화학공학소재연구정보센터
학회 한국화학공학회
학술대회 2009년 봄 (04/23 ~ 04/24, 광주 김대중컨벤션센터)
권호 15권 1호, p.223
발표분야 미립자공학
제목 DV-Xa를 통한 칼사이트와 아라고나이트 침강성탄산칼슘 표면 전하 밀도 계산
초록 물질을 구성하는 기본 결정의 해석 및 전자 분포는 그 기본 단위가 매우 작아 직접 관찰하는 것이 매우 어렵다. 따라서 계산이나 이론적 접근 방식을 통해 연구하는 여러가지 방법들이 제시되고 있다. 이 중, DV-Xa 법은 계산이 비교적 단순하고 계산 시간이 적게 걸리며, 물질의 결정학적 정보만을 활용해 물질의 전자 밀도 및 에너지 준위에 관한 정확한 계산 결과를 얻을 수 있다. 이번 연구에서는 여러 산업분야의 충전제로 활용되고 있는 탄산칼슘의 대표적인 동질이상인 칼사이트와 아라고나이트의 표면분석을 DV-Xa를 활용하여 시도하였다.
먼저 탄산칼슘의 대표적인 안정상인 칼사이트의 에너지 준위 계산을 통해 해당 상의 결합을 유지하고 있는 결합방식의 구성율을 알아보고 표면을 구성하고 있는 {104}면의 전하밀도를 계산하였다. 마찬가지 방식으로 침상형 아라고나이트의 내부에너지 준위를 계산한 후 TEM을 활용한 회절패턴 결과 침상형의 측면을 구성하고 있는 {102}면의 원자 배열과 전하밀도를 계산하였다. 계산결과 칼사이트의 벽개면인 {104}면은 Ca원자와 CO3 group의 결합으로 구성되어 있으며, 전하 균형이 고르게 맞추어져 있었다. 그러나 준안정상인 아라고나이트의 경우 최외각을 구성하는 표면은 Ca 혹은 CO3 gorup의 단일 전하로 구성되어 있어, 칼사이트 표면보다 더 낮은 표면에너지를 나타내었다.
저자 류미영1, 유광석1, 안지환1, 김 환2
소속 1한국지질자원(연), 2서울대
키워드 침강성탄산칼슘; DV-Xa
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