• 제목/요약/키워드: NaY zeolite

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이온 교환된 NaA형 제올라이트 분리막의 투과증발 특성 (Pervaporation Characteristics of Ion-exchanged NaA Type Zeolite Membranes)

  • 이용택;염인아;윤미혜
    • 멤브레인
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    • 제19권3호
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    • pp.189-193
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    • 2009
  • 제올라이트 분리막 제조 시 제올라이트 골격 내에 존재하는 $Na^{+}$ 양이온을 $K^{+}$ 이온과 $Ca^{2+}$ 이온으로 교환하여 보다 효율적인 물/에탄올 혼합물로부터 물의 분리를 도모하고자 하였다. NaA형 제올라이트 분리막을 각각의 0.5 M KCI $CaCl_2$, $80^{\circ}C$ 수용액에서 4시간 동안 이온교환 하였다. $Na^{+}$ 이온을 $K^{+}$ 이온으로 교환한 결과, 이온 교환 전 총 투과플럭스는 $900\;g/m^2{\cdot}hr{\sim}2,500\;g/m^2{\cdot}hr$이었으나 이온 교환 후 $600\;g/m^2{\cdot}hr{\sim}2,000\;g/m^2{\cdot}hr$ 정도로 낮아졌으며, 이온 교환 전 $600{\sim}2,200$의 선택도를 나타내던 분리막의 선택도가 이온 교환 후에 $850{\sim}2,500$까지 높아짐을 확인하였다 또한, $Na^{+}$ 이온을 $Ca^{2+}$ 이온으로 교환한 결과, 제올라이트 분리막의 전체 투과플럭스와 선택도 모두 이온 교환 전 후 유사한 결과 값이 나타남을 확인하였다. 따라서 친수성 제올라이트 분리막의 유효세공경을 제어하고 적절한 크기로 조절하여 유기물/물 혼합물 분리에 활용한다면 보다 효과적인 유기물의 선택적 분리가 가능할 것으로 판단된다.

제올라이트 NaA의 수화에 관한 이론적 연구 (Theoretical Study of Hydration of Zeolite NaA)

  • 노경태;전무식
    • 대한화학회지
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    • 제23권6호
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    • pp.374-384
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    • 1979
  • Zeolite NaA의 ${\alpha}$ cage에 있어서의 수화에너지와 그 위치를 결정하였다. Na(1)과 Na(2)사이의 site selectivity를 에너지 계산으로부터 결정하였는데 Na(1)이 Na(2)보다 선택성이 있는 것을 알 수 있었다. ${\alpha}$-Cage에 수화된 물들은 일그러진 정 12면체를 형성함을 알 수 있었다. Water(1), Water(2), Water(3)의 평균수화에너지는 각각 -29.847, -25.344, -15.888kcal/mole이다. 이 에너지 계산으로부터 얻어진 수화된 물들의 산소원자의 위치는 X선값과 잘 일치함을 보여준다. 또 수화된 정도에 따른 수화에너지의 그래프를 얻었다. 이 결과는 실험으로부터 얻어진 differential heat of sorption curve와 잘 일치함을 보여준다. ${\alpha}$ Cage 속에서의 유전상수는 3.5가 적합함을 알 수 있었다.

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석탄 비산재로부터 저알칼리 조건에서 합성된 Na-A 제올라이트의 Sr, Cs 및 Na 이온의 흡탈착 특성 (Adsorption and Desorption Characteristics of Sr, Cs, and Na Ions with Na-A Zeolite Synthesized from Coal Fly Ash in Low-Alkali Condition)

  • 최정학;이창한
    • 한국환경과학회지
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    • 제28권6호
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    • pp.561-570
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    • 2019
  • A zeolitic material (Z-Y2) was synthesized from Coal Fly Ash (CFA) using a fusion/hydrothermal method under low-alkali condition (NaOH/CFA = 0.6). The adsorption performance of the prepared zeolite was evaluated by monitoring its removal efficiencies for Sr and Cs ions, which are well-known as significant radionuclides in liquid radioactive waste. The XRD (X-ray diffraction) patterns of the synthesized Z-Y2 indicated that a Na-A type zeolite was formed from raw coal fly ash. The SEM (scanning electron microscope) images also showed that a cubic crystal structure of size $1{\sim}3{\mu}m$ was formed on its surface. In the adsorption kinetic analysis, the adsorption of Sr and Cs ions on Z-Y2 fitted the pseudo-second-order kinetic model well, instead of the pseudo-first-order kinetic model. The second-order kinetic rate constant ($k_2$) was determined to be $0.0614g/mmol{\cdot}min$ for Sr and $1.8172g/mmol{\cdot}min$ for Cs. The adsorption equilibria of Sr and Cs ions on Z-Y2 were fitted successfully by Langmuir model. The maximum adsorption capacity ($q_m$) of Sr and Cs was calculated as 1.6846 mmol/g and 1.2055 mmol/g, respectively. The maximum desorption capacity ($q_{dm}$) of the Na ions estimated via the Langmuir desorption model was 2.4196 mmol/g for Sr and 2.1870 mmol/g for Cs. The molar ratio of the desorption/adsorption capacity ($q_{dm}/q_m$) was determined to be 1.44 for Na/Sr and 1.81 for Na/Cs, indicating that the amounts of desorbed Na ions and adsorbed Sr and Cs ions did not yield an equimolar ratio when using Z-Y2.

입경(粒徑)이 다른 모래의 Column 내에서 시용(施用)된 Na-Zeolite의 이동입경별(移動粒徑別) 이동양상(移動樣相) (Differences in Fraction of Na-Zeolite Particles Passed through Sand Columns Filled with Sand Particles in Different Sizes)

  • 강신정;최정
    • 한국토양비료학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.240-246
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    • 1985
  • 사질답(砂質畓)의 토양개량제(土壤改良劑)로서 사용(使用)할 Zeolite의 최적(最適) 입도(粒度)를 알아보기 위한 기초실험으로서 입경(粒徑)이 다른 모래의 column에 입경별(粒徑別) Zeolite를 시용(施用)하여 Zeolite 이동(移動)을 조사(調査)한 결과(結果)는 다음과 같다. 0.1mm이상(以上) 크기의 Zeolite입자(粒子)는 96시간(時間) 투수(透水)하여도 수직이동(垂直移動)은 거의 없었다. 0.1mm이하(以下) 크기의 Zeolite입자(粒子)는 96시간(時間) 투수(透水)함으로 2~1, 1~0.5, 0.5~0.25mm sand column에서 각각 85.7, 32.64, 25.50% 이동(移動)하였다. 공극크기 측면만을 고려한 대하천 주위의 사질답(砂質畓)에 적합한 Zeolite입자(粒子)는 0.25~0.1mm fraction으로 추정되었다.

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제올라이트의 수열처리에 관한 연구 (HYDROTHERMAL MODIFICATIONS OF ZEOLITE)

  • 김윤종;김택남;김일용;최영준;이승우
    • 지구물리
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    • 제4권4호
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    • pp.251-256
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    • 2001
  • 제올라이트에 포함된 feldspar와 illite의 불순광물을 공기분급 조작 의하여 정제하였다. 공기 분급된 제올라이트를 XRD로 분석한 결과 공기분급에 의하여 제올라이트와 불순광물을 분리 할 수 있었고, 공기 분급을 함으로서 불순광물이 감소된 것을 알 수 있었다. 또한, 공기 분급된 천연 제올라이트를 1N NaOH용액으로 100, 150, 200℃에서 17시간동안 수열처리한 결과 mordenite와 clinoptilolite에서 phillilsite와 analcime의 상변화를 얻을 수 있었다.

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Dealumination에 의한 NaY zeolite의 개질과 VOCs 흡착특성에 관한 연구 (A Study on Dealumination of NaY Zeolite and its VOCs Adsorption Properties)

  • 강신춘;이화열;박융호
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제53권3호
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    • pp.339-349
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    • 2015
  • 본 연구에서는 활성탄을 대체하는 소재로서 재생이 용이하고 열적 안정성이 높은 DAY (Dealuminated Y-type) 제올라이트를 제조하였다. 원료물질로는 NaY 제올라이트를 이용하였으며, 이온교환, 소성, 수증기처리, 산처리의 단계를 거쳐 DAY 제올라이트를 제조하였다. 이때 결정성을 유지하면서 높은 Si/Al ratio를 얻기 위하여 소성 온도, 시간 및 수증기 처리 시간에 변화를 주었다. 또한 제조한 DAY 제올라이트, 원료 물질인 NaY 제올라이트 및 상용 제올라이트인 HISIV 1000에 대하여 상대습도 50%의 공기 흐름 중에서 VOCs 들에 대한 흡착 실험을 하였다. $520^{\circ}C$에서 4시간 소성 및 7시간의 수증기처리를 통해 제조한 DAY 제올라이트는 결정성이 유지되었고, Si/Al ratio는 80.4이였다. 수분흡착특성은 NaY 제올라이트의 10% 정도로 소수성을 나타내었다. 상용 DAY 제올라이트인 HISIV 1000과 비교한 결과 극성이 강한 MEK에 대해서는 0.8배 정도의 흡착용량을 보였으나, 무극성이거나 극성이 약한 toluene과 EA에 대해서 각각 1.6배, 1.3배 정도 높은 흡착 용량을 보였다.

화력발전소 바닥재로부터 합성된 제올라이트의 반응온도와 알칼리 농도에 따른 상변화에 대한 연구 (Synthesis of zeolite with reaction temperature and alkali concentration from coal bottom ash)

  • 전소연;한기천;안지환
    • 한국결정성장학회지
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    • 제14권5호
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    • pp.204-210
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    • 2004
  • 국내 화력발전소에서 배출되는 석탄회 중에서 비산재의 재활용률은 점점 증가하고 있으나, 바닥재는 현재 전량 매립되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 바닥재로부터 제올라이트를 합성함으로써 바닥재의 고부가가치 물질로의 전환 가능성을 알아보았다. 실험을 위해 분쇄한 바닥재를 반응온도$(80,{\;}120,{\;}150^{\circ}C)$ 및 NaOH농도(1~5M)를 변화시키면서 알칼리 수열합성법으로 반응시킨 결과, NaPl, hydrxoy-sodalite, tobermorite 등이 생성되었다. 특히, $120^{\circ}C$ 이하의 온도 및 2M이하의 NaOH농도에서 양이온교환능력이 우수한 것으로 알려진 NaPl이 높은 결정성을 갖는 것으로 나타났다.

Molecular Dynamics Simulation Studies of Zeolite-A. Ⅰ. Structure and Dynamics of $Na^+$ Ions in Rigid Dehydrated Zeolite-A Framework

  • Moon Gyeong Keun;Choi Sang Gu;Kim Han Soo;Lee Song Hi
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제13권3호
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    • pp.317-324
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    • 1992
  • Structure and dynamics of $Na^+$ ions are investigated by molecular dynamics simulations of rigid dehydrated zeolite-A at several temperatures using a simple Lennard-Jones potential plus Coulomb potential. A best-fitted set of electrostatic charges is chosen from the results of simulation at 298.15 K and Ewald summation technique is used for the long-ranged character of Coulomb interaction. The calculated x, y, and z coordinates of $Na^+$ ions are in good agreement with the positions determined by X-ray crystallography within statistical errors, their random movings in different types of closed cages are well described by time-correlation functions, and $Na_Ⅰ$ type ions are found to be less diffusive than $Na_Ⅱ$ and $Na_{III}$. At 600.0 K, the unstable $Na_{III}$ type ion pushes down one of nearest $Na_{I}$ ions into the $\beta-cage$ and sits on the stable site Ⅰ, and the captured ion in the $\beta-cage$ wanders over and attacks one of 8 $Na_{I}$ type ions.