• Title/Summary/Keyword: 고체의 성장

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7Li MAS NMR studies of Li4P2O7 and LiFePO4 materials (LiFePO4와 Li4P2O77Li MAS NMR 특성 연구)

  • Han, Doug-Young;Park, Nam-Sin;Lee, Sang-Hyuk;Lee, Hak-Man;Kim, Chang-Sam
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.21 no.1
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    • pp.15-20
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    • 2011
  • [ $^7Li$ ]Magic Angle Spinning (MAS) NMR spectroscopy has been used to study the lithium local environments in $Li_4P_2O_7$ and$LiFePO_4$ materials. The purpose of this study was to know the structure of the solid electrolyte interphase (SEI) in lithium ion cells composed of $LiFePO_4$ as cathode material. $Li_4P_2O_7$ and $LiFePO_4$ were prepared by a solid-state reaction. The $^7Li$ MAS NMR experiments were carried out at variable temperatures in order to observe the local structure changes at the temperatures in $Li_4P_2O_7$ system. The $^7Li$ MAS NMR spectra of in $Li_4P_2O_7$ indicate that the lithium local environments in $Li_4P_2O_7$ were not changed in the temperature range between $27^{\circ}C$ and $97^{\circ}C$ Through this work, we confirmed that the small amount of $Li_4P_2O_7$ less than 5.0 wt% in $LiFePO_4$ could be clearly measured by the $^7Li$ MAS NMR spectroscopy at high spinning rate over than 11 kHz.

Effect of Zn/NaCl ratios on the charge/discharge performance in Na-ZnCl2 battery (Na-ZnCl2 전지에서 Zn/NaCl 비율이 충방전 특성에 미치는 영향)

  • Kim, Heon-Tae;Kim, Seong-In;Choi, Hee-Lack;Park, Won-Il;Kim, Chang-Sam
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.25 no.2
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    • pp.74-79
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    • 2015
  • $Na-ZnCl_2$ battery, which operates as the same mechanism of $Na-NiCl_2$ battery using solid-electrolyte, is able to reduce its material cost by 40 % comparing to the $Na-NiCl_2$ battery. It has been known that the $Na-ZnCl_2$ battery produces $Na_2ZnCl_4$ as an intermediate phase during charge/discharge process. Therefore, the redox process is divided into four steps having the voltage range of 1.92~2.13 V. However, effects of the critical factors such as the composition of cathode materials, depth of charge and discharge, and additives have not been reported yet. We examined the effect of the Zn/NaCl ratios and revealed that its optimum ratio was in the range of 1.3~1.7.

The Present and the Prospects for Batteries (전지기술의 국내외 연구동향)

  • 이주성
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 1999.10a
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    • pp.1-2
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    • 1999
  • 시간과 공간의 구애를 받지 않는 양질의 음성, 화상, 문자정보의 교환을 위한 노력으로 디지털 휴대폰과 휴대용 컴퓨터가 등장하면서 음성과 문자정보의 교환분야에 커다란 진보를 이룩하였다. 그러나 현재는 휴대폰이 음성정보에 문자정보교환이 추가된 상황이기 때문에, 아직도 관련 정보교환기술 및 기기개발이 진행되고 있다. 앞으로 휴대폰과 휴대용 컴퓨터의 기능을 통합하고 화상정보까지 결합된 휴대용 정보기기를 위해서는 전자회로의 집적화 및 통신속도 증대가 필수적이다. 또한 이들 휴대용 정보기기를 구동시키기 위한 전력도 증가될 것으로 예측되기 때문에, 현재 전원으로 사용되는 2차전지보다 에너지 밀도가 더욱 증패된 전지가 요구될 것으로 예상된다. 그리고 내연기관의 배기에 의해 발생되는 환정오염문제를 해결하기 위한 방법중의 일환으로 전기자동차 개발이 진행되고 있으며, 이들 전기자동차에 2차전지를 장착하기 위해서 경제성이 있고, 고속충전이 가능하고, 안전성이 높은 고에너지 밀도의 2차 전지 개발이 요구되고 있다. 현재 2차전지는 음극재료나 양극재료에 따라 낚축전지, 니켈/카드륨(Ni/Cd) 전지, 니켈/수소(Ni/MH) 전지, 라륨 2 차전지등이 있으며, 전극재료의 고유특성에 의해 전위와 애너지 밀도가 결정된다. 특히 리튬 2차전지는 리튬의 낮은 산화환원전위와 분자량으로 인해 에너지 밀도가 높기 때문에 앞에서 언급한 휴대용 전자기기의 구동전원으로 많이 사용되고 있다. 리튬 2차전지는 음극 재료가 금속리튬인 경우는 리튬금속으로, 탄소재료인 경우는 리튬이온이라 하며, 한편으로 전해질이 고체 고분자이거나 혹은 역체 유기용매와 리튬염을 고분자와 혼성시킨 겔(gel)인 경우는 고분자로, 전해짙이 리튬염이 전리되어 있는 유동성 액체일 경우는 고분자를 생략하여 구분하고 있다. 즉 리튬금속 2 차전지(LB), 리튬이온 2 차전지(LIB), 리튬금속 고분자 2차전지(LPB), 리튬 이온 고분자 2차전지(LIPB)로 크게 구분된다. 금속리듐을 음극으로 사용하고 전해질로는 리튬염이 전리되어 있는 액체유기용매 를 사용한 리튬금속 2차전지는, 금속리튬전극이 충방전 과정을 반복하면서, 전리된 리튬이 균일하게 산화환원되지 못하고 표변에서 양극방향으로 성장하는 수지상 (dendrite) 현상으로 인해 안전성 확보에 문게가 있었다. 리튬과 알루미늄 합금형태로 음극에 사용한 동전형 전지는 상용화 되었지만, 이러한 단점을 개선하기 위해 리튬이온이 금속으로 석활되는 환원반응전위보다 높은 전위에서 전극재료가 충전되면서 리튬이온이 저장되고, 방전되면서 배출되는 탄소를 음극재료로, 그리고 리튬이온이 충방 전시 가역적으로 삼입 탈리되는 층상의 리튬금속산화물을 양극으로 구성하고, 엑체 전해질과 다공성 고분자 분리막을 사용한 것이 LIB이다. LIB에서 리튬이온의 이동이 가능한 액체전해질의 가능을 고분자 전해질이 대신함으로서 보다 높은 안정성을 확보 한 전지가 LIPB 이다. 또한 고분자 전해질을 사용한 경우 금속리튬상에서의 수지상 성장이 저하되는 현상이 관찰됨으로서, 이론용량이 3,860mAh/g 에 달하는 리튬금속 혹은 합금을 고분자 전지에서 음극으로 사용하고자 하는 2 차전지가 LPB 이다. 리튬 2차전지는 비록 1989년 액체전해질을 사용한 금속리튬 2차전지의 실패전력을 안고있지만 궁극적으로는 이론적으로 최대의 에너지밀도를 가지고 있는 LPB를 지 향할 것으로 예상되지만 가까운 장래에 실현되기는 어려울 것이다. 따라서 향후의 라튬 2차전지의 전개방향은 현재의 LIB를 고분자 전해질을 채용하는 LIPB로 진행시커면서 저가의 전극재료개발을 지속적으로 추진할 것으로 예상된다. 현재 리튬 2차전지는 소형전지에 국한되고 있지만 전기자동차나 전력저장용으로 이를 대형화시커기 위해서는 열적특성이 우수하고 저가인 전극재료개발이 선행되야하기 때문에, 저가의 탄소재료와 코발트산화물을 대신할 수 있는 철, 망칸 또는 니켈산 화물의 개발이 필요하다.

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Fabrication and Analysis of Thin Film Supercapacitor using a Cobalt Oxide Thin Film Electrode (코발트 산화물 박막을 이용한 박막형 슈퍼 캐패시터의 제작 및 특성평가)

  • Kim, Han-Gi;Im, Jae-Hong;Jeon, Eun-Jeong;Seong, Tae-Yeon;Jo, Won-Il;Yun, Yeong-Su
    • Korean Journal of Materials Research
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    • v.11 no.5
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    • pp.339-344
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    • 2001
  • An all solid-state thin film supercapacitor (TFSC) with Co$_3$O$_4$/LiPON/Co$_3$O$_4$ structure was fabricated on Pt/Ti/Si substrate using Co$_3$O$_4$ thin film electrode. Each Co$_3$O$_4$ film was grown by reactive dc reactive magnetron sputtering with increasing $O_2$/[Ar+O$_2$] ratio. Amorphous LiPON electrolyte film was deposited on Co$_3$O$_4$/Pt/Ti/Si in pure nitrogen ambient by using reactive rf magnetron sputtering. The electrochemical behavior of the Co$_3$O$_4$/LiPON/Co$_3$O$_4$ multi-layer structures exhibits a behavior of a bulk-type supercapacitor, even though much lower capacity (from 5 to 25 mF/$\textrm{cm}^2$-$\mu\textrm{m}$) than that of the bulk one. It was found that the TFSC showed a fairly constant discharge capacity with a constant current of 50 $\mu\textrm{A}/\textrm{cm}^2$ at the cut-off voltage 0-2V during 400 cycles. It is shown that the electrochemical behavior of the Co$_3$O$_4$/LiPON/Co$_3$O$_4$ TFSC is dependent upon the sputtering gas ratio. The capacity dependency of electrode films on different gas ratios was explained by different structural, electrical, and surfacical properties.

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Reuse Technology of LiCl Salt Waste Generated from Electrolytic Reduction Process of Spent Oxide Fuel (전해환원공정발생 LiCl 염폐기물 재생기술)

  • Cho, Yung-Zun;Jung, Jin-Seok;Lee, Han-Soo;Kim, In-Tae
    • Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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    • v.8 no.1
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    • pp.57-63
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    • 2010
  • Layer crystallization process was tested for the separation(or concentration) of cesium and strontium fission products in a LiCl waste salt generated from an electrolytic reduction process of a spent oxide fuel. In a crystallization process, impurities (CsCl and $SrCl_2$) are concentrated in a small fraction of the LiCl salt by the solubility difference between the melt phase and the crystal phase. Based on the phase diagram of LiCl-CsCl-$SrCl_2$ system, the separation possibility by using crystallization was determined and the molten salt temperature profile during layer crystallization operation was predicted by using mathematical calculation. In the layer crystallization process, the crystal growth rate strongly affects the crystal structure and therefore the separation efficiency. In the conditions of about 20-25 l/min cooling air flow rate and less than 0.2g/min/$cm^2$ crystal flux, the separation efficiency of both CsCl and $SrCl_2$ showed about 90% by the layer crystallization process, assuming a LiCl salt reuse rate of 90wt%.

Cloning and Characterization of Homeodomain-Zip Gene, Phc5 in Embryogenic Callus derived from Pimpinella brachycarpa Suspension Cultured Cells (참나물 현탁배양세포 유래 배발생캘러스에서 HD-Zip 유전자, Phc5의 클로닝과 특성)

  • 손수인;김준철
    • Korean Journal of Plant Tissue Culture
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    • v.26 no.2
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    • pp.121-126
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    • 1999
  • Calli were induced from the petiole explants of Pimpinella brachycarpa on MS medium supplemented with 0.5 mg/L 2,4-D and 0.1 mg/L BA after four weeks of culture. Compact clusters of small and dense cells among these calli were selected and suspension-cultured as the source of embryogenic calli. When transferred to MS medium with 0.1 mg/L NAA, the suspension-cultured cells grew to embryogenic callus. Somatic embryos derived from these embryogenic calli developed into plantlets. The cDNA library was constructed in the embryogenic callus and in order to screen the cDNA library, these cDNAs were plated at a density 1.5 $\times$ 10^5 plaques per 15 cm petridish. Among 19 clones showing preferential hybridization with petiole HD-Zip gene, five clones were obtained after second screening. Four clones among them, were highly homologous to P. brachycarpa shoot-tip Phz4 gene, but one clone, Phc5 was about 1.5 kb which has an extra 163 bp to 5' upstream of Phz4. The Phc5 was 1,531 bp containing poly A tails of 18 bases. ATG start codon for Phc5, was located at position 284 with an open reading frame of 906 by which encodes a polypeptide of 302 amino acids. The Phc5 protein revealed that the polypeptides between 135 and 195 contain a homeodomain as the `leucine zipper' motif.

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High temperature electrical properties of Sr-and Mg-Doped LaAlO3 (억셉터(Sr, Mg)가 첨가된 LaAlO3의 고온 전도 특성)

  • Park, Ji Young;Park, Hee Jung
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.29 no.5
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    • pp.187-191
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    • 2019
  • Perovskite-type oxides have consistently attracted considerable attention for their applications in high-temperature electrochemical devices, such as electrolytes and electrodes of solid oxide fuel cells, oxygen permeating membranes and sensors etc. Among them, the electrical conductivity of 10 % Sr and 10 % Mg doped $LaAlO_3$ (LSAM9191) was measured using impedance spectroscopy and 4-probe d.c. method. Below $550^{\circ}C$, the grain boundary resistance mostly determined the overall conductivity; however, it nearly disappeared above $800^{\circ}C$. Using the defect model and curve fitting, the ionic and electronic conductivity contributions were also separated. In the temperature region where the sample resistance is mostly determined by the grain volume property, LSAM9191 was an oxygen ion conductor at low $Po_2$ and a mixed conductor at high $Po_2$. With increasing temperature, the ionic conduction region only slightly increased. Thus, LSAM9191 is a promising material as an oxygen ion conductor at high temperature and in low $Po_2$.

Distribution of Mast cells and Nerves in the Developing Postnatal Submandibular and Sublingual Glands of Rats (생후 발생중인 흰쥐의 턱밑샘 및 혀밑샘에서의 비만세포와 신경의 분포양상)

  • Kim, Jae-Gon;An, Soo-Hyeon;Lee, Young-Su;Baik, Byeong-Ju;Cho, Eui-Sic
    • Journal of the korean academy of Pediatric Dentistry
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    • v.26 no.2
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    • pp.350-364
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    • 1999
  • The distribution of mast cells and nerves were investigated in the submandibular and sublingual glands of postnatal rats, using morphometric, histochemical and immunohistochemical techniques. Mast cells were observed in the submandibular and sublingual glands of postnatal development. Number of mast cells gradually increased in both glands following development. At birth, mast cells were relatively fewer in submandibular gland than those in sublingual gland, and they were mainly distributed in parenchymal tissues. At $2{\sim}4$ weeks, most of the mast cells were observed in the connective tissues, surrounding neurovascular elements, but some mast cells were closely related with the acini of submandibular gland. PGP 9.5 immunoreactive nerve fibers were found in the submandibular and sublingual glands of all developmental age. The nerve fibers were showed in varicose shape, and mainly located in adjacent area of ducts and vascular components of both glands. The number of nerve fibers were increased rapidly until 8 weeks, but they were not increased any more until 24 weeks. Therefore, it is suggested that mast cells and nerve fibers related with each other, and that their interactions may play roles not only in maturation of secretory units but also growth and differentiation of the tubular structures of the rat submandibular and sublingual glands during postnatal development.

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담자균류 ${\beta}$ -글루칸의 특성 및 생산

  • Hong, Eok-Gi
    • Proceedings of the Korean Society of Life Science Conference
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    • 2002.05a
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    • pp.17-22
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    • 2002
  • 지구상에는 수천종의 버섯류가 자생하고 있어 유전자원으로서의 중요성이 지대할 뿐만 아니라 기능성 식품소재 및 각종 약리 활성을 나타내는 신약개발 소재로도 크게 주목을 받고 있다. 이들 버섯은 균사체의 영양대사로 얻어지는 대사산물이 축적된 자실체의 형태로 나타나는데, 최근에 와서 자실체 및 균사체의 추출물이나 균사체 배양물이 체질개선이나 각종 병의 예방과 치료에 효과가 있는 것으로 밝혀져 건강식품이나 의약품으로서의 용도가 크게 증가하고 있는 실정이다. 특히, 담자균이 생산하는 특정 구조를 갖는 다당류는 오래전부터 종래의 화학요법제와는 달리 숙주내의 면역 기능을 부활하여 소위 면역요법제로서의 항암효과를 나타냄이 알려져왔었다. 현재까지 제약 및 의학적인 방법이 질병의 주된 치료방법으로 이용되어 왔지만 최근에 특정식품의 섭취가 만성질환의 발생을 억제 또는 지연시킨다는 연구 보고가 나오면서부터 만성질환의 치료방법으로서 식이요법을 중요하게 생각하게 되었다. 따라서 새로운 식품소재 및 가공식품의 개발을 통한 성인병 등의 각종 질병예방이 국민보건문제 해결에 필수적이다. 현재 일본 등에서는 표고버섯, 구름버섯 및 치마버섯 유래의 다당체 또는 단백다당체인 lentinan, krestin 또는 PS-K, schizophyllan 및 PSP 등이 실용화되어 높은 가격에 판매되고 있다. 국내에서도 야생 구름버섯 자실체로부터 추출한 단백 다당체인 Copolang(광동제약)이 개발되어 PS-K와 유사하게 암의 치료에 병행 사용되고 있고, 또 강력한 항암활성이 보고된 상황버섯의 균사체 추출물인 단백 다당체가 Mesima-Ex FK(한국신약)라는 상품명으로 암의 치료에 병행 사용되고 있는 것으로 알려지고 있다. 담자균류와 아울러 미생물 유래 다당체는 그 구조와 특성에 있어서 매우 다양함을 지니고 있다. 이러한 미생물 유래 다당류의 공업적 생산과 이용에 대한 연구로서는 Leuconostoc mesenteroides가 생산하는 dextran이 혈장증량제로 개발된 이래 Xanthomonas campestris가 생산하는 pullulan, Zoogloea rgmigera가 생산하는zooglan둥이 대표적인 예로 보고되고 있다. 한편, 미생물 유래 다당류는 구성당, 분자량, 화학적 구조 등과 같은 특성의 차이에 의해 많은 종류가 존재하고 있으며, 다양한 물성 및 유화제, 응고제, gel 형성제, 필름 형성제, 흡착제, 안정제, 접착제 등과 같은 용도로 광범위하게 이용되고 있다. 또한 근래에 들어서는 미생물 유래 다당체가 지니는 항암활성이 확인되어 새로운 의약품으로서의 개발 가능성이 기대된다. 그 밖에도 기존에 알려져 있는 식물 및 해조류 유래의 다당체와는 달리, 발효조를 이용한 연속배양에 의해 공업적 대량 생산이 가능하며, 더욱이 생산된 다당체의 분리 및 회수가 용이하다는 이점을 지니고 있다. 최근에 들어서는 유전공학적 기법을이용한 고생산성 변이균주 및 새로운 기능을 지닌 다당체의 개발에 관한 연구가 보고되고 있는 등 고부가가치를 지닌 새로운 바이오 소재로서의 기능 및 용도 개발에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 항암 활성을 나타내는 여러 가지 담자균류중 Agaricus blazei로부터 생산되는 다당체는 고형암 이외에 S형 결장암, 난소암, 유방암, 폐암, 간암 등에 효과가 입증되었고, 천연물질에 의한 암 면역요법으로 각광을 받고 있으며, 항암 및 항virus의 완치율과 저지율에서 현재 여러가지 약효가 있는 버섯중에서도 탁원한 효과가 있는 것으로 증명되고 있다. 이들 다당체는 사이토카인을 생산시켜서 T임파구와 B임파구의 항원 특이적인 면역반응을 활성화시키고, 세포장해성 T세포와 활성화 대식세포의 세포장해 기능을 충진시켜서 암세포를 파괴시킨다. 또한 콜로니 자극인자인 사이토카인을 생산시켜서 면역담당세포의 신생을 촉진시키기도 하며, 암의 화학요법과 방사선 요법으로 저하된 백혈구를 회복시키는 역할을 한다. 따라서 최근의 연구동향은 생산된 다당체의 항암활성을 향상시키고자 하여 배양기간중에 interleukin을 의도적으로 첨가하는 경향이 있다. 이러한 항암 활성을 나타내는 담자균체 유래 다당체는 버섯의 기원에 따라 그 형태에 약간의 차이를 나타내기는 하나 그 기본 형태는 ${\beta}-(1,6)-glucosyl$ 분지를 가진 ${\beta}-(1,3)-glucan$이며, 평균 분자량은 50 ${\sim}$ 200만 정도이다. Agaricus blazei의 원산지인 브라질의 피에다데(Piedade) 지방의 환경조건(산지의 습도는 80%, 낮 기온 $35^{\circ)C$, 밤 기온 $20{\sim}25^{\circ}C$로 대단히 높으며, 정기적으로 열대지방 특유의 소나기가 내리는 지역)에서 볼 수 있듯이 Agaricus blazei의 성장 환경은 매우 까다로운 편이며, 날것으로는 보관이 잘 안되기 때문에 그 재배에 큰 어려움이 있다. 또한, 고체배양에 의해 생산된 버섯 자실체로부터 유기용매 및 열수추출 방법으로 다당체를 생산하는 방법은 균일한 형태의 버섯 자실체를 공급받기가 어렵기 때문에 다당체의 생산 수율이 낮고, 많은 노동력이 요구되는 어려움이 있다. 그러나 액체배양에 의한 다당체 생산의 경우는 고체배양에 의한 다당체 생산에 비해 일정한 조건하에서 배양이 가능하다는 장점이 있으며, 항상 균일한 균사체 및 배양액을 얻을 수 있다. 따라서 원하는 유용물질을 쉽게 획득할 수 있는 장점이 있다.

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Synthesis of Borosilicate Zeotypes by Steam-assisted Conversion Method (수증기 쪼임법에 의한 제올라이트형 보로실리케이트 제조방법)

  • Mansour, R.;Lafjah, M.;Djafri, F.;Bengueddach, A.
    • Journal of the Korean Chemical Society
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    • v.51 no.2
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    • pp.178-185
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    • 2007
  • Intermediate pentasil borosilicate zeolite-like materials have been crystallized by a novel method named steam-assisted conversion, which involves vapor-phase transport of water. Indeed, amorphous powders obtained by drying Na2O.SiO2.B2O3.TBA2O gels of various compositions using different boron sources are transformed into crystalline borosilicate zeolite belonging to pentasil family structure by contact with vapors of water under hydrothermal conditions. Using a variant of this method, a new material which has an intermediate structure of MFI/MEL in the ratio 90:10 was crystallized. The results show that steam and sufficiently high pH in the reacting hydrous solid are necessary for the crystallization to proceed. Characterization of the products shows some specific structural aspects which may have its unique catalytic properties. X-ray diffraction patterns of these microporous crystalline borosilicates are subjected to investigation, then, it is shown that the product structure has good crystallinity and is interpreted in terms of regular stacking of pentasil layers correlated by inversion centers (MFI structure) but interrupted by faults consisting of mirror-related layers (MEL structure). The products are also characterized by nitrogen adsorption at 77 K that shows higher microporous volume (0.160 cc/g) than that of pure MFI phase (0.119 cc/g). The obtained materials revealed high surface area (~600 m2/g). The infrared spectrum reveals the presence of an absorption band at 900.75 cm-1 indicating the incorporation of boron in tetrahedral sites in the silicate matrix of the crystalline phase.