Chloride induced reinforcement corrosion is widely accepted to be the most frequent mechanism causing premature degradation of reinforced concrete structures. The electrochemical impedance of reinforcing steel in diatomite- and zeolite-containing concrete exposed to sodium chloride was assessed. Chemical, physical and mineralogical properties of three concrete samples (20% diatomite, 20% zeolite, and a reference containing neither) were correlated with corrosion investigations. The steel-reinforced samples were exposed to 3.5% NaCl solution for 500 days, and measured every 15 days via EIS method. Results indicated that porosity and capillary spaces increase the diffusion rate of water and electrolytes throughout the concrete, making it more susceptible to cracking. Reinforcement in the reference concrete was the most corroded compare to the zeolite and the diatomite samples.
원자력시설의 고온공정에서 발생되는 방사성요오드를 제거하기 위하여 은이온 교환 합성제을 라이트를 사용하고 있는데, 담체로 사용되는 고가의 합성제올라이트 대신에 천연제올라이트를 이용하기 위한 기초연구를 수행하였다. 천연제올라이트를 NaCl 및 $NaNO_3$용액으로 전처리한 후 표면개질에 따른 표면 및 물리적 특성을 XRD, SEM-EDAX 및 BET 분석을 통하여 분석하였다. 아울러 표면개질된 천연제올라이트의 은이온 교환 특성을 $150^{\circ}C$에서 메틸요오드 흡착성능과 연관시켜 분석하였으며, 1 N $NaNO_3$ 용액으로 표면개질한 후 1.2N $AgNO_3$로 은이온교환한 경우가 가장 적합한 것으로 나타났다. 표면개질 은이온교환 천연제올라이트(Ag-SMNZ)를 이용하여 온도범위 $100{\sim}300^{\circ}C$에서 등온흡착실험을 수행한 결과, 13X의 흡착성능과 거의 비슷한 결과를 보여주었고, 은이온교환 합성제올라이트(AgX)의 최대 흡착성능과 비교하여 약 50%에 근접한 것으로 나타났다. 또한 $150^{\circ}C$와 $200^{\circ}C$에서 약간 높은 흡착성능을 가지며 탈착후 잔존량을 통해 이 온도영역에서 강한 화학흡착이 일어남을 추측할 수 있었다.
The structure of partially $Ag^+$-exchanged zeolite 4A, $Ag_{7.6}Na_{4.4}-A$, vacuum dehydrated at $370^{\circ}C$, has been determined by single-crystal x-ray diffraction techniques in the cubic space group, Pm3m (a = 12.311(1)${\AA}$) at $24(1)^{\circ}}C$. The structure was refined to the final error indices $R_1$ = $R_2$ (weighted) = 0.064 using 266 independent reflections for which $I_0$>$3{\sigma}(I_0)$. Three $Na^+$ ions occupy the 3 8-ring sites, and the remaining ions, 1.4 $Na^+$ and 6.6 $Ag^+$, fill the 8 6-ring sites; each $Ag^+$ ion is nearly in the [111] plane of its 3 O(3) ligands, and each $Na^+$ ion is 0.9${\AA}$ from its corresponding plane, on the large-cavity side. One reduced silver atom per unit cell was found inside the sodalite unit. It was presumably formed from the reduction of a $Ag^+$ ion by an oxide ion of a residual water molecule or of the zeolite framework. It may be present as a hexasilver cluster in 1/6 of the sodalite units, or, most attractively among several alternatives, as an isolated Ag atom coordinated to 4 Ag ions in each sodalite unit to give $(Ag_5)^{4+}$, symmetry 4mm.
제올라이트 A의 결정화 과정에서 온도, $Na_2O$와 $SiO_2$ 조성의 영향을 조사하였다. 각 결정화 조건에서 결정화 곡선과 최종 생성물의 결정크기 분포를 조사하고 반응 경로 모델을 이용하여 결정화 속도를 구하였다. 결정화 과정은 길이 성장 속도상수가 결정 크기와 무관하게 일정하고 무정형 고형 겔과 용해된 반응물이 평형을 이룬다는 가정으로 잘 모사되었으며, 실험결과와 비교하여 길이성장 속도상수 등을 결정할 수 있었다. 온도가 높아지면 길이성장 단계와 용해된 반응물의 분율이 커져서 결정화 속도가 커졌다. 반면 $Na_2O/H_2O$ 몰비가 커지면 성장단계는 촉진되지 않으나 용해된 반응물의 분율이 커졌으며 핵심생성이 촉진되었다. $SiO_2/Al_2O_3$ 몰비에 따라 용해된 반응물 분율과 핵심생성 속도가 달라진다. 각 결정화 조건에서 제올라이트 A의 길이성장 속도상수는 $0.07{\sim}0.24{\mu}m{\cdot}min^{-1}$로 추정되었으며 겉보기 활성화에너지는 $49kJ{\cdot}mol^{-1}$이었다.
제올라이트 $Na_{78}Rb_{28}-X$ 단결정을 $Na_{92}-X(Na_{92}Si_{100}Al_{92}O_{384})$을 $350^{\circ}C$에서 0.1Torr의 Rb 증기로 처리하여 만들어서 그 구조를 X-선 단결정법으로 공간군 Fd3로서 결정하였다 (${\alpha}=25.045(4){\AA}$). 구조는 I>$3{\sigma}(I)$인 회절반점 353개를 사용하여 최종오차지수 $R_1=0.082$, $R_2=0.084$까지 정밀화하였다. 단위포당 92개의 $Na^+$ 이온 중 대략 28개의 $Na^+$ 이온이 환원되고, 환원되어 생성된 28개의 Na' 중 약 14개만 제올라이트 골조내에 잔류하고 있다. 소다라이트 동공내에 사면체의 대칭성 ($T_d$)을 가지고 결합각 $109.5^{\circ}$, 결합거리 $2.80(2){\AA}$를 갖는다. $Na_5{^{4+}}$ 클라스트를 이루는 4개의 말단 원자와 골조 산소원자 사이의 결합거리는 $2.80(2){\AA}$이다. 몇몇 이중 6-링의 중심에 $Na_5{^{4+}}$ 클라스트 두 개를 선형으로 연결하여 지그재그형의 덩어리로 만드는 $Na^0$원자가 있다. 소다라이트 동공 중심과 이중 6-링에 있는 $Na^0$원자의 비편재화된 전자가 $Na_5{^{4+}}$ 클라스트를 안정화시키고 있다.
We studied a simple approach for synthesis of mesoporous Y(M-Y) from commercial zeolite Y precursors by treating of NaOH with $CH_3(CH_2)_{15}N(Br)(CH_3)_3$ as template. The physicochemical properties of the mesoporous zeolites Y were then analyzed using XRD, nitrogen full-isotherms at 77 K, SEM and TEM. The nitrogen adsorption-desorption analysis showed that surface area and pore diameter of synthesized mesoporous zeolite Y(M-Y) were $1072m^2/g$ and ~3.3 nm, respectively. And M-Y was applied for the removal of $Mn^{2+}$ and $Fe^{2+}$ from aqueous solution. This material, which introduces mesoporosity with zeolite Y character, displayed a superior adsorption capacity than commercial zeolite Y when used as an adsorbent for the removal of $Mn^{2+}$ and $Fe^{2+}$.
Siliceous mudstones are embedded on a large scale in the Tertiary formations of Pohang area. Some useful zeolites such as NsP, (Na, TMA)P, analcime and hydroxysodalite were synthesized from the siliceous mudstones by treating with the variety of solution, i.e ., NaOH, NaOH+NaCl, NaOH, NaOH+$NaAlO_2$and NaOH+TMAOH at the low-temperature hydrothermal system ranging 60~12$0^{\circ}C$. Major precursor of zeolites is found as opal-CT in the zeolite-forming reaction. Smectite, which is included in considerable amounts in the mudstone, appears to play a major role of Al-source in the zeolite synthesis. In comparison, chalcedonic quartz and mica are rather insoluble in alkaline solution, and thus, these are observed as major impurities in the reaction products. An addition of $NaAlO_2$to NaOH solution is effective for eliminating these impurities in the reaction procedure, through these are partly dissolved when elevating the reaction temperature, concentration, and time. Phase change from NaP to hydroxysodalite takes place at the NaOH concentrations of 3.0~4.0 M, and the reaction is not sensitive to the temperature shift. NaP is more stable at lower NaOH concentration and higher activity of $Na_{+}$ whereas analcime is sensitive to the temperature change and stable at higher than $100^{\circ}C$ and 2.0~4.0 M in NaOH concentration. For the pure NaP synthesis without any other products, the treatment of mudstones with 1:1 solution of NaOH and $NaAlO _2$ turns out to be quite effective. NaP was successfully synthesized together with analcime at $100^{\circ}C$ as well as lower concentrations of NaOH+NaCl solution. In addition, the organic type, (Na, TMA)P was formed together with smectite in the 1:1 solution of NaOH and TMAOH.
수열합성 장치를 이용하여 종자 결정이 도포된 알루미나 지지체 위에 제올라이트 박막을 합성하였다. X-선 회절 분석과 전자현미경 사진을 이용하여 반응기 내에 생성된 제올라이트 A 분말과 제올라이트 A박막의 생성과 전이 생성물에 대해 합성온도, 합성시간, 종자결정의 영향에 대해서 고찰하였다. 제올라이트 A박막의 생성은 지지체 표면에 도포된 종자 결정에서 치밀한 연속적인 박막이 형성된 다음 용해과정을 거쳐 결정의 크기가 큰 다결정 층을 형성하고, 최종적으로 소다라이트를 거쳐 무정형으로 진행하였다. 반면에 분말에서는 반응초기부터 소다라이트가 관찰되는데 고정된 제올라이트 A 박막과 다르게 결정주위의 공간적인 차이에 의해 소다라이트가 생성하기에 용이한 공간을 갖기 때문에 소다라이트가 쉽게 생성되는 것으로 생각된다. 합성온도가 높으면 짧은 시간 내에 전이 생성물을 거쳐 무정형으로 진행하였고 온도가 낮으면 합성 시간이 길고 피복도가 다소 낮은 제올라이트 A 박막을 얻었다. $120^{\circ}C$, 12시간에서 피복도가 높은 치밀한 제올라이트 A박막을 합성하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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