 비드Bimodal 기공구조Porous ceramic beadBimodal pore structure
주제분류자원공학

초록

광미를 활용하여 세라믹 비드를 제작하였다. 광미를 출발원료로 하여 Gel-casting과 액중조립법을 통해 기공율 83%, 기공크기 약 160 µm의 세라믹 비드 지지체를 제조하였다. 광미로부터 추출된 실리케이트 이온을 전구체로 자기 조립법을 통해 4∼7 nm의 기공을 갖는 메조포러스 실리카 SBA-15를 합성하였다. 합성한 SBA-15의 다공성 세라믹 비드 표면 코팅을 통해, 4∼7 nm 및 160 µm의 기공구조를 갖는 Bimodal한 기공물질을 제작하였다. 약 0.7 m2/g의 비표면적 을 갖는 다공성 세라믹 비드는 SBA-15 표면코팅을 통해 52 m2/g까지 비표면적이 상승하였으며 전자주사현미경 (SEM)을 통해 코팅된 기공의 단면을 확인하였다. SBA-15의 비표면적과 표면 하이드록시기의 밀도가 높을수록 SBA-15가 코팅된 다공성 세라믹 비드의 비표면적은 커짐을 알 수 있었다.

Abstract

Ceramic beads were fabricated by using mine tailing. Ceramic bead supports with porosity of 83% and pore size of about 160 µm were prepared by gel casting and method of pelletizing in oil using mine tailing as a starting material. Mesoporous silica SBA-15 having pores of 4 to 7 nm was synthesized by self-assembling method using precursor of silicate ions extracted from mine tailing. By surface coating of the synthesized SBA-15 on porous ceramic beads, bimodal porous materials with pore structures of 4~7 nm and 160 µm were prepared. Porous ceramic beads having a specific surface area of about 0.7 m2/g increased up to 52 m2/g after SBA-15 surface coating and the cross section of coated pores was confirmed through scanning electron microscope (SEM). As the specific surface area and surface hydroxyl group density of SBA-15 increased, the specific surface area of the coated porous ceramic beads increased.

참고문헌 (25)

  1. Cassiers, K., "A detailed study of thermal, hydrothermal, and mechanical stabilities of a wide range of surfactant assembled mesoporous silicas", Chemistry of Materials, 14(5), pp.2317~2324 (2002)[DOI]
  2. Deere, J., "Adsorption and activity of proteins onto mesoporous silica", Catalysis Letters, 85(1-2), pp.19~23 (2003)[DOI]
  3. Granato, T., "MCM-41 deposition on alumina ceramic foams", Materials letters, 64(14), pp.1622~1625 (2010)[DOI]
  4. 한요셉, "광미를 활용하여 제조한 메조포러스 실리카 SBA-15의 기공구조", 한국자원공학회지, 48(1), pp.45~51 (2011), 한국자원공학회
  5. 한요셉, "生活 廢棄物 燒却材 슬래그를 利用한 메조포러스 실리카 合成 : NaOH 濃度의 影響", 자원리싸이클링, 19(1), pp.40~48 (2010), 한국자원리싸이클링학회
  6. Huerta, L., "Nanosized mesoporous silica coatings on ceramic foams: new hierarchical rigid monoliths", Chemistry of materials, 19(5), pp.1082~1088 (2007)[DOI]
  7. 전아현, "광미로부터 합성된 메조포러스 실리카의 흡·방습 특성 평가", 한국자원공학회지, 49(6), pp.799~806 (2012), 한국자원공학회
  8. 정문영, "상동광산 광미의 특성 및 순환자원화 연구", 한국자원공학회지, 43(5), pp.486~497 (2006), 한국자원공학회
  9. Kang, T., "Highly selective adsorption of <TEX>$Pt^{2+}$<", TEX> and <TEX>$Pd^{2+}$<, Industrial & Engineering Chemistry Research, pp.2004, 43(6)[DOI]
  10. Kim, S., "Adsorption characteristics of mesoporous silica SBA-15 synthesized from mine tailing", International J. of Mineral Processing, 140, pp.88~94 (2015)[DOI]
  11. Lai, S.W., "Hydrogen release from ammonia borane embedded in mesoporous silica scaffolds: SBA-15 and MCM-41", international J. of hydrogen energy, 37(19), pp.14393~14404 (2012)[DOI]
  12. 이동길, "광미적치장의 최적 처리방안 선정을 위한 경제성 분석 연구", 한국자원공학회지, 45(6), pp.663~672 (2008), 한국자원공학회
  13. Lee, J.S., "Processing of porous ceramic spheres by pseudo-double-emulsion method", Ceramics International, 29(3), pp.271~278 (2003)[DOI]
  14. Liang, H.W., "Macroscopic-scale template synthesis of robust carbonaceous nanofiber hydrogels and aerogels and their applications", Angewandte Chemie International Edition, 51(21), pp.5101~5105 (2012)[DOI]
  15. Liu, A.M., "A new class of hybrid mesoporous materials with functionalized organic monolayers for selective adsorption of heavy metal ions", Chemical Communications, (13), pp.1145~1146 (2000)
  16. Livage, J., "Sol-gel chemistry of transition metal oxides", Progress in Solid State Chemistry, 18(4), pp.259~341 (1988)[DOI]
  17. Mao, X., "Gelcasting of alumina foams consolidated by epoxy resin", J. of the European Ceramic Society, 28(1), pp.217~222 (2008)[DOI]
  18. Ooi, Y.S., "Hydrothermal stability and catalytic activity of mesoporous aluminum-containing SBA-15", Catalysis Communications, 5(8), pp.441~445 (2004)[DOI]
  19. 朴濟賢, "분체의 표면성질에 따른 세라믹 폼 다공체의 기공크기특성", 한국자원공학회지, 42(1), pp.45~52 (2005), 한국자원공학회
  20. Schaefer, C.F., "Cordierite bead catalyst support and method of preparation. U.S. Patent No. 4,374,044", The United States of America, 6~ (1983)
  21. 서준형, "鑛尾를 活用한 다공성 세라믹 비드 製造 및 觸媒 變換機로의 應用", 자원리싸이클링, 22(4), pp.38~45 (2013), 한국자원리싸이클링학회[DOI]
  22. Vinu, A., "Mesoporous FeAlMCM-41: an improved catalyst for the vapor phase tert-butylation of phenol", Applied Catalysis A: General, 265(1), pp.1~10 (2004)[DOI]
  23. 임길재, "광미 적치장의 복토층 차수 성능 평가", 한국자원공학회지, 46(3), pp.351~361 (2009), 한국자원공학회
  24. Zhang, F., "Understanding effect of wall structure on the hydrothermal stability of mesostructured silica SBA-15", The J. of Physical Chemistry B, 109(18), pp.8723~8732 (2005)[DOI]
  25. Zhao, D., "Ordered mesoporous materials", pp.12~25 (2013), Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA

관련 논문AI추천

광미를 활용하여 제조한 메조포러스 실리카 SBA-15의 기공구조김성민, 박재구, 박제현, 전아현, 한요셉한국자원공학회 · 한국자원공학회지2011 · 제48권 제1호鑛尾를 活用한 다공성 세라믹 비드 製造 및 觸媒 變換機로의 應用김성민, 김유득, 박재구, 서준형, 이준한, 한요셉한국자원리싸이클링학회 · 자원리싸이클링2013 · 제22권 제4호광미로부터 합성된 메조포러스 실리카의 흡·방습 특성 평가박재구, 박제현, 전아현한국자원공학회 · 한국자원공학회지2012 · 제49권 제6호生活 廢棄物 燒却材 슬래그를 利用한 메조포러스 실리카 合成 : NaOH 濃度의 影響박재구, 정종훈, 한요셉한국자원리싸이클링학회 · 자원리싸이클링2010 · 제19권 제1호Porous한 물유리 기반 실리카 중공 미세구 형성에 대한 계면활성제 농도의 영향김영훈, 김태희, 박형호, 이지훈한국마이크로전자및패키징학회 · 마이크로전자 및 패키징학회지2021 · 제28권 제4호템플레이팅을 이용한 균일한 크기의 다공성 나노복합소재의 제조임창성한국분석과학회 · 분석과학2010 · 제23권 제3호

이 간행물의 다른 논문 (6건)

폐콘크리트를 이용한 산성광산배수의 중화 및 CO2 광물화민경원, 이현철, 김우람pp. 1-7에너지 기반 분쇄 모델 및 수학적 분급 모델을 활용한 국내 금광산 선광플랜트의 분쇄/분급 공정 전산모사박재구, 임근태, 정민욱, 이원재, 한성수pp. 8-19울진 회중석광의 고효율 부유선별 특성연구고병헌, 백상호, 전호석pp. 20-28아역청탄의 입자 크기별 CH4-CO2 흡착 특성 분석이영수, 김동현, 이장춘pp. 37-48방향제어 시추를 위한 실시간 시추중 측정 및 검층 기술 소개: Schlumberger 장비를 중심으로김빛나래, 남명진, 조성오, 송서영pp. 49-66
원문 보기