• Environmental Engineering Research
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• 제10권2호
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• pp.54-61
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• 2005

Liquid-phase catalytic degradation of waste high-density polyethylene (HDPE) over ZSM-5 (powder type (PW)) and ZSM-5+binder (granule type (GR)) has been investigated with a stirred semi-batch operation at 400°C. Two ZSM-5 catalysts with a different crystal size were synthesized and also each ZSM-5 (25%) Catalyst was mixed with a same binder (kaolin: silica sol: alumina = 55%:10%:10%). The performance of prepared catalysts that has different physicochemical properties was discussed with the cumulative amount distribution, molecular weight distribution and also paraffin, olefin, naphthene and aromatic (PONA) distribution in liquid product. These liquid product quality and distributions were changed depending on the physicochemical properties of the catalyst. Moreover, the characteristic of ZSM-5 in the catalyst was strongly influenced on the activity and PONA distribution in liquid product.

• 공학논문집
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• 제6권2호
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• pp.85-98
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• 2004

The adsorption equilibrium data for the binary gas mixture system from the pure gas adsorption data of carbon dioxide and ethylene on ZSM-5 prepared were predicted. The binary gas mixture adsorption data have been examined against predicted values by two models-the vacancy solution model(VSM) and the statistical thermodynamic model(STM), using parameters obtained from the single component isotherm. The binary gas mixture data for the carbon dioxide-ethylene system were obtained for cation exchanged forms of ZSM-5 for the gas phase carbon dioxide mole fraction of 0.752 at $37^{\circ}C$ and 1 atm. The experimental adsorption phase diagrams were obtained for carbon dioxide-ethylene on sodium form ZSM-5 synthesized. The single component adsorption isotherms for carbon dioxide and ethylene were also obtained for this zeolite. The single component data were used to obtain parameters derived in two models. These parameters were, in turn, used to predict the binary mixture isotherms for this zeolite. Both the vacancy solution and the statistical thermodynamic models give satisfactory predictions of adsorption phase diagrams for the binary gas mixtures of carbon dioxide and ethylene on sodium exchanged ZSM-5. Also the correlation between the experimental data and the predicted values is generally in good agreement. The system appears to show ideal behavior with a relatively constant separation factor. The slight increase in adsorption capacity with an increase in ionic radius is due, in part, to the higher polarizability associated with larger cations.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권6호
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• pp.909-913
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• 2018

A hydrocarbon trap (HT) plays an important role of controlling vehicle emissions in the so-called cold emission period by holding hydrocarbons until three way catalysts (TWCs) are thermally activated. In this study, we have investigated the adsorption characteristics of cation (H, La, K, and Ag)-exchanged ZSM-5 zeolites for hydrocarbons (propylene, n-butane, and toluene) by DFT (density functional theory)-based computational chemistry. Cation exchange is to improve the hydrothermal stability of zeolites and their adsorption capacity, thereby rendering cation-exchanged zeolites promising materials for HT. The idea of cluster approximation makes the calculation of adsorption energies superbly efficient in computation. The results showed that Ag-exchanged ZSM-5 would be the best for the adsorption of all three adsorbates, without often encountered Ag oxidation in experiments. Besides, the hydrothermal stability of La-exchanged ZSM-5 was confirmed from the change of geometrical parameters by cation exchange, and it showed good adsorption capacity for propylene and toluene. Hydrogen-exchanged ZSM-5 was also good for hydrogen adsorption, but had poor hydrothermal stability.

• 대한화학회지
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• 제32권2호
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• pp.149-155
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• 1988

ZSM-5, ZSM-8, ZSM-11 및 실리카라이트를 포함하는 펜타실 제올라이트들을 여러가지 유기양이온과 실리카졸을 사용하여 합성하고 반응온도, 교반, 숙성시간 등 합성조건을 변화시키므로서 균일한 크기와 모양을 갖는 결정을 얻었다. TEA-OH(수산화 사에틸암모늄), TPA-OH, TBA-OH 및 Choline이 유기양이온으로 사용되었으며 콜로이달 실리카(Snowtex)를 실리카원으로 사용했다. 합성 실험은 $2{\ell}$ 압력 반응기 (parr제품)와 자체 제작된 자석식 반응기를 사용하였으며, 반응물 조성(실리카/알루미나 비), 반응온도 등이 펜타실 제올라이트 합성의 중요한 인자임을 알았다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제21권3호
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• pp.231-237
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• 2004

Ga-MFI was synthesized by a hydrothermal process at atmospheric pressure. The effect of mole ratios of reactants on crystallization was also investigated thoroughly. The characteristics of synthesized Ga-MFI was compared with ZSM-5. The synthesis of Ga-MFI was carried out with five different mole-compositions of $\underline{a}SiO_2-\underline{b}Ga_2O_3-\underline{c}Na_2O-\underline{d}TPA_2o-\underline{e}H_2O$. The synthesized Ga-MFI and ZSM-5 were characterized by XRD and FT-IR. The inorganic cation ($Na^+$) and water played an important role in crystallinity and the organic cation ($TPA^+$) as a template played a great influence on yields. With the increase in the amount of $Ga^{3+}$, crystallization time was increased. With a fixed $SiO_2/Ga_2O_3$ ratio of 400, the optimum reaction condition was obtained at $H_2O/SiO_2$=30${\sim}$35, $Na_2O/SiO_2$=0.5${\sim}$0.6, and $TPA_2O/Na_2O$=1${\sim}$1.25. In these cases, the crystallinity and yield were more than 95% and 90%, respectively. By comparing IR spectrum of Ga-MFI with those of ZSM-5 and silicalite, it was found that Ga-MFI showed a unique peak at 970 $cm^{-1}$, which may be used to identify Ga-MFI from ZSM-5 and silicalite.

• 공업화학
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• 제9권1호
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• pp.38-43
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• 1998

저온 상압하에서 $Li^+$, $Na^+$, $K^+$및 $Cs^+$과 같은 알칼리 양이온을 사용하여 M-ZSM-5를 합성한 결과 핵 생성반응 속도는 $Na^+>K^+>Li^+>Cs^+$순으로 감소하는 것을 알 수 있었다. 특히, 저온 상압하에서는 기존의 고온 고압법과 달리 핵 생성 반응 속도가 큰 경우, 결정의 크기도 크다는 것을 알 수 있었다. 즉, 결정의 크기는 $K^+>Na^+>Cs^+>Li^+$의 순으로 감소하였다. 또한 알칼리 양이온의 종류와 관계없이 52 시간 이내에 BET 표면적이 $300m^2/g$, 특히 $Na^+$이온의 경우 32 시간이내에 $400m^2/g$ 이상인 ZSM-5의 합성이 가능하다는 것을 알수 있었다.

• 공업화학
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• 제5권6호
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• pp.957-966
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• 1994

HZSM-5와 Ag 이온으로 교환된 ZSM-5를 촉매로 사용하여 부탄과 1-부텐으로부터 방향족 화합물로의 전환반응을 수행하였다. 방향족 탄화수소의 수율은 HZSM-5 내에 Ag 이온을 도입함으로써 현저하게 증가하였다 Ag 이온들은 출발원료인 탄화수소의 탈수소 촉매로서 작용하였다. 부탄과 1-부텐의 탈수소 과정에서 생성된 수소는 $Ag^+$ 이온을 Ag 금속으로 환원시킴과 동시에 산점의 형성을 유발하였다. Ag의 담지량이 다른 ZSM-5를 촉매로 사용하여 1-부텐의 전환반응을 수행하고, 이들 촉매의 산점특성 변화에 따른 효과를 검토하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권4호
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• pp.418-425
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• 2013

고정층 반응기를 사용하여 상압에서 에탄올로부터 방향족화합물 제조에 관한 ZSM-5 제올라이트의 금속성분 및 실리카/알루미나 비의 영향을 고찰하였으며, 반응온도, 중량공간속도(WHSV), 반응물인 에탄올에 물 및 메탄올 첨가 영향도 검토하였다. 촉매로는 Si/$Al_2$ 비율이 23~280 범위의 상용 ZSM-5에 Zn, La, Cu, Ga 성분을 함침시켜 촉매 활성 및 안전성 테스트에 사용하였다. 촉매의 특성분석을 위해 암모니아 승온탈착 실험($NH_3$-TPD)과 질소 흡-탈착실험을 수행하였다. 실험결과, 방향족화합물의 선택도에 관한 ZSM-5에 함침한 금속성분과 ZSM-5의 Si/$Al_2$비에 크게 영향을 받았는데, 함침금속은 Zn-La > Zn > La > Cu > Ga 순으로 감소하였으며, ZSM-5의 적절한 산점을 가진 Si/$Al_2$=50, 80에서 가장 우수하였다. 최적 반응온도($437^{\circ}C$)와 공간속도($0.8h^{-1}$)에서 방향족화합물의 선택도는 초기 72%에서 30시간 이후 56%로 서서히 감소하는 경향을 나타내었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 1999년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.127-127
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• 1999

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권2호
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• pp.291-300
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• 2008

경질올레핀을 제조하기 위한 n-옥탄의 접촉분해반응에서 H-ZSM-5 촉매의 소성 및 스팀 처리 영향을 $550{\sim}750^{\circ}C$ 범위에서 조사하였다. 소성 및 스팀 처리 온도를 높이면 H-ZSM-5 촉매의 비표면적, 기공부피 및 강산점이 줄어들었다. $650^{\circ}C$ 이상에서 스팀 처리는 제올라이트 구조 내 알루미늄의 탈알루미늄화 및 미세기공의 붕괴로 강산점이 소멸되어, 미세 기공부피가 줄어들며 입자 간 결합에 의한 중기공이 형성되었다. $^{27}Al$ 및 $^{29}Si$ MAS NMR 스펙트럼으로부터 스팀 처리로 발생하는 탈알루미늄의 과정을 검토하였다. 제올라이트 격자의 알루미늄이 사면체 배위구조 알루미늄 ${\rightarrow}$ 5개 배위구조 알루미늄 ${\rightarrow}$ 팔면체 배위구조 알루미늄으로 변화과정을 거침을 알 수 있었다. n-옥탄 접촉 분해반응의 전환율, 경질올레핀 수율 및 에틸렌/프로필렌 비가 H-ZSM-5의 소성 및 스팀 처리 온도가 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내었으며, 스팀 처리는 소성 처리보다 활성저하 정도가 더욱 심하여 $750^{\circ}C$에서 24시간 스팀 처리 후에는 H-ZSM-5가 촉매로서의 기능을 상실하여 열분해반응에 근접하는 전환율, 경질올레핀 수율 및 에틸렌/프로필렌 비의 결과를 나타내었다.