Selective Extraction of Iron Species from Mixed Metal Chlorides by the pH-Swing Method / Synthesis of Titania-Coated Iron Oxides with a Core/Shell Structure and their Color Evolution
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 허남회
- 발행년도 2017
- 학위수여년월 2017. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 화학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000061134
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록/요약
We have developed an efficient and green method for selective extraction of iron species from an aqueous chloride solution containing Fe2+, Mn2+, Al3+, Mg2+, and Cr2+ ions without using toxic extractants. The chloride solution was formulated on the basis of the ilmenite (FeTiO3) ore. Using the NaOH solution, iron species are selectively extracted from the chloride solution as high purity iron oxide or oxyhydroxide. In the low concentration of NaOH, orange lepidocrocite (γ-FeOOH) was selectively precipitated from the chloride solution. In contrast, black magnetite (Fe3O4) was the sole product when the concentrated NaOH solution was used. But this case has a problem that is the co-precipitation of iron with other metals at similar pH value. To solve the problem, iron oxidation can help the formation of iron oxide at low pH ( < 4 ) and it helps the selective iron precipitation compared with other metal oxide. Products were characterized by X-ray diffraction, transmission electron microscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, and ICP-AES. The extraction process operates in the absence of any organic solvents at ambient conditions, which is believed to be benign to the environment.
more초록/요약
Iron oxide의 활용방법은 다양하지만, 그 중에서도 과거부터 현재까지 좋은 inorganic pigment로 사용된다. Spindle 구조의 akagenite (β-FeOOH)는 노란색 안료로 사용되며, 공기중에서 열처리를 통해 빨간색 안료로 사용되는 Hematite (α-Fe2O3)를 얻을 수 있다. 하지만 이 경우, nanoparticle 들이 고온에서 agglomeration 하여 색이 탁해진다. 이를 방지하고자 본 실험에서는 β-FeOOH에 TiO2를 얇게 코팅하여 고온에서도 본래의 나노사이즈를 유지해 색이 탁해지는 현상을 방지할 수 있었다. 또한 코팅 두께에 따른 색 tuning의 변화도 함께 살펴보았다. 이렇게 합성한 α-Fe2O3@TiO2 와 α-Fe2O3@SiO2@TiO2 는 X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), element mapping, energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), UV-Visible spectroscopy를 통하여 그 특성을 확인하였다. 또한 CIE 1931 color space (Lvxy parameters) 를 통해 색 변화를 확인하였다.
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