고에너지 이온성 산화제 HAN [Hydroxylammonium nitrate] 합성공정 연구

• 영문명: Synthesis of high capacity ionic oxidizer; HAN[Hydroxylammonium Nitrate]
• 발행기관: 한국응용과학기술학회 (구.한국유화학회)
• 저자명: 김소희(So-Hee Kim) 박연수(Yeon-Soo Park) 김우람(Wooram Kim) 박미정(Mi-Jeong Park) 권윤자(Yoon-Za Kwon) 조영민(Young min Jo)
• 간행물 정보: 『한국응용과학기술학회지』한국응용과학기술학회지 제36권 제1호, 165~173쪽, 전체 9쪽
• 주제분류: 공학 > 화학공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2019.02.28

국문 초록

국문 우주항공 분야에서 널리 쓰이고 있는 하이드라진[hydrazine, N2H4]은 로켓연료로 사용되는 대표적인 추진제이지만 환경에 유해하고 독성이 강하다는 단점이 존재한다. 따라서 친환경적이고 독성이 적은 추진제가 다양하게 개발되고 있다. 본 연구에서는 수산화아민[hydroxylamine, NH2OH]을 출발물질로 하여, 질산[nitric acid, HNO3]과 산-염기 반응을 통해 얻어지는 친환경 추진제 HAN [hydroxylammonium nitrate, NH3OHNO3]의 물리 화학적 특성에 대하여 적외선분광법을 이용하여 합성물의 조성, 화학구조 및 작용기를 관찰하였고, 열중량분석을 통해 HAN의 분해온도를 확인하였다. 이온 크로마토그래피를 통해 합성한 HAN에 함유되어 있는 질산이온의 함량을 측정하였다. 즉, N-H와 N-O의 IR peak가 3161 cm-1와 1324 cm-1에서 각각 나타나는 것을 통해 생성한 화합물이 HAN임을 확인하였고, pH 5-7 근처에서 합성한 HAN은 분해온도가 120-140℃인 반면, pH 8 정도인 HAN은 분해온도가 140℃ 이상임을 알 수 있었다. 한편, pH 6-7 사이에서 HAN을 합성하였을 때, 가장 높은 질산이온의 농도는 70%인 것으로 나타났다.

영문 초록

Hydrazine[N2H4] is a typical propellant for a rocket fuel in the field of aerospace. Since it is very toxic and harmful to the environment, various environmentally-friendly propellants have been developed. In this study, relatively a safe propellant, hydroxylammonium nitrate[NH3OHNO3], was prepared via a neutralization reaction of hydroxylamine[NH2OH] and nitric acid[HNO3]. FT-IR was used to analyze the chemical composition, chemical structure and functional groups of HAN. Thermogravimetric analysis showed the decomposition temperature of HAN. Ion chromatography was also used to evaluate the content of nitrate ions. It was proved that the peaks of FT-IR at 3161 cm-1 and 1324 cm-1 indicates the functionalities of N-H and N-O present in HAN. The decomposition temperature of HAN synthesized at pH 5 to 7 was 120-140℃, and pH 8 resulted in higher decomposition temperature than 140℃. Meanwhile, the sample obtained from pH 6-7 showed the concentration of nitric acid ion with 70%.

목차

1. 서 론

2. 실 험

3. 결과 및 고찰

4. 결 론

키워드

HAN raphy Hydroxylamine Synthesis Nitric acid