• 기술사
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• 제34권2호
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• pp.167-173
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• 2001

브라운관 후면유리 연마 후 발생되는 고상의 유리폐기물을 재활용을 위해, A형 제올라이트의 최적합성조건을 규명하고 생성된 제올라이트의 제반 특성을 기존의 상용 제올라이트와 비교하였다. 테프론 반응용기에 고규산질 알카리용액, NaAlO$_2$그리고 브라운관 유리폐기물 등 3가지 출발물질을 혼합하고, 80∼95$^{\circ}C$ 범위에서 가열하여 제올라이트 Na-A를 열수조건하에서 결정화시켰다. 고규산질 알카리 용액은 자연산 규석을 35$0^{\circ}C$, 1500 기압하에서, NaAlO$_2$는 NaOH와 Al(OH)$_3$시약을 95$^{\circ}C$에서 2∼3시간 가열하여 $Na_2$O/Al$_2$O$_3$=1.4, $H_2O$/$Na_2$O=8이 되도록 각각 합성하여 출발물질로 사용하였다. 브라운관 유리 폐기물과 고규산질 알카리 용액의 혼합비율 약 1:10∼1:13의 범위에서 Al-공급원으로서 1.5∼2.5N의 NaAlO$_2$를 혼합하였을 때 양호한 A-형 제올라이트 결정이 생성되었다. 합성된 Na-A는 하이드록시소달라이트 등과 같은 불순물이 없는 단일상이었으며, 결정형태는 입방 십이면체 (cubo-dodecahedral)형이었고 결정의 1∼2 $\mu$의 균질한 입도로 분포하였다. Ca+ 양이온교환용량은 215∼220 mequivalent/100 g이었다.

• 자원환경지질
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• 제34권2호
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• pp.167-173
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• 2001

브라운관 후면유리 연마 후 발생되는 고상의 유리폐기물을 재활용을 위해, A형 제올라이트의 최적합성조건을 규명하고 생성된 제올라이트의 제반 특성을 기존의 상용 제올라이트와 비교하였다. 테프론 반응용기에 고규산질 알카리용액, NaAlO$_2$그리고 브라운관 유리폐기물 등 3가지 출발물질을 혼합하고, 80~95$^{\circ}C$ 범위에서 가열하여 제올라이트 Na-A를 열수조건하에서 결정화시켰다. 고규산질 알카리 용액은 자연산 규석을 35$0^{\circ}C$, 1500 기압하에서, NaAlO$_2$는 NaOH와 Al(OH)$_3$시약을 95$^{\circ}C$에서 2~3시간 가열하여 $Na_2$O/Al$_2$O$_3$=1.4, $H_2O$/$Na_2$O=8이 되도록 각각 합성하여 출발물질로 사용하였다. 브라운관 유리 폐기물과 고규산질 알카리 용액의 혼합비율 약 1:10~1:13의 범위에서 Al-공급원으로서 1.5~2.5N의 NaAlO$_2$를 혼합하였을 때 양호한 A-형 제올라이트 결정이 생성되었다. 합성된 Na-A는 하이드록시소달라이트 등과 같은 불순물이 없는 단일상이었으며, 결정형태는 입방 십이면체 (cubo-dodecahedral)형이었고 결정의 1~2 $\mu$의 균질한 입도로 분포하였다. $Ca^{+}$ 양이온교환용량은 215~220 mequivalent/100 g이었다.

• 한국결정학회지
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• 제12권2호
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• pp.97-101
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• 2001

국내의 화력발전소에서 발생하는 석탄회를 사용하여 $2.0M\sim3.5M$ 농도의 NaOH 수용액과 $80^{\circ}C{\sim}120^{\circ}C$에서 24시간 수열 반응시켜 필립사이트 형 제올라이트를 합성하였다. 합성된 제올라이트 분말의 특성을 XRD, SEM, IR 등을 이용하여 조사하였다. 석탄회의 산지에 따른 조성변화, 합성 시의 온도 및 NaOH의 농도 변화 등이 수열 합성된 제올라이트에 미치는 영향은 IR 흡수 스펙트럼에서 잘 나타났다. 석탄회의 $SiO_2$함량이 높고 합성온도와 NaOH 농도가 높을 수록 $TO_4$(T=Si, Al) 사면체가 규칙성이 높은 구조로 합성되었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.609-616
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• 2021

본 연구에서는 금속염계 무기물인 발수분말과 포졸란계 재료인 천연제올라이트 분말을 사용하여 시멘트 모르타르에 혼입하고 물리적 특성 및 수분에 대한 저항성을 확인하였다. 무기물 금속염계 발수분말을 단독으로 혼입한 시험체에 비해서 천연제올라이트를 동시에 사용한 시험체에서 수분침투실험 및 그에 수반하는 염화물 침투시험에서 높은 저항성을 갖는 것을 확인 할 수 있었다. 금속염계 발수분말을 사용하는 경우 불용성으로 인하여 수분침투저항성이 내부에서 고르게 분산되지 못하고 표면에 국한되었으며 천연제올라이트와 동시에 사용하는 경우 포졸란 반응으로 인해 수화초기의 응결시간이 빠르고 또한 천연제올라이트의 다공성 내부에 발수분말이 부착되어 내부에서도 수분저항성이 일부 생성된 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권6호
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• pp.659-665
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• 2008

본 연구는 서울특별시 소재 S 물재생센터의 하수슬러지 소각로에서 발생하는 비산재를 이용한 제올라이트 합성에 관한 것이다. 이를 위해 출발물질로서 소각비산재의 특성, 제올라이트 합성을 위한 수열반응조건, 합성된 제올라이트의 적용성을 조사하였다. 하수슬러지 소각 비산재에는 중량으로 각각 42.8%와 21.2%로 많은 양의 SiO$_2$와 Al$_2$O$_3$를 함유하고 있어, 제올라이트 합성의 출발물질로 이용이 가능하였다. 소각 비산재의 중금속 유해성 파악을 위해 용출시험과 함유량 시험을 실시하였는데, 용출시험 결과는 폐기물관리법에서 규제하는 용출기준에 비해 매우 적은 양이 검출되었으나, 함유량 시험에서는 비료관리법 상의 보통 비료 중 유기질 비료 및 부산물 비료의 중금속 위해성 기준을 초과하였다. 수열반응 결과, 주로 생성된 제올라이트는 analcime과 zeolite P1이었다. Analcime은 teflon 반응용기에서 생성되었고, 최적의 반응조건은 알칼리(NaOH)용액의 농도 1 N, 합성온도 135$^{\circ}C$, 합성시간 16시간이었다. 한편, Zeolite P1은 붕규산 유리질 반응용기에서 합성되었고, 알칼리(NaOH)용액 농도 5 N, 합성온도 130$^{\circ}C$, 합성시간 16시간에서 가장 많은 양이 합성되었다. 수열반응 후의 유해 중금속 함유량은 합성전과 비교하여 analcime 생성물에서는 비슷한 수준으로, zeolite P1 생성물에서는 약 절반 정도 감소하였다. 합성된 제올라이트의 성능은 암모늄 이온의 교환정도로서 파악하였는데, 소각 비산재에서 0$\sim$1.0 mg NH$_4{^+}$/g, analcime합성물 3.0$\sim$7.4 mg NH$_4{^+}$/g, 그리고 zeolite P1합성물에서 14.6$\sim$17.8 mg NH$_4{^+}$/g이었다. 천연 제올라이트인 clinoptilolite와 phillipsite의 암모니아 제거능력이 15$\sim$35 mg NH$_4{^+}$/g 정도인데, 본 연구에서는 zeolite P1합성물이 이 범위를 충족하였다. 이러한 관점에서 하수슬러지 소각 비산재를 이용한 제올라이트 합성은 폐기물 재활용의 좋은 대안이 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 공업화학
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• 제24권3호
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• pp.291-298
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• 2013

공액 리놀레산 메틸에스테르는 불균일계 촉매인 니켈 담지 제올라이트계 촉매를 이용하여 리놀레산 메틸에스테르의 이성질화를 통해 합성할 수 있다. 니켈 담지 제올라이트계 촉매는 HY 제올라이트로부터 KCl 수용액을 이용해 이온교환하여 KY 제올라이트를 합성한 뒤 함침법을 통해 니켈을 담지하여 합성하였다. 합성된 촉매는 수소를 이용하여 전처리하여 공액화 반응에 사용하였다. 그 결과 낮은 온도에서 HY 촉매는 높은 전환율을 나타내었지만 공액화 반응에 대해 낮은 선택도를 나타내었다. KY 촉매는 낮은 온도에서 상대적으로 낮은 전환율을 나타내었으나 높은 온도에서 HY 촉매와 유사한 전환율을 보였으며, 낮은 온도에서도 공액화 반응에 대해 높은 선택도를 나타내었다. 결과적으로 반응 온도 $220^{\circ}C$에서 4 wt% Ni/KY720을 이용하여 가장 높은 63.4%의 수율을 얻었다.

• 공업화학
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• 제30권1호
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• pp.54-61
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• 2019

본 연구에서는 Cu(II)의 흡착처리 후, 용액 내 함유된 폐흡착제의 효율적인 분리를 위하여 제올라이트(zeolite 4A)의 표면에 금속(Me = Co, Mn, Ni)이 치환된 페라이트 나노 입자를 성장시킨 자성흡착제를 합성하였다. 제올라이트 표면의 금속 페라이트는 용매열 합성법으로 제조되었으며, 자성흡착제의 특성은 XRD (X-ray diffractometer), SEM (scanning electron microscopy) 및 PPMS (physical property measurement system)로 분석하였다. Co-ferrite가 코팅된 제올라이트 복합체(CFZC)의 포화자화율이 5 emu/g으로 가장 높았으며, Cu(II)의 흡착 성능도 우수하였다. CFZC에 의한 Cu(II)의 흡착결과 값들은 298 K에서 Langmuir식에 잘 적용되었다. 그리고 Cu(II)의 흡착공정은 유사 2차 속도식에 부합하였다. 자유에너지 변화값(${\Delta}G^0=-4.63{\sim}-5.21kJ/mol$)은 Cu(II)의 흡착이 298~313 K 범위에서 자발적임을 나타내었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권5호
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• pp.971-976
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• 2008

현재 암모늄과 질산이온에 의한 수질 오염은 생태계에 있어 심각한 문제로 떠오르고 있다. 미생물에 의한 생물학적인 제거 공정은 질화 과정과 탈질 과정으로 구분되는데 암모늄이온은 질화 과정에 의해 질산염 이온으로 산화되고 질산염 이온은 다음 단계인 탈질 과정에서 질소 기체로 되어 제거 된다. 천연 제올라이트는 양이온 교환능이 뛰어나 암모늄이온($NH_4{^+}$)의 제거에 우수한 것으로 알려져 있지만 흡착만으로 암모늄과 질산이온($NO_3{^-}$)을 충분히 제거할 수 없다. 이러한 문제를 해결하기 위해 제올라이트와 미생물을 이용해 생물학적인 방법으로 암모늄과 질산이온을 동시에 제거하기 위한 실험을 수행하였다. 암모늄이온의 제거는 분말형 Beneficial bacteria(Savio, USA)의 종배양 단계를 거쳐 제올라이트가 충진된 컬럼과 진탕배양을 동시에 하였을 경우에 14시간 후에 완전히 제거되었고 질산이온은 제올라이트에 미생물을 자연 흡착시켜 컬럼 처리시 4시간 후에 100% 제거됨을 확인하였다.

• 대한화학회지
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• 제33권6호
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• pp.623-632
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• 1989

$Mn^{2+}$-치환 제올라이트 A는 가열 탈수되어도 그 구조가 열적을 안정하였다. $Mn_{4,5}Na_3-A$의 수화상태 및 탈수상태에 있어서의 골조원자, 이온 및 물분자들의 위치와 결합에너지를 몇가지 퍼텐셜 함수들을 써서 계산하여 구하였다. 탈수상태의 $Mn_{4,5}Na_3-A$에 있어서 골조원자들의 결합에너지는 열적으로 안정한 것으로 알려져 있는 탈수상태의 $Ca^{2+}$-치환 제올라이트 A($Ca_6$-A) 및 $Co^{2+}$- 치환제올라이트 A($Co_4Na_4-A$)의 그것과 비슷하였다. $Mn^{2+}$-치환 제올라이트 A 골조 내에는 결합에너지의 결합형식이 서로 다른 세 가지 그룹의 물분자들 즉 인접 물분자 또는 골조 산소원자와 수소결합을 하고 있는 물; W(I), $Na^+$이온에 배위되면서 인접 물 분자와 수소결합을 하는 물; W(II) 및 $Mn^{2+}$에 배위면서 수소결합을 하는 W(III)그룹의 물분자들이 존재하였으며 그들의 결합에너지 및 탈수반응의 활성화에너지의 크기 순서는 W(III) > W(II) > W(I)이였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권4호
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• pp.600-606
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• 2018

다양한 Si/Al 몰비를 지닌 MTT 제올라이트를 합성하여 methanol-to-olefin(MTO) 반응에서 촉매의 산성도가 미치는 영향을 조사하였다. Si/Al 몰비를 조절하기 위해 N,N,N',N'-테트라메틸-1,3-디아미노프로판을 구조유도물질(SDA)로 사용하였으며, 알루민산나트륨의 함량을 달리하여 $20SiO_2$ : 30SDA : x (=0.25~1.25)$NaAlO_2$ : 2NaOH : $624H_2O$ 조성으로 모액을 제조한 후 433 K에서 4일 동안 수열 합성하였다. 알루민산나트륨의 함량이 감소함에 따라 MTT 제올라이트의 입자 크기가 증가하였으며 또한 산점의 양도 감소하였다. 제조한 MTT 제올라이트의 촉매 활성을 평가하기 위해 673 K에서 공간속도(WHSV)가 $1.2h^{-1}$인 조건으로 MTO 반응을 수행한 결과, Si/Al 몰비가 24인 H-MTT (1.00Al) 촉매가 900분까지 90% 이상의 전환율을 유지함을 확인하였다.