수정 졸겔 Sol-Gel

졸겔법은 1960년대 독일의 쇼트 사가 반사방지 코팅을 실용화하면서 산업계에 알려졌다. 상온 또는 저온에서 금속염이나 금속 알콕사이드 ^|1|와 같은 전구체로 부터 균질한 고순도의 고체 재료를 합성하는 방법을 말한다.

주로 금속 산화물 입자합성 등에 활용되며, 입자크기 및 형태 등의 제어가 가능하다.

• 무기재료의 합성법으로 알려져 있으나,
• 유기합성에 가까운 합성법으로,
• 유기재료와의 하이브릿드화가 가능하고,
• 분자레벨의 구조 억제도 가능하다.

금속알콕시드를 출발원료로 하여

• 가수분해 및 중축합반응을 거쳐,
• 졸 및 겔 형태를 경유하고, 최종적으로 금속산화물로 되는 합성방법이다.

일반적으로 금속알콕시드는 알코올과 같은 유기촉매에 용해하며 물과 반응하여 가수분해반응이 진행된다. 단, 원료의 금속알콕시트는 불안정하여 시판약품으로는 곤란하고, 금속의 아세티드나 아세틸아세토나이드 등의 착체 화합물이 사용되는 경우가 많다. 또 가수분해에는 적당한 촉매를 이용되고 있다.

M(OR)x → (H₂O)→ M(OH)x → (-H₂O)→ MnOm

Si(OCH₃)₄ → Si(OH)₄ → SiO₂
Ti(OCH₃)₄ → Ti(OH)₄ → TiO₂
Al(OCH₃)₃ → Al(OH)₃ → Al₂O₃

수정 참고

• 졸겔법에 의한 코팅기술