• 제목/요약/키워드: 4A zeolite

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천연제올라이트의 상규명 및 아모니아 제거 특성 (A Study on the Phase Identification and Ion-Exchange Behavior of NH4+ at Natural Zeolite)

  • 김화중;유재철;이명철;이기정
    • 공업화학
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    • 제7권1호
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    • pp.43-50
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    • 1996
  • Clinoptilolite 계열의 국내산 천연제올라이트에 대한 상규명과 암모늄 이온 제거능력에 대해 연구하였다. 영일만 지역에 매장되어 있는 국내산 천연제올라이트는 XRD와 FT-IR 분석에 의해 열적으로 불안정한 heulandite임이 증명되었다. 또한 $K^+$ 이온으로 이온교환된 heulandite가 가장 높은 열적 안정성을 보였다. 그러나 암모늄이온의 제거능력에 있어서는 이온교환하지 않은 제올라이트가 가장 우수한 제거능력을 보였다.

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Crystal Structure of Dehydrated Partially Ag$^+$-Exchanged Zeolite A, Ag$_{4.6}Na_{7.4}$-A, Treated with Hydrogen at 350${^{\circ}C}$

  • 김양
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제6권4호
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    • pp.202-206
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    • 1985
  • The crystal structure of The crystal structure of $Ag^+$-Exchanged Zeolite A, $Ag_{4.6}Na_{7.4}-A$, dehydrated, treated with $H_2$, and evacuated, all at $350^{\circ}C$, has been determined by single crystal x-ray diffraction methods in the cubic space group Pm3m at $24(1)^{\circ}C;$ a = $12.208(2)\AA.$ The structure was refined to the final error indices R1 = 0.088 and R2 (weighted) = 0.069 using 194 independent reflections for which II_0$ > $3{\sigma}(I_0)$. On threefold axes near the centers of 6-oxygen rings, $7.4 Na^+$ ions and $0.6 Ag^+$ ions are found. Two non-equivalent 8-ring $Ag^+$ ions are found off the 8-ring planes, each containing about $0.6 Ag^+$ ions. Three non-equivalent Ag atom positions are found in the large cavity, each containing about 0.6 Ag atoms. This crystallographic analysis may be interpreted to indicate that $0.6 (Ag_6)^{3+}$ clusters are present in each large cavity. This cluster may be viewed as a nearly linear trisilver molecule $(Ag_3)^0$ (bond lengths, 2.92 and 2.94 $\AA;$ angle, $153^{\circ})$ stabilized by the coordination of each atom to a Ag^+$ ion at 3.30, 3.33, and 3.43 $\AA$, respectively. In addition, one of the silver atoms approaches all of the 0(1) oxygens of a 4-ring at $2.76\AA.$ Altogether $7.4 Na^+$ ions, $1.8 Ag^+$ ions, and 1.8 Ag atoms are located per unit cell. The remaining $1.0 Ag^+$ ion has been reduced and has migrated out of the zeolite framework to form silver crystallites on the surface of the zeolite single crystal.

제올라이트 4A 분리막을 이용한 물/메탄올, 물/부탄올 혼합물의 투과증발 특성 연구: 실험 및 모형 (Pervaporation of binary Water/Methanol and Water/Butanol Mixtures through Zeolite 4A Membranes: Experiments and Modeling)

  • 오웅진;정재칠;여정구;이정현;김현욱;박영철;이동호;문종호;조철희
    • 멤브레인
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    • 제27권6호
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    • pp.487-498
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    • 2017
  • 본 연구에서는 (주)파인텍에서 제조한 제올라이트 4A 분리막을 이용하여 물/메탄올, 물/부탄올 혼합물의 투과증발실험을 수행하였다. 분리막을 투과한 기체분자들은 액체질소트랩을 이용하여 포집하였으며, 기체크로마토그래피(TCD)를 이용하여 혼합물의 조성을 분석하였다. 실험을 통해 물과 메탄올(분리계수 최대 250 이상), 물과 부탄올(분리계수 최대 1,500 이상)의 혼합물에서 선택적으로 물을 분리하는 것을 확인하였다. GMS (generalized Maxwell Stefan) 이론을 적용하여 2성분계의 투과증발 거동을 모사하였으며, 상수추정을 통하여 제올라이트 비지지체의 흡착상수 및 확산상수를 구하였다. 제올라이트 4A 분리막의 경우 기공의 크기가 물보다는 크고, 메탄올, 부탄올 보다는 작기 때문에, 알코올로부터 물을 분리시키는 공정에 적용시킬 수 있다. 바이오 에탄올 분리, 부탄올 분리, 막반응기, 하이브리드 반응-탈수 공정 등에 적용할 수 있을 것으로 사료된다.

이소프렌 정제를 위한 제올라이트 5A 흡착제 재생 (Regeneration of Zeolite 5A in the Adsorption Process for Isoprene Purification)

  • 전경진;유계상;이창하;안병성
    • 청정기술
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    • 제16권4호
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    • pp.272-276
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    • 2010
  • 이소프렌(isoprene)에 포함되어 있는 acetylene류의 불순물 중 2-butyne을 선택적으로 제거하기 위해 제올라이트를 흡착제로 사용한 흡착 및 탈착 특성을 연구하였다. 본 연구에서는 제올라이트 5A를 사용하여 흡착실험을 실시한 후, 흡착제를 재생하기 위한 탈착실험을 수행하여 2-butyne의 재흡착 성능을 확인하였다. 감압 및 고온의 질소 가스를 이용한 탈착실험에서 온도 영향과 탈착 시간에 따른 변화를 검토하고 재흡착실험을 실시하였으며 에너지 소비를 최소화하며 흡착성능을 유지할 수 있는 탈착조건을 확립하였다. 473 K, 16시간 탈착 및 액상흡착 반복실험을 10회 진행하여 흡착제의 재생가능성을 확인하였다.

K2CO3가 흡착된 합성제올라이트 구조체의 소화농도에 관한 연구 (A Study on Extinguishing Concentration of K2CO3-Zeolite Composites)

  • 김승일;신창섭
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제26권4호
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    • pp.42-47
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    • 2012
  • 본 연구에서는 입자크기 및 밀도가 비교적 작고 소화효과에 있어서 부촉매효과를 나타내는 다공성 흡착제인 합성제올라이트에 $K_2CO_3$를 중량비에 따라 흡착시킨 구조체의 소화농도를 측정하였다. 그리고 구조적 특성을 파악하고자 주사전자 현미경(SEM)의 측정 및 X-Ray 회절분석, 열분석 등을 실시하였다. 흡착구조체의 소화농도실험에서 중량비에 관계없이 순수 $K_2CO_3$의 소화농도보다 모두 낮게 나타났다. 그리고, 특히 $K_2CO_3$와 합성제올라이트의 중량비가 7 : 3인 경우는 소화농도가 5.72배 낮게 측정되었고 ABC분말소화약제보다 약 1.1배 낮게 나타났다. SEM 사진 및 XRD 회절패턴분석을 통해 $K_2CO_3$가 합성제올라이트에 흡착되었다는 것을 알 수 있었고, 열분석을 통해 흡착구조체가 순수 $K_2CO_3$보다 소화에 긍정적인 영향을 미쳤을 것이라 추정할 수 있었다.

Structural Transition of A-Type Zeolite: Molecular Dynamics Study

  • Song, Mee-Kyung;Chon, Hak-Ze
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제14권2호
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    • pp.255-258
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    • 1993
  • Molecular dynamics (MD) calculations were carried out in order to investigate the effect of MD cell size to predict the melting phenomena of A-type zeolite. We studied two model systems: a pseudocell of $(T_2O_4Na)_n$, (L= 12.264 $^{\AA}$, N= 84) and a true-cell of (SiAlO$_4Na)_n$. (L= 24.528 $^{\AA}$, N= 672), where T is Si or Al. The radial and bond angle distribution functions of T(Si, Al)-O-T(Si, Al) and diffusion coefficients of T and O were reported at various temperatures. For the true-cell model, the melting temperature is below 1500 K and probably around 1000 K, which is about 600-700 K lower than the pseudocell model. Although it took more time (about 30 times longer) to obtain the molecular trajectories of the true-cell model than those of the pseudocell model, the true-cell model gave more realistic structural transition for the A-type zeolite, which agrees with experiment.

다양한 구조와 양이온을 갖는 제올라이트 분체의 수증기 흡착 거동 연구 (Adsorption of water vapor on zeolites of different framework types and alkali ions)

  • 송주섭;;김범주;김민지;한문희;조철희
    • 에너지공학
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    • 제23권4호
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    • pp.160-168
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    • 2014
  • 본 연구에서는 LTA, FAU, CHA, RHO 제올라이트 분체 9종의 298.15 K에서의 수증기 흡착 특성을 고찰하여 구조, Si/Al 몰 비, 양이온 종류가 제올라이트 분체의 수증기 흡착에 미치는 영향을 고찰하였다. 수증기 흡착량은 $RHO<CHA{\approx}LTA<FAU$ 제올라이트 분체 순으로 증가하였다. FAU 제올라이트 분체의 경우, Si/Al 몰 비가 작은 NaY 제올라이트 분체가 13X 제올라이트 분체에 비하여 우수한 수증기 흡착량(406 mg/g)을 보였다. LTA 제올라이트 분체의 경우, Ca로 치환 5A 제올라이트 분체가 3A, 4A 제올라이트 분체에 비하여 우수한 수증기 흡착량(282 mg/g)을 보였다. CHA 제올라이트 분체는 Si/Al 몰 비가 2.35으로 LTA 제올라이트 분체의 Si/Al 몰 비보다 컸지만 LTA 제올라이트 분체와 유사한 수증기 흡착량을 보였다. 또한, RHO 제올라이트 분체는 Si/Al 몰 비가 3.56으로 컸지만 (188 mg/g)으로 상당량의 수증기 흡착량을 보였다. 본 연구결과로부터 FAU, LTA 제올라이트 분체뿐만 아니라 Si/Al 몰 비가 커서 화학적 내구성이 우수할 것으로 예상되는 CHA, RHO 제올라이트 분체도 우수한 제습 흡착제임을 확인할 수 있었다.

Blocking of Zeolite Pore by Loading Ni-Pt Nanoparticles for Maximization of Isomerization Selectivity

  • Bhavani, A. Geetha;Reddy, N. Subba
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제58권4호
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    • pp.658-664
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    • 2020
  • Zeolite HY is wet impregnated with Ni (0.1, 0.3, 0.4, 0.5 wt%), Pt (0.1 wt%) and reduced in presence of hydrogen to form nanosized particles of Ni and Pt. All the catalysts were characterized by XRD, TEM, ESCA, NH3-TPD, Pyridine adsorbed FT-IR and BET. Characterization results confirm that the Ni and Pt fractions effectively rehabilitated the physio-chemical properties of the zeolite HY catalysts. Further, all the reduced catalyst were screened with hydroisomerization of m-xylene at LHSV = 2.0 h-1 in the temperature range 250-400 ℃ in steps of 50 ℃ in hydrogen atmosphere (20 ml/g). The addition of Ni to Pt catalyst increases hydroisomerization conversion, as well as maximizes p-xylene selectivity by restricting the pore size. The increasing trend in activity continues up to 0.3 wt% of Ni and 0.1 wt% Pt addition over zeolite HY. The increasing addition of Ni increases the total number of active metallic sites to exposed, which increases the metallic sites/acid sites ratio towards the optimum value for these reactions by better balance of synergic effect for stable activity. The rate of deactivation is pronounced on monometallic catalysts. The results confirm the threshold Ni addition is highly suitable for hydroisomerization reaction for product selectivity over Ni-Pt bimetallic/support catalysts.

2가 이온 치환 제올라이트 A 의 구조와 열적 성질 (The Structures and Thermal Properties of Divalent Ion Exchanged Zeolite A)

  • 박종렬;김양;김은식;최상구
    • 대한화학회지
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    • 제33권4호
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    • pp.357-365
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    • 1989
  • 제올라이트 A($Na_{12}Al_{12}Si_{12}O_{48}$ ; $Na_{12}-A$)를 $Mg^{2+}$, $Ca^{2+}$, $Zn^{2+}$$Co^{2+}$ 등의 2가 이온으로 치환하여 얻어진 $Mg_4Na_4Al_{12}Si_{12}O_{48}$($Mg_4Na_4-A$), $Ca_6Al_{12}Si_{12}O_{48}$($Ca_6-A$), $Zn_5Na_2Al_{12}Si_{12}O_{48}$($Zn_5Na_2-A$) 및 $Co_4Na_4Al_{12}Si_{12}O_{48}$($Co_4Na_4-A$)의 수화구조와 탈수구조에 있어서 골조원자, 양이온 및 물분자들의 위치와 에너지를 몇가지 퍼텐셜 함수를 써서 계산하여 구하였다. 탈수가 될 때 양이온은 수화구조에서의 6-ring이나 8-ring의 골조산소 쪽으로 이동하였으며 일반적으로 2가 이온치환 제올라이트 A가 완전탈수될 때는 그 골조가 제올라이트 A의 골조보다 불안정하였다. 수화상태의 경우 골조내에는 인접물분자 또는 골조산소원자와 수소결합하는 물; W(III), $Na^+$ 이온에 배위된 물; W(II) 및 2가 이온에 배위되는 물; W(I) 등이 존재하였으며 이들 세 그룹의 물분자들의 탈수에 대응하는 세개의 DTA 흡열피크를 관측하였다.

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원전 폐콘크리트의 방사성 폐기물 처분용 고화제로의 활용을 위한 고화체 특성 평가 (Characteristics Evaluation of Solidifying Agent for Disposal of Radioactive Wastes Using Waste Concrete Powder)

  • 서은아;이호재;권기현;김도겸
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제9권4호
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    • pp.451-459
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    • 2021
  • 이 연구에서는 원전 해체 콘크리트에서 분리된 폐콘크리트 미분말을 방사성 폐기물용 고화제로 재활용하기 위한 성능평가를 수행하였다. 원전 해체 콘크리트에서 분리된 폐콘크리트 미분말을 모사한 시료를 제작하였으며, 주요 변수는 결합재 종류와 제올라이트 혼입율이었다. 고화제 특성평가는 유동성과 압축강도 및 비방사성 세슘에 대한 침출 저항성을 수행하였다. 폐콘크리트 모사시료의 압축강도는 제올라이트 혼입율이 증가함에 따라 증가하였으며, 제올라이트가 5% 이상 혼입된 고화제는 인수기준 대비 1.4~1.7배 높은 압축강도를 나타내었다. 모든 시험체의 세슘 침출지수는 6 이상으로 인수기준을 만족하였으며, SA의 침출지수는 OPC 대비 1.47~1.63배 높게 나타났다. 특히, 제올라이트 5% 치환 고화제의 28일 이후 평균 침출지수는 9.15으로 OPC 대비 약 6.4% 향상되었으며, 전 기간 동안 안정적인 성능을 나타내어 제올라이트가 세슘이온에 대한 침출저항성 향상에 효과적임을 확인하였다.