Measurement of Oxygen Saturation Concentration by Zeolite

Air is essential for human beings to survive, but urban air is polluted with soot and harmful gases, due to the increase in industrial development and the population. Thus, air pollution in large cities is of increasing interest in the research community. One of the plausible solutions to this problem is supplying sufficient oxygen to indoor spaces. The main principle of the oxygen generator is to separate oxygen from air using synthetic zeolite. Various synthetic zeolites have been applied to public indoor spaces with the focus being placed on the oxygen exchange quality. Among the characteristics of zeolites which can be applied to oxygen generators is their ability to adsorb nitrogen from the air and, in this way, generate only oxygen. Thus, we investigated the degree of nitrogen adsorption by five kinds of natural zeolite and LTA zeolite 3A, 4A, and 5A (two different sizes). Using the PSA method, the higher the degree of nitrogen adsorption, the higher the oxygen saturation concentration, it was found that the nitrogen adsorption degree of the 5A zeolite was the highest. 6% on average. It was also found that the size of the zeolite had a significant effect on the degree of nitrogen adsorption.

제올라이트별 산소포화농도 측정 실험

인간의 생명 유지에 가장 필수적인 것은 공기이지만, 산업의 발달 인구의 증가 등으로 도시의 공기는 매연과 유해가스 등으로 오염되고 있다. 이런 이유 등으로 최근 환경문제 중 대기오염에 대한 문제가 크게 다루어지고 있다. 공기청정기와 함께 쾌적한 실내공기를 제공할 수 있는 또 하나의 기기는 산소발생기이다. 산소발생기의 주 원리는 합성 제올라이트를 이용하여 공기로부터 산소를 분리하는 데에 있다. 다양한 합성 제올라이트들은 그들이 갖고 있는 특성을 이용하여 실생활에 유용하게 적용되어지고 있다. 이런 제올라이트의 특성 중 질소를 흡착하는 성질을 이용하여 대기 중의 질소를 흡착 시킨 뒤 산소만을 발생시켜 산소발생기에 적용시킬 수 있다. 그리하여 우리는 5가지 종류의 천연제올라이트와 LTA 제올라이트, 3A, 4A, 5A(크기가 다른 두 가지)를 사용하여 각각의 질소흡착정도를 알아보고자 하였다. PSA 방식을 사용하여 질소흡착정도가 높을수록 산소포화농도가 높게 나오는 원리를 통해 5A(양이온이 칼슘으로 보충된 LTA제올라이트) 제올라이트의 질소흡착정도가 평균 6% 증가하여 가장 크다는 것을 알 수 있었고 또한 제올라이트의 크기에도 많은 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다.