The Synthesis of Sodium Titanate by the Ion Exchange of H⁺/Na⁺ from Hydrous Titanium Dioxide and its Phase Transition

Hydrous Titanium Dioxide로부터 H⁺/Na⁺의 이온교환에 의한 티탄산나트륨의 합성 및 성전이

Fibrous $Na_xTi_nO_{2n+1}$ whisker was prepared by $H^+/Na^+$ ion-exchange on layered hydrous titanium dioxide ($H_2Ti_4O_9{\cdot}nH_2O$). The ion-exchange reaction was proceeded at 0.5~2.0 M NaOH solution. In the ion-exchange at 2.0 M NaOH solution, 73% of sodium was exchanged and the prepared $Na_xTi_nO_{2n+1}$ whisker was a fibrous crystal of about $10{\sim}20{\mu}m$ of length and about $0.7{\mu}m$ of diameter. The phase transition of the ion-exchange phases identified by the thermal analysis. The result showed that the $Na_xTi_nO_{2n+1}$ whisker was decomposed into $Na_2Ti_6O_{13}$ and $TiO_2$ in the temperature of $200{\sim}600^{\circ}C$.

섬유상의 $Na_xTi_nO_{2n+1}$는 층상구조의 $H_2Ti_4O_9{\cdot}nH_2O$에대한 $H^+/Na^+$의 이온교환에 의해서 합성되었다. 이온교환 반응은 0.5~2.0 M NaOH 용액에서 이루어졌으며, 2.0 M NaOH의 용액에서 이온 교환할 때 73%가 치환되었다. 이 때 길이가 $10{\sim}20{\mu}m$이고 직경이 약 $0.7{\mu}m$인 비교적 균일한 형태의 섬유상을 얻을 수 있었다. 그리고 층상구조의 티탄산나트륨에 대한 상전이는 열분석을 통해 확인하였으며, 이 결과 $Na_xTi_nO_{2n+1}$ 섬유는 $200{\sim}600^{\circ}C$의 온도에서 $Na_2Ti_6O_{13}$과 $TiO_2$로 분해되었다.