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 아세틸아세토나이드등의 착체화합물이 사용되는 경우가 많다. 또 가수분해에는 적당한 촉매를 이용되고 있다.

M(OR)x → (H₂O)→  M(OH)x → (-H₂O)→  MnOm

예로

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

수정 참고