Abstract
We prepared γ-alumina beads using the amorphous alumina, obtained by fast calcination of gibbsite, and its were immersed in aqueous solution of the mixture of 21.87% nitric acid and 28.57% acetic acid. The beads thus were hydrothermaly treated at 200$^{\circ}$C for 3h, and were investigated changes of crystal, pore characteristics, $N_2$ adsorption and desorption isotherms, mechanical strengths and thermal resistance. Acicular platelet crystals of 0.1∼0.3${\mu}$m were transformed into acicular boehmite crystals of 1∼2${\mu}$m having the same crystal structure. Through this changes, we found that reversible phase transformation due to hydrothermal reaction took placed between boehmite and ${\gamma}$-alumina. In comparison to the ${\gamma}$-alumina bead before hydrothermal treatment, $N_2$ adsorption capacity was increased from 450㎖/g to 670㎖/g, and pore volume between 100${\AA}$ and 1000${\AA}$ was increased form 0.15㎖/g to 0.77㎖g, and mechanical strength was increased form 1.4MPa to 2.2MPa. Also, it showed the remarkable thermal resistance which sustained ${\theta}$-alumina crystal structure and pores between 100${\AA}$ and 1000${\AA}$ at 1000$^{\circ}$C in 40vol% steam.
깁사이트의 급속 열분해 산물인 비정질 알루미나로부터 γ-alumina bead를 제조하고, 이를 21.87%의 질산($HNO_3$)과 28.57%의 초산($CH_3COOH$)을 혼합한 용액에 침적시킨 다음 200$^{\circ}$C 온도로 3시간 수열처리하여 결정의 변화, 기공특성, $N_2$ 흡/탈착 등온선, 기계적강도 및 내열특성 등을 조사하였다. 0.1∼0.3${\mu}$m 크기의 침상 및 판상 의사베이마이트 결정은 같은 결정구조를 갖는 1∼2${\mu}$m 길이의 침상형 베이마이트 결정으로 변했고, 이를 통해 ${\gamma}$-alumina와 베이마이트 사이에는 수열반응에 기인한 가역적 상 변화가 발생한다는 사실을 알 수 있었다. 수열처리 전 ${\gamma}$-alumina bead에 비해 $N_2$ 흡착 용량이 450㎖/g에서 670㎖/g으로 증가하였고, 100∼1000${\AA}$ 범위의 기공부피는 0.15㎖/g에서 0.77㎖/g으로 증가하였으며, 기계적 강도가 1.4MPa에서 2.2MPa로 증가하였다. 또한 40vol%의 수증기를 포함한 1000$^{\circ}$C의 고온에서도 100∼1000${\AA}$ 범위의 기공을 유지하며 ${\theta}$-alumina 결정구조를 유지하는 높은 내열저항을 나타내었다.
