• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제27권5호
• /
• pp.679-686
• /
• 2006

The positions of $PbI _2$ molecule synthesized into the molecular-dimensioned cavities of $\mid K_6 (Pb _4I_2)(PbI_2) _{0.67}-(H_2O)_2\mid [Si _{12}Al _{12}O _{48}]$-LTA have been determined. A single crystal of $\mid Pb _6\mid [Si _{12}Al _{12}O _{48}]$-LTA, prepared by the dynamic ion-exchange of $\mid Na _{12}\mid [Si _{12}Al _{12}O _{48}]$-LTA with aqueous 0.05 M $Pb _(NO _3)_2$ and washed with deionized water, was placed in a stream of flowing aqueous 0.05 M KI at 294 K for three days. The resulting crystal structure of the product $( \mid K_6 (Pb _4I_2)(PbI_2) _{0.67}(H_2O)_2\mid [Si _{12}Al _{12}O _{48}]$-LTA, a = 12.353(1) $\AA$) was determined at 294 K by single-crystal X-ray diffraction in the space group Pm3 m. It was refined with all measured reflections to the final error index $R_1$ = 0.062 for 623 reflections which $F_o$ > 4$\sigma$($F_o$). 4.67 $Pb ^{2+}$ and six $K^+$ ions per unit cell are found at three crystallographically distinct positions: 3.67 $Pb ^{2+}$ and three $K^+$ ions on the 3-fold axes opposite six-rings in the large cavity, three $K^+$ ions off the plane of the eight-rings, and the remaining one $Pb ^{2+}$ ion lies opposite four-ring in the large cavity. 0.67 $Pb ^{2+}$ ions and 1.34 $I^-$ ions per unit cell are found in the sodalite units, indicating the formation of a $PbI _2$ molecule in 67% of the sodalite units. Each $PbI _2$ (Pb-I = 3.392(7) $\AA$) is held in place by the coordination of its one $Pb ^{2+}$ ion to the zeolite framework (a $Pb ^{2+}$ cation is 0.74 $\AA$ from a six-ring oxygens) and by the coordination of its two $I^-$ ions to $K^+$ ions through six-rings (I-K = 3.63(4) $\AA$). Two additional $I^-$ ions per unit cell are found opposite a four-ring in the large cavity and form $Pb _2K_2I^{5+}$ and $Pb _2K_2I^{3+}$ moieties, respectively, and two water molecules per unit cell are also found on the 3-fold axes in the large cavity.

• 광물과 암석
• /
• 제35권3호
• /
• pp.345-353
• /
• 2022

본 연구는 합성 모데나이트(Na_6.6Al_6.6Si_41.4O₉₆·20.4H₂O, Na-MOR)를 이용한 다양한 중금속의 포획 연구를 하기 위한 기초 단계로, 고분해능 X-선 분말 회절을 이용하여 치환체의 격자상수 및 부피 변화를 이해하기 위한 목적으로 실험을 진행하였다. 열중량 분석법(Thermogravimetric analysis, TGA)으로 측정한 결과, 1가 양이온 치환체(Cs-MOR, Na-MOR)는 단위포 당 19.4, 20.4개의 물분자가 존재하였으며, 2가 양이온 치환체(Pb-MOR, Sr-MOR, Cd-MOR)는 단위포 당 21, 23.1, 23.2개가 존재하는 것을 확인하였다. 측정한 모든 물질은 사방정계에 속하는 Cmcm의 공간군을 가지는 것으로 확인할 수 있었다. 치환 전 물질인 Na-MOR과 비교했을 때, 치환체의 (110)면과 (200)면의 회절강도가 명확하게 변화하였으나, 전체적인 피크의 위치는 거의 유사하게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 또한 Na-MOR에서는 확인이 되지 않았던 (220)면의 피크가 Pb-, Cd-, Sr-MOR에서 뚜렷하게 관찰되었다. 이를 통해서 양이온 치환에 따른 원자들의 분포 변화가 주로 ab-평면상에서 나타나지만, 격자상수의 변화는 미세할 것으로 짐작할 수 있었다. Whole profile fitting 방법을 사용하여 치환된 모데나이트의 미세한 격자상수의 변화를 관찰하였다. 치환체의 격자상수 및 격자부피의 변화는 치환된 양이온의 반경 및 전하수에 따라 서로 다른 경향성을 보였다. 1가 양이온의 경우, 이온반경이 증가할수록 a-축의 길이는 증가하지만, 반면에 b- 및 c-축의 길이는 감소하였다. 2가 양이온의 경우, 이온반경이 증가할수록 대체적으로 a-축의 길이가 감소하고, b- 및 c-축의 길이는 증가하였다. 격자부피는 1가 또는 2가 양이온 치환체들이 각각 독립된 경향성을 가지며, 이온반경에 따라 증가하는 것을 확인할 수 있었다.

• 대한화학회지
• /
• 제51권2호
• /
• pp.178-185
• /
• 2007

펜타실 구조와 유사한 제올라이트형 결정성 보로실리케이드를 수증기 쪼임법으로 제조하였다. 실제 여러 종류의 서로 다른 붕소화합물 원료를 사용하여 만든 다양한 조성의 Na2O.SiO2.B2O3.TBA2O 겔을 건조시켜 얻은 무정형 분말을 수열합성 분위기에서 수증기를 쪼임으로써 펜타실 구조를 갖는 보로실리케이트 제올라이트를 합성하였다. 이때 MFI와 MEL 구조가 90:10의 비율을 혼합되어 있는 새로운 중간구조 물질이 얻어 졌다. 본 연구로부터, 젖어 있는 반응성 고체상 물질이 수증기와 높은 pH 분위기에서 결정화가 이루어짐을 확인하였다. X-선 회절법으로 분석한 결과 생성물은 우수한 결정성을 가질뿐만 아니라 독특한 촉매적 성질을 보일것으로 예상되는 구조를 갖는다. 또한 반전중심을 갖는 MFI 구조의 펜타실 층이 규칙적으로 쌓이는 모양을 보이지만 이는 MEL 구조의 거울상 층으로 이루어진 결함에 의해 방해된다. 생성물은 77 K 질소흡착법에 의하면 미세기공 부피가 0.160 cc/g 로서 순수한 MFI 구조 물질이 갖는 0.119 cc/g 보다 더 크며, 비교적 넓은 비표면적(~600 m2/g)을 보인다. 적외선 스펙트럼에서는 900.75 cm-1에서 흡수띠를 보이는데, 이는 붕소가 결정성 실리케이트의 사면체 구조내에 위치함을 뜻한다.

• 한국가스학회지
• /
• 제9권4호
• /
• pp.17-25
• /
• 2005

탈알루미늄 및 알칼리/알칼리토금속 양이온을 교환한 Y형 제올라이트 촉매를 제조하였다. 제조한 촉매물질의 원소조성 및 구조 변화를 ICP-AES, XRF 및 XRD와 같은 각종 분광학적 방법으로 분석하였으며, NO-TPD 실험을 통한 표면흡착종의 탈착 거동을 조사하였다. 탈알루미늄 처리 후 출발물질인 NaY보다 촉매물질의 Si/Al비는 증가하였으며, 탈알루미늄 후 Cs및 Ba양이온으로 교환한 Y형 제올라이트의 경우 Si/Al비가 부가적으로 조금 더 감소하였다. 탈알루미늄 처리한 촉매는 Al원자의 탈리로 기본골격의 파괴가 심화되어 framework (tetrahedral)구조가 감소하고 non-framework (octahedral) 구조가 증가하였다. 이러한 현상은 스팀처리시간이 많아질수록 증가하였으며 양이온을 교환한 후에는 더 크게 나타났다. NO-TPD 실험에서 탈알루미늄 및 양이온 교환 후 촉매의 활성점을 나타내는 탈착 봉우리들은 저온으로 이동하였으며, 스팀처리시간이 많아질수록 탈착 봉우리가 상대적으로 저온에서 나타났다. 탈알루미늄 및 양이온 교환을 한 Y형 제올라이트는 교환된 양이온과 탈알루미늄으로 인한 non-framework (octahedral) 구조의 생성이 촉매의 활성에 미치는 영향이 더 큰 것으로 나타났다.

• 한국광물학회지
• /
• 제23권1호
• /
• pp.39-50
• /
• 2010

제주도 응회구 및 응회환과 지하 서귀포층 화산쇄설암에서 화산유리 변질산물로서 불석광물들이 생성되었다. X선회절분석과 전자현미화학분석으로 확인된 주요 불석광물은 필립사이트와 아날심이다. 아날심과 필립사이트의 Si/(Si+Al) 원자비는 모물질인 현무암 유리와 유사하다. 아날심의 화학조성은 매우 단순하지만, 필립사이트는 구조 내 공극 양이온들의 비율이 매우 다양하다. 아날심이 산출되는 당산봉 및 용머리 응회암에서는 Na, 그리고 시추코아에서는 K와 Ca가 필립사이트의 주요 공극양이온이었다. 변질조직의 주사전자현미경 관찰에 의하면 필립사이트가 먼저 침전되고, 후기에 아날심이 충전하였다. 제주도의 여러 응회환/구 중에서도 층서적으로 가장 오래된 당산봉과 용머리 응회암에서 지표수와의 오랜 반응으로 불석광물들이 다량 생성되었고 비교적 연대가 젊은 다른 응회환/구에는 볼석이 거의 생성되지 않았다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제5권3호
• /
• pp.117-121
• /
• 1984

The structure of $CS_{7.3}Ag_{4.7}Si_{12}Al_{12}O_{48}$, vacuum dehydrated zeolite A with all Na+ ions replaced by $Cs^+$ and $Ag^+$ as indicated, has been determined by single-crystal x-ray diffraction techniques in the cubic space group, Pm3m (a = 12.282 (1) ${\AA}$). The structure was refined to the final error indices $R_1$$R_2$ (weighted) = 0.099 using 347 independent reflections for whind intlch $I_0\;>\;3{\sigma}(I_0)$. Although deydration occurred at $360^{\circ}C$, no silver atoms or clusters have been observed. The 8-ring sites are occupied only by $Cs^+$ ion, and the 4-ring sites only by a single $Ag^+$ ion. The 6-ring sites contain $Ag^+$ and $Cs^+$ ions with $Ag^+$ nearly in 6-ring planes and $Cs^+$ well off them, one on the sodalite unit side. With regard to the 6-rings, the structure can be represented as a superposition of two types of unit cells: about 70 % have $4Ag^+$ and $4Cs^+$ ions, and the remaining 30 % have $3Ag^+$ and $5Cs^+$. In all unit cells, $3Cs^+$ ions lie at the centers of the 8-rings at sites of D4h symmetry; these ions are approximately 0.3 ${\AA}$ further from their nearest framework-oxygen neighbors than the sum of the appropriate ionic radii would indicate. To minimize electrostatic repulsions, the $Cs^+$ ions at Cs(1) are not likely to occupy adjacent 6-rings in the large cavity; they are likely to be tetrahedrally arranged when there are 4.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제10권3호
• /
• pp.234-238
• /
• 1989

The crystal structure of partially $Ag^+$-exchanged zeolite A, $Ag_{3.2}Na_{8.8}$-A, vacuum dehydrated at $360^{\circ}C$ and then exposed to 0.1 torr of cesium vapor for 12 hours at $250^{\circ}C$ has been determined by single-crystal X-ray diffraction techniques in the cubic space group Pm3m (a = 12.262(2)${\AA})\;at\;21(1)^{\circ}C$. The structure was refined to the final error indexes $R_1=0.068\;and\;R_2=0.072$ by using 338 reflections for which $I_o\;>\;3{\sigma}(I_o)$ and the composition of unit cell is $Ag_{3.2}Cs_{8.8}-A.\;3\;Cs^+$ ions lie on the centers of the 8-rings at sites of D4h symmetry. Two crystallographycally different 6-ring $Cs^+$ ions were found: 1.5 $Cs^+$ ions at Cs(2) are located inside of sodalite cavity and 4.3 $Cs^+$ ions at Cs(3) are located in the large cavity. The fractional occupancies observed at Cs(2) and Cs(3) indicate that the existence of at least three types of unit cells with regard to the 6-ring $Cs^+$ ions. For example, 50% of unit cells may have two $Cs^+$ ions at Cs(2) and 4 $Cs^+$ ions at Cs(3). 30% of unit cells may have one Cs+ ion at Cs(2) and 5 $Cs^+$ ions at Cs(3). The remaining 20% would have one $Cs^+$ ion at Cs(2) and 4 $Cs^+$ ions at Cs(3). On threefold axes of the unit cell two non-equivalent Ag atom positions are found in the large cavity, each containing 0.64 and 1.92 Ag atoms, respectively. A crystallographic analysis may be interpreted to indicate that 0.64 $(Ag_5)^+$ clusters are present in each large cavity. This cluster may be viewed as a tetrasilver molecule $(Ag_4)^0$(bond length, 2.84${\AA}$) stabilized by the coordination of one $Ag^+$ ion.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제21권1호
• /
• pp.75-80
• /
• 2000

The positions of Xe atoms encapsulated in the molecular-dimensioned cavities of fully dehydrated Na-A have been determined. Na-A was exposed to 1050atm of xenon gas at 400 $^{\circ}C$ for seven days, followed by cooling at pressure to encapsulate Xe atoms. The resulting crystal structure of Na-A(7Xe) (a = 12.249(1) $\AA$, $R_1$ = 0.065, and $R_2$ = 0.066) were determined by single-crystal X-ray diffraction techniques in the cubic space group Pm3m at 21(1) $^{\circ}C$ and 1 atm. In the crystal structure of Na-A(7Xe), seven Xe atoms per unit cell are distributed over four crystallographically distinct positions: one Xe atom at Xe(1) lies at the center of the sodalite unit, two Xe atoms at Xe(4) are found opposite four-rings in the large cavity, and four Xe atoms, two at Xe(2) and others at Xe(3), respectively, occupy positions opposite and between eight- and six-rings in the large cavity. Relatively strong interactions of Xe atoms at Xe(2) and Xe(3) with $Na^+$ ions of four-, eight-, and six-rings are observed:Na(1)-Xe(2) = 3.09(6), Na(2)-Xe(3) = 3.11(2), and Na(3)-Xe(2) = 3.37(8) $\AA$. In each sodalite unit, one Xe atom is located at its center. In each large cavity, six Xe atoms are found, forming a distorted octahedral arrangement with four Xe atoms, at equatorial positions (each two at Xe(2) and Xe(3)) and the other two at axial positions (at Xe(4)). With various reasonable distances and angles, the existence of $(Xe)_6$ cluster is proposed (Xe(2)-Xe(3) = 4.78(6) and 4.94(7), Xe(2)-Xe(4) = 4.71(6) and 5.06(6), Xe(3)-Xe(4) = 4.11(3) and 5.32(4) $\AA$, Xe(2)-Xe(3)-Xe(2) = 93(1), Xe(3)-Xe(2)-Xe(3) = 87(1), Xe(2)-Xe(4)-Xe(2) = 91(4), Xe(2)-Xe(4)-Xe(3) = 55(2), 59(1), 61(1), and 68(1), and Xe(3)-Xe(4)-Xe(3) = 89($^{\circ}1$)). These arrangements of the encapsulated Xe atoms in the large cavity are stabilized by alternating dipoles induced on Xe(2), Xe(3), and Xe(4) by eight- and six-ring $Na^+$ ions as well as four-ring oxygens, respectively.

• 한국환경과학회지
• /
• 제32권8호
• /
• pp.563-572
• /
• 2023

Scoria from Jeju-island (Jeju scoria) was converted into zeolitic material (Z-SA) via zeolitification using the fusion/hydrothermal method. Jeju scoria could be synthesized into Z-SA to from a surface covered with Na-A zeolite crystals, which was confirmed through an analysis of X-ray diffraction peak patterns and scanning electron microscopy images. Jeju scoria and Z-SA were employed as adsorbents to evaluate the adsorption rate and adsorption capacities for Cu²⁺ and Zn²⁺ ions. The adsorption rates and isothermal adsorption capacities could be well fitted by the pseudo-quadratic adsorption kinetics and Langmuir adsorption isotherm, respectively. The maximum adsorption capacities (q_m) of Z-SA for Cu²⁺ and Zn²⁺ ions were found to be 163.36 mg/g and 120.51 mg/g, respectively, using the Langmuir adsorption isotherm. When Z-SA is synthesized from Jeju scoria via zeolitification using the fusion/hydrothermal method, Z-SA exhibits an adsorption capacity that is more than approximately 100 times the value exhibited by Jeju scoria. As a result, the synthesized Z-SA was regarded as an effective, economic adsorbent.

• 한국광물학회지
• /
• 제30권2호
• /
• pp.45-57
• /
• 2017

$Cd^{2+}$ 이온으로 교환된 제올라이트 Y 단결정은 294 K에서 ${\mid}Na_{75}{\mid}[Si_{117}Al_{75}O_{384}]-FAU$ ($Na_{75}-Y$, Si/Al=1.56)에 0.05 M인 $Cd(NO_3)_2$(pH = 3.65)수용액으로 교환하여 723 K에서 진공 탈수를 통해 준비하였고(crystal 1) 두 번째 결정은 첫 번째 결정과 같이 준비한 뒤 294 K에서 건조된 벤젠을 72시간 동안 노출시켜 준비했다(crystal 2). 이들의 구조는 싱크로트론 X-선을 이용하여 결정학적으로 확인하였고 $F_o$>$4{\sigma}(F_o)$를 사용하여 최종 오차 인자를 각각 $R_1/wR_2=0.040/0.121$ 그리고 0.052/0.168로 정밀화하였다. Crystal $1({\mid}Cd_{36}H_3{\mid}[Si_{117}Al_{75}O_{384}]-FAU)$에서 $Cd^{2+}$이온은 주로 site I과 site IIa에 점유되어 있었고, 이와 더불어 site I', II' 그리고 site IIb에도 $Cd^{2+}$ 이온이 점유되어졌다. Crystal $2({\mid}Cd_{35}(C_6H_6)_{24}H_5{\mid}[Si_{117}Al_{75}O_{384}]-FAU)$에서 $Cd^{2+}$ 이온은 다섯 개의 결정학적 자리에 점유되었다. 24개의 벤젠분자는 supercage 내부에서 두 개의 뚜렷한 자리에서 발견 되었다. 17개의 벤젠분자는 site IIa에 있는 $Cd^{2+}$ 이온과 면상에서 서로 상호작용하였고 supercage 안에서 3회 회전축 상에서 발견되었다. 나머지 7개의 벤젠분자는 12-ring 면상에서 골격(framework)산소들과 함께 약한 다수의 정전기적인 작용과 van der Waals 상호작용으로 안정화되어 있었다.