| 초록 |
자기 기록용 소재 및 안료 등에 사용하는 산화철[1]은 그 화학적 조성 및 결정 입자 구조에 따라 색상 및 물리적 특성이 구분되며 특히, 정보화 시대의 도래로 인하여 정보를 기억, 저장할 수 있는 고성능의 자기 기록용 소재의 개발 및 대량생산의 필요성이 증대됨에 따라 α-oxyhydroxide(α-FeOOH)를 원료로 한 고품질의 γ-Fe2O3 에 대한 중요성이 커지고 있다. γ-Fe2O3의 경우 높은 자기 기록 밀도를 위하여 미크론 이하의 균일한 입자 크기 분포와 침상 또는 방추형의 일정한 결정 모양을 필요로 하며 이들 입자의 모양 및 크기는 γ-Fe2O3 합성의 원료가 되는 α-oxyhydroxide의 합성[2] 과정에서 결정된다. 이 oxydydroxide를 합성하는 습식법으로는 ferrous salts의 산화침전법이 산화철 입자의 형태학적 특성 및 화학적 조성을 조정하기가 용이함을 Matijevic[3] 과 Schewertmann, Cornell[4]의 연구에서 알려져 있으며, 산화침전법에 의해서 생성되는 산화철에는 pH, 온도 및 알칼리의 적절한 선택 및 산화 조건[5]에 따라서 α-FeOOH, β-FeOOH, γ-FeOOH, δ-FeOOH, Fe3O4, α-Fe2O3및 γ-Fe2O3가 생성된다. 일반적으로, 공기 및 알칼리 침전제 존재 하의 황산제일철의 산화 과정, 즉, oxyhydroxide의 생성 경로는 Domingo[6] 와 Rodriguez[7] 등에 의해서 제시되었듯이 Fe(OH)2의 생성 및 용해, Fe2+의 산화(산화철 입자의 핵생성), Fe2+의 완전 산화(산화철 입자의 핵성장) 과정을 통하여 일어나며 이 과정 동안 pH의 변화를 관찰할 수 있다. 본 연구에서는 황산제일철 과 KOH를 침전제로, 공기를 산화제로 하여, 공기 유속, 초기 침전제와 황산제일철과의 농도비(Ro=[Fe2+]o/[OH-]o) 및 반응 온도의 변화에 따른 산화침전과정을 자유 pH 변화 실험에 의하여 알아보았으며, 산화 반응속도는 산화 반응이 진행되는 동안 이온 변화에 의한 pH변화를 일정하게 고정(static pH)하는데 소모되는 알칼리의 소모 속도를 측정함으로서 oxyhydroxide 핵생성에따른 산화 반응속도를 구하고, 아울러 실제적인 생산 공정에 적용이 가능한 반응기 설계의 기초 자료에 활용함을 목적으로 하였다.
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