초록
한국산 벤토나이트에 0.2 M $AlCl_3{\cdot}6H_2O$ 수용액과 0.5 M NaOH 수용액을 혼합하여 제조한 수산화 알루미늄 올리고머를 층간 삽입시켜 다공성의 Al-pillared clay를 합성하여 특성 분석 및 열 안정성을 조사하였다. 합성한 aluminum-pillared clay는 수산화 알루미늄 올리고머의 OH/Al의 몰비가 0.25~2.25로 증가할수록 비표면적은 $104{\sim}228m^2/g$으로 증가하였고, 미세세공 면적과 미세세공 부피도 비표면적과 함께 증가하였다. 또한 BJH식으로 계산된 기공분포로부터 약 $40{\AA}$ 정도의 mesopore도 많이 생성되었음을 알 수 있었다. 이 결과는 수산화 알루미늄 올리고머가 층간 삽입되어 층간 공간을 확장하고 알루미늄 산화물이 층간에 지주가 되어 기공이 잘 발달하였기 때문인 것으로 생각된다. 또한 OH/Al 몰비가 클수록 층간기둥이 잘 발달되어 기공이 더욱 증가되었음을 알 수 있었다. OH/Al의 비가 큰 수산화 알루미늄 올리고머 용액으로 제조된 Al-pillared clay는 층간 지주들이 많이 생성되므로서 층간 기둥 밀도를 증가시켜 열안정성을 향상시킨 것으로 생각된다.
Aluminum-pillared clay was prepared by the intercalation of Al-hydroxy oligomer into domestic bentonite. The solid products are characterized by XRD, nitrogen adsorption/desorption, EDX, and SEM. The solid products show relatively high specific surface areas in the range of $104{\sim}228m^2/g$, and their specific surface area, micropore surface area, and micropore volume increase with increasing the mole ratio of OH/Al. From the results of pore size distribution calculated by BJH equation, it was found that aluminum-pillared clay also contains much mesopore near $40{\AA}$. These results indicate that Al-hydroxy oligomer was intercalated into bentonite, and aluminum oxide was pillared among the layers of bentonite, and micropore and mesopore was finally developed into layers. As OH/Al mole ratio increases, the thermal stability of aluminum-pillared clay increases. This result can be explained by the fact that the density of layers is increased due to the formation of aluminum pillars.
