• 공업화학
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• 제16권1호
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• pp.123-130
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• 2005

산소 PSA용 흡착제의 제조를 위하여 표면적이 큰 제올라이트 X형 흡착제를 합성하고 양이온교환을 통하여 질소의 선택적 흡착 능력이 우수한 흡착제로 제조하였다. 제올라이트 X형 흡착제는 50 L급 대형 반응기에서 $SiO_2\;:\;Na_2O\;:\;H_2O\;:\;Al_2O_3$ = 2.5 : 3.5 : 150 : 1의 조성으로 $98^{\circ}C$, 18 h 동안 반응한 결과 표면적이 $650m^2/g$ 이상의 표면적을 나타내었다. 흡착제의 양이온교환은 Li, Ag, Ca, Br, Sr 등의 금속 이온을 대상으로 조사하였다. Ag 이온의 이온교환 속도가 가장 빠르게 일어났으며 모든 금속 이온이 제올라이트 X형에 포함된 Na 이온과 거의 당량적으로 이온 교환이 일어남을 알 수 있었다. 양이온 교환된 제올라이트 X형 흡착제의 질소와 산소의 흡착 성능을 $10{\sim}40^{\circ}C$, 0~9 atm의 범위에서 측정한 결과 이온교환을 하지 않은 NaX 흡착제에 비하여 월등히 높은 흡착 성능을 나타내었으며 이온 교환된 제올라이트 X형 흡착제의 질소 흡착량은 0.5 atm 이하의 저압에서는 Ag > Li > Ca > Sr > Ba > K 이온의 순으로 나타났으나 1 atm 이상의 고압에서는 Li > Ag > Ca > Sr > Ba > K 이온의 순으로 나타났다. 공기의 조성에 준하는 질소 및 산소의 분압에서 흡착량의 비를 조사하여 질소/산소 분리도를 측정한 결과 $20^{\circ}C$의 온도에서 Li으로 이온 교환된 흡착제의 분리도는 13.023을 나타내었다.

• 공업화학
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• 제18권3호
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• pp.273-278
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• 2007

본 논문은 배연가스로부터 이산화탄소를 흡착 회수하기 위한 허니컴 흡착소자 및 공정에 관한 것이다. 세라믹섬유와 Na-X를 주원료로 제올라이트 종이를 제조하였다. 제올라이트 종이의 이산화탄소 흡착능을 향상시키기 위해서 $Li^+$, $Ca^{2+}$, $K^+$ 이온교환 및 추가적인 표면코팅을 실시하여 그 특성을 분석하였다. $Li^+$ 이온교환 방법은 이산화탄소 흡착능을 가장 많이 증가시켰지만 공정적용이 가능할 만큼의 흡착능 변화를 보이지 않았다. 반면 Na-X의 추가적인 표면코팅은 이산화탄소 흡착능을 증가시키는 효율적인 방법이었다. 제올라이트 종이를 성형하여 만든 허니컴형 흡착소자에 대한 이산화탄소 흡착파과 특성을 분석하였으며, 이의 결과로서 회전식 이산화탄소 흡착 농축공정의 적용 예를 보여주었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권2호
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• pp.160-165
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• 2007

Low Silica X (LSX) 제올라이트를 합성하여 질소 흡착 반응에 적용하였으며, 기존의 상용화된 질소흡착용 제올라이트와 질소 흡착 성능 및 그 특성을 비교하였다. LSX 제올라이트의 제조 변수로 젤 상태에서의 $Na_2O/(Na_2O+K_2O)$비와 결정화 시간을 고려하였다. $Na_2O/(Na_2O+K_2O)$ 비가 0.75일 때 LSX 제올라이트가 합성됨을 XRD, SEM 분석으로부터 확인하였다. 합성된 LSX 제올라이트는 같은 faujasite 구조를 갖는 NaY나 NaX 제올라이트보다 Si/Al 비가 작고 거의 1에 수렴함을 XRF와 FT-IR 결과로부터 확인하였다. 1A(Li, Na, K), 2A(Mg, Ca, Ba) 족 양이온으로 교환된 LSX 제올라이트에 대해 질소 흡착 테스트를 수행한 결과, 양이온의 전하밀도가 증가할수록 질소 흡착량이 증가하였으며, LiLSX의 경우 질소 흡착량이 가장 많았다. LiLSX의 $Li^+$ 이온 함량을 변화시켜 가며 질소 흡착량을 측정한 결과 Li/Al 비가 0.65 이상일 때, 질소 흡착량이 급격히 증가하였다. $Li^+$ 이온은 제올라이트 세공 내의 supercage(site III, III') 에 위치할 때, 질소 흡착점의 역할을 하였다. LiLSX 제올라이트에 $Ca^{2+}$ 이온을 이온교환시킨 결과 질소 흡착 성능이 더 향상되었는데, Ca/Al의 비가 0.26일 때 질소 흡착 성능이 가장 좋았다. LiCaLSX(Ca/Al=0.26) 제올라이트는 기존의 상용 NaX 제올라이트보다 질소 흡착 성능이 우수하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권4호
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• pp.783-791
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• 2008

Li-X 제올라이트 흡착탑에서의 $H_2/CO_2$(80:20 vol%), $H_2/CO$(90:10 vol%), $H_2/CH_4$(90:10 vol%)의 이성분계 기체의 흡착 동특성을 연구하였다. 각 계에서 공급유속(6.24~10.24 LPM), 흡착압력(6.1~10.1 bar)에 대한 영향을 살펴보았다. 동특성 실험 결과 파과시간은 공급유속이 적을수록, 흡착압력이 높을수록 증가하였으며 탑 내부 온도의 영향으로 tailing 현상이 발생하였다. Li-X 제올라이트 흡착탑에서 공급 유량과 압력의 확산계수에 의한 LDF식을 사용하여 예측하였다. 본 연구에서는 비등온과 비단열상태, Dual-site langmuir 등온식과 고려하여 해석하였으며 실험 데이터와 비교하였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제24권12호
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• pp.1814-1818
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• 2003

$Li^+$ and $H^+$ co-exchanged LSXs (Li-H-LSX) with various ratios of $Li^+$ and $H^+$ were prepared, and those adsorption characteristics of nitrogen and oxygen were compared with Li-Na-LSX and Li-Ca-LSX. Li-H-LSX showed higher nitrogen capacity and selectivity than that of Li-Na-LSX in the wide range of Li-exchanged ratio. The nitrogen capacity of Li-Ca-LSX was slightly higher than that of fully Li- or Ca-exchanged LSX (Li- LSX or Ca-LSX). However, Li-Ca-LSX showed low nitrogen/oxygen adsorption selectivity until the Li content reached about 80%, which was a tendency near that of Ca-LSX.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제33권10호
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• pp.3303-3310
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• 2012

Two single crystals of fully dehydrated partially $Li^+$-exchanged zeolite X were prepared by the exchange of Na-X, $Na_{92}Si_{100}Al_{92}O_{384}$ (Si/Al = 1.09), with $Li^+$ using aqueous 0.1 M $LiNO_3$ at 293 (crystal 1) and 333 K(crystal 2), followed by vacuum dehydration at 623 K and $1{\times}10^{-6}$ Torr for 2 days. Their structures were determined by single-crystal synchrotron X-ray diffraction techniques in the cubic space group $Fd{\overline{3}}$ at 100(1) K. Their structures were refined using all intensities to the final error indices (using the 1281 and 883 reflections for which ($F_o$ > $4{\sigma}(F_o)$) $R_1/R_2$ = 0.075/0.244 and 0.074/0.223 for crystals 1 and 2, respectively. Their compositions are seen to be ${\mid}Li_{86}Na_6{\mid}[Si_{100}Al_{92}O_{384}]$-FAU and ${\mid}Li_{87}Na_5{\mid}[Si_{100}Al_{92}O_{384}]$-FAU, respectively. In crystal 1, 17 $Li^+$ ions per unit cell are at site I', 15 another site I', 30 at site II, and the remaining 16 at site III; 2 $Na^+$ ions are at site II and the remaining 4 at site III'. In crystal 2, 32 and 30 $Li^+$ ions per unit cell fill sites I' and II, respectively, and the remaining 25 at site III'; 2 and 3 $Na^+$ ions are found at sites II and III', respectively. The extent of $Li^+$ exchange increases slightly with increasing ion exchange temperature from 93% to 95%.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권1호
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• pp.175-183
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• 2008

흡착제 Li-X 제올라이트(UOP)에서 $CO_2$, CO, $CH_4$, $H_2$에 대한 단일성분 및 혼합성분의 흡착평형 실험을 정적부피법에 의해 수행하였다. 실험 데이터는 압력범위 0~20 bar와 온도범위 293.15 K, 303.15 K, 313.15 K에서 실시하였다. 각각 등온식의 파라미터들은 단일성분 실험을 통해 결정했고, 결정한 파라미터로 혼합성분의 흡착 평형을 예측하였으며 실험값과 비교하였다. Li-X 제올라이트에서의 $H_2/CO_2$, $H_2/CO$, $H_2/CH_4$ 혼합성분의 흡착평형 실험 결과는 extended langmuir-freundlich(L-F) 등온식, dual-site langmuir(DSL) 등온식을 이용해 예측하였으며 실험값과 비교하였다. L-F 등온식은 다른 모델들에 비해 $CH_4$와 $H_2$에서 좋은 예측 결과를 보여주었다. 또한 DSL 등온 식은 $CO_2$와 CO에서 좋은 예측 결과를 보여주었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제46권4호
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• pp.260-269
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• 2013

Two single-crystals of fully dehydrated, partially $Li^+$-exchanged zeolites X (Si/Al = 1.09, crystal 1) and Y (Si/Al = 1.56, crystal 2), were prepared by flow method using 0.1 M $LiNO_3$ at 393 K for 48 h, respectively, followed by vacuum dehydration at 673 K and $1{\times}10^{-6}$ Torr. Their structures were determined by single-crystal X-ray diffraction techniques in the cubic space group $Fd\bar{3}$ and $Fd\bar{3}m$ at 100(1) K for crystals 1 and 2, respectively. They were refined to the final error indices $R_1/wR_2$ = 0.065/0.211 and 0.043/0.169 for crystals 1 and 2, respectively. In crystal 1, about 53 $Li^+$ ions per unit cell are found at three distinct positions; 9 at site I', 19 at another site I', and the remaining 25 at site II. The residual 25 $Na^+$ ions occupy three equipoints; 2 are at site I, 7 at site II, and 16 at site III'. In crystal 2, about 31 $Li^+$ ions per unit cell occupy sites I' and II with occupancies at 22 and 9, respectively; 3, 4, 23, and 3 $Na^+$ ions are found at sites I, I', II, and III', respectively. The extent of $Li^+$ ion exchange into zeolite X (crystal 1) is higher than that of zeolite Y (crystal 2), ca. 73% and 56% in crystals 1 and 2, respectively.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.172.1-172.1
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• 2011

본 연구에서는 매립지에서 발생하는 주요한 가스인 $CO_2$(47~55%)와 $CH_4$(47~55%)가스를 분리하기 위하여 여러 $CO_2$ capture 방법 중 Zeolite를 사용한 흡착법을 이용하였다. 국내에서 시판되고 있는 powder형 Zeolite 13X에 Inorganic binder와 organic binder를 최적의 비율로 혼합한 후 증류수를 이용하여 Pellet type 흡착제를 제조하였다. 또한 최종적으로 $CO_2$의 흡착능을 높이기 위하여 양이온(1M의 KCl, NaCl, $CaCl_2$, $LiCl_2$)으로 이온교환을 하였다. 매립지 모사가스($CO_2$:40%, $CH_4$:60%)를 이용하여 실시간 분석기(Delta1600S)를 이용 두 가스의 분리와 $CO_2$ 흡착성능(mg-CO2/g-흡착제)을 확인하였다. 개발된 흡착제(AjouEpl 13X)는 ICP, XRD, XRF, BET 분석으로 제올라이트의 구조와 성분을 분석하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제48권3호
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• pp.180-188
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• 2015

To investigate the tendency of $Li^+$ exchange from polar organic solvents, $Li^+$-ion exchange into zeolite Y (Si/Al = 1.56) was attempted by undried methanol (crystal 1) and formamide (crystal 2) solvent. Two single crystals of Na-Y were treated with 0.1 M LiNO3 in each of the two solvents at 323 K, followed by vacuum dehydration at 723 K. Their structures were determined by single-crystal synchrotron X-ray diffraction techniques in the cubic space group $Fd{\bar{3}}m$, at 100(1) K. In both structures, $Li^+$ for $Na^+$ ions filled preferentially sites I' and II. The remaining $Na^+$ ions occupied sites I', II, and III' in both structures, in additional to above sites, and $Na^+$ ions occupied site I in crystal 2. While the 68 % exchange of $Li^+$ for $Na^+$ was achieved from undried methanol, only 40 % exchange was observed from undried formamide, indicating that the undried methanol was more effective than undried formamide as solvent for $Li^+$ exchange under the conditions employed.