• 청정기술
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• 제10권2호
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• pp.101-109
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• 2004

PSA (Pressure Swing Adsorption) 공정과 VSA (Vacuume Swing Adsorption) 공정은 산소를 얻기 위산 중/소규모의 분리 공정들 중에서 가장 널리 쓰이는 공정들이다. PSA 공정과 VSA 공정은 주기적인 압력 변화에 따른 각각의 흡착질의 흡착제에 대한 흡착량의 차이를 이용하여 분리하는 공통점을 가지고 있지만 가압과 탈착 압력에서 차이가 있다. 이번 연구에서는 압력평등화를 포함하는 6단계 PSA 공정과 5단계 VSA 공정을 제시하였고, 흡착 시간과 가압 시간, 그리고 압력 평등화 시간의 변화에 따른 산소순도와 회수율의 변화를 살펴보았다. 그 결과, 제올라이트 10X를 사용한 VSA 공정은 제올라이트 5A를 사용한 PSA 공정과 제올라이트 13X를 사용한 VSA 공정보다 우수한 성능을 보였다. 또한, 동일한 시간에서 PSA와 VSA 공정의 순도와 회수율간의 관계를 비교하여 200Torr 정도의 진공압력 상태에서는 VSA 공정이 PSA 공정보다 회수율과 생산성이 높았다. 이 사실을 바탕으로 높은 생산성과 대규모화에는 PSA 공정에 비해 VSA 공정이 적합하다는 사실을 알아내었다.

• 자원환경지질
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• 제42권5호
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• pp.509-512
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• 2009

제올라이트 메소라이트($Na_{5.33}Ca_{5.33}Al_{16}Si_{24}O_{80}{\cdot}21.33H_2O$)에 대한 고압에서의 회절자료가 200 마이크론 크기로 단색화 된 방사광가속기 X-선원과 다이아몬드 앤빌셀을 사용하여 5 GPa까지 측정되었다. 물과 알코올을 사용한 수압 하에서 메소라이트의 초기 탄성 특성은 0.5 GPa에서 1.5 GPa 사이에서 일어나는 ab-평면의 연속적인 팽창과 c-축 상의 수축에 기인한 전체적인 격자부피의 팽창으로 관찰된다. 이후의 압력에서는 회절패턴의 변화로부터 질서-무질서 전이의 증거가 보여진다. 메소라이트의 c-축에 평행한 채널에는 양이온으로서 소디움과 칼슘이 b-축 방향으로 1:2 비율의 질서 있는 배열을 보이고 있는데 이로 인해 1.5 GPa까지 에서는 이러한 배열의 증거인 $3b_{natrolite}$ 격자패턴이 관찰된다. 격자부피의 확장 이후 1.5 GPa 이상에서 2.5 GPa 까지 에서는 격자부피 변화의 정도가 약해지며, 양이온의 무질서적인 배열에 의한 $b_{natrolite}$ 격자패턴이 관찰된다. 이후 압력의 계속된 증가는 점진적인 격자부피의 감소를 유발시키며 새로운 형태의 질서 있는 배열상을 지시하는 $3c_{natrolite}$ 격자패턴으로의 변화를 보여준다. 이로부터 압력에 의한 초수화 상태의 메소라이트는 질서-무질서-질서 형태의 채널 내부 혹은 채널간의 양이온 배열패턴 변화를 겪는 것으로 추정할 수 있다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제9권6호
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• pp.338-341
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• 1988

Two crystal structures of fully dehydrated silver and potassium exchanged zeolite A, stoichiometries of $Ag_{9.3}K_{{2.7}^-}A$ (${\alpha}$ = 12.282(2) ${\AA}$) and $Ag_{10.7}K_{{1.3}^-}{\AA}$ (${\alpha}$ = 12.287(2) A) per unit cell, have been determined from 3-dimensional x-ray diffraction data gathered by counter methods. All structures were solved and refined in the cubic space group Pm3m at 21(1)$^{\circ}C$ . The crystals of $Ag_{9.3}K_{{2.7}^-}A$ and $Ag_{10.7}K_{{1.3}^-}A$ were prepared by flow method using exchange solutions in which mole ratios of $AgNO_3$ and $KNO_3$ were 1:10 and 1:5, respectively, with total concentration of 0.05M. The structures of the dehydrated $Ag_{9.3}K_{{2.7}^-}A$ and $Ag_{10.7}K_{{1.3}^-}A$ were refined to yield the final error indices $R_1$ = 0.037 and $R_2$ = 0.040 with 321 reflections, and $R_1$ = 0.042 and $R_2$ = 0.043 with 371 reflections, repectively, for which I > 3${\sigma}$(I). In both structures, eight $Ag^+$ ions are found nearly at 6-ring centers and each $Ag^+$ ion is nearly in the (1 1 1) plane at its O(3) ligands. The 8-ring sites are preferentially occupied by $K^+$ ions in both structures. 1.3 and 1.7 reduced silver atoms per unit cell were found inside of sodalite units of $Ag_{9.3}K_{{2.7}^-}A$ and that of $Ag_{10.7}K_{{1.3}^-}A$, respectively. These reduced silver species were presumably formed from the reduction of $Ag^+$ ions by oxide ions of residual water molecule or of the zeolite framework. These two crystals may be presented as hexasilver cluster in 21.7% and 28.3% of sodalite unit cells for $Ag_{9.3}K_{{2.7}^-}A$ and $Ag_{10.7}K_{{1.3}^-}A$, repectively.

• 방사성폐기물학회지
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• 제1권1호
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• pp.65-72
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• 2003

원자력시설에서 방사성요오드 제거용으로 사용되는 TEDA 첨착활성탄의 고온공정에서치 메틸요오드의 제거성능을 은이온제올라이트(AgX)와 상호 비교하였다. 3$0^{\circ}C$-40$0^{\circ}C$ 온도범위에서 온도에 따른 메틸요오드의 흡착량 및 탈착후 잔존량을 측정한 결과, 비첨착활성탄의 흡착성능은 온도가 증가함에 따라 급격히 감소하지만 TEDA 첨착활성탄의 흡착성능은 10$0^{\circ}C$ 부근에서도 AgX-10과 거의 유사한 값을 나타내었고, 탈착후 잔존량은 25$0^{\circ}C$ 까지도 비첨착활성탄에 비하여 매우 높은 값을 유지하였다. 또한 10$0^{\circ}C$ 이상의 고온공정에서 AgX 및 TEDA 첨착활성탄을 충전한 고정층 파과특성을 상호 비교한 결과 10$0^{\circ}C$ 이상에서 AgX-10의 메틸요오드 흡착량 및 잔존량은 TEDA 첨착활성탄에 비하여 평균 30%정도 높은 값을 나타내어 고온에서 더 흡착성능이 우수함을 보여주고 있다. 흡착반응 후 생성된 기체의 성분을 분석한 결과를 토대로 AgX-10 흡착제를 충전한 고정층에서 메틸요오드 제거 메카니즘을 제안하였다.

• 대한화학회지
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• 제38권9호
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• pp.621-627
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• 1994

$Ag^{+}$ 이온과 $Ca^{2+}$ 이온으로 치환된 제올라이트 $A(Ag_{12-2x}Ca_{x}-A$, x=2 및 3)$를 탈수하고 $250^{\circ}C$, 0.15torr의 Cs 증기로 처리한 결정구조를 X-선 단결정 회절법으로 입방공간군 Pm{\bar\3m(a=12.344(2){\AA}$/ 과 12.304(2) $\AA$)을 사용하여 해석하였다. 이들 구조에서 최종 오차인자 값 Rw는 I > $3\sigma(I)$인 180 및 179개의 반사를 이용하여 0.091 및 0.093까지 정밀화시켰다. 이들 구조에서 Cs종은 네 개의 서로 다른 결정학적 자리에 위치하였다. 단위세포당 세 개의 $Cs^{+}$ 이온은 8-링 중심에 위치하여, 6.81~7.14개의 $Cs^{+}$이온은 큰 동공내의 3회 회전축상 6-링상에 위치하고, 1.83~2.03개의 $Cs^{+}$ 이온은 소다라이트 동공내의 3회 회전축상에 위치하고, 0.66~0.71개의 $Cs^{+}$이온은 4-링에 위치하였다. 또한 4.12~4.27개의 Ag 원자는 큰 동공 중심 가까이에 위치하였다. 이들 구조에서 단위세포내에 과잉으로 흡착된 Cs원자들은 3회 회전축상 위에 놓여 있는 $Cs^{+}$이온과 결합하여 선형의 $(Cs_4)^{3+}$ 클라스터를 형성하고 있었다. 또 $Cs^+$ 이온이 8-링을 차지하고 있어서 은 원자가 구조 밖으로 나오지 못하게 막고 있었다. 이들 원자는 큰 동공 중심에서 hexasilver 클라스터를 형성하고 있었으며, 14개의 $Cs^{+}$ 이온과 배위하여 안정화되어 있었다.

• 광물과 암석
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• 제35권1호
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• pp.41-50
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• 2022

이온교환 용액내 Na⁺ 이온의 몰농도 증가에 따른 zeolite A의 Sr²⁺ 이온교환 특성을 연구하기 위하여, Sr²⁺ 및 Na⁺ 이온으로 교환된 4개의 zeolite A 단결정을 혼합 이온교환 용액을 이용하여 회분법으로 준비하였다. 이들 이온교환용액의 전체 몰농도는 0.05 M이며, Sr(NO₃)₂:NaNO₃ 몰비는 각각 1:1(crystal 1), 1:100(crystal 2), 1:250(crystal 3), and 1:500(crystal 4) 이다. 이들 단결정은 623 K와 1×10^-4 Pa의 진공하에서 2 일간 탈수 시켰다. 이들의 구조는 단결정 싱크로트론 X-선 회절법으로 입방공간군 Pm3-m을 사용하여 해석하였으며 crystals 1, 2, 3 및 4의 최종 오차 인자를 각각 0.047/0.146, 0.048/0.142, 0.036/0.128, and 0.040/0.156로 정밀화하였다. Crystal 1과 2에서는 6개의 Sr²⁺ 이온이 결정학적으로 서로 다른 3개의 위치에서 발견되었다. Crystal 3에서는 1개의 Sr²⁺ 이온과 10개의 Na⁺ 이온이 large cavity와 sodalite 내부에서 발견 되었다. Crystal 4 에서는 단지 12개의 Na⁺ 이온만이 3개의 서로 다른 결정학적 자리에 점유하고 있었다. Sr²⁺ 이온의 이온교환율은 초기 Na⁺ 이온의 농도가 증가하고 Sr²⁺ 이온의 농도가 감소함에 따라 100에서 16.7 및 0%로 급격하게 감소 하였다. 또한, Sr²⁺ 이온 교환률이 감소 함에 따라 제올라이트 골격의 단위 격자 상수 값이 갑소 하였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제17권7호
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• pp.631-637
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• 1996

The structures of fully dehydrated Ca2+- and Rb+-exchanged zeolite X, Ca31Rb30Si100Al92O384(Ca31Rb30-X; a=25.009(1) Å) and Ca28Rb36Si100Al92O384(Ca28Rb36-X; a=24.977(1) Å), have been determined by single-crystal X-ray diffraction methods in the cubic space group Fd&bar{3} at 21(1) ℃. Their structures were refined to the final error indices R1=0.048 and R2=0.041 with 236 reflections for Ca31Rb30-X, and R1=0.052 and R2=0.043 with 313 reflections for Ca28Rb36-X; I>3σ(I). In both structures, Ca2+ and Rb+ ions are located at six different crystallographic sites. In dehydrated Ca31Rb30-X, sixteen Ca2+ ions fill site I, at the centers of the double 6-rings (Ca-O=2.43(1) Å and O-Ca-O=93.3(3)°). Another fifteen Ca2+ ions occupy site II (Ca-O=2.29(1) Å, O-Ca-O=119.5(5)°) and fifteen Rb+ ions occupy site II opposite single six-rings in the supercage; each is 1.60 Å from the plane of three oxygens (Rb-O=2.77(1) Å and O-Rb-O=91.1(4)°). About two Rb+ ions are found at site II', 1.99 Å into sodalite cavity from their three-oxygen plane (Rb-O=2.99(1) Å and O-Rb-O=82.8(4)°). The remaining thirteen Rb+ ions are statistically distributed over site III, a 48-fold equipoint in the supercages on twofold axes (Rb-O=3.05(1) Å and Rb-O=3.38(1) Å). In dehydrated Ca28Rb36-X, sixteen Ca2+ ions fill site I (Ca-O=2.41(1) Å and O-Ca-O=93.6(3)°) and twelve Ca2+ ions occupy site II (Ca-O=2.31(1) Å, O-Ca-O=119.7(4)°). Sixteen Rb+ ions occupy site II; each is 1.60 Å from the plane of three oxygens (Rb-O=2.81(1) Å and O-Rb-O=90.6(3)°) and four Rb+ ions occupy site II'; each is 1.88 Å into sodalite cavity from their three-oxygen plane (Rb-O=2.99(1) Å and O-Rb-O=83.8(2)°). The remaining sixteen Rb+ ions are found at III site in the supercage (Rb-O=2.97(1) Å and Rb-O=3.39(1) Å). It appears that Ca2+ ions prefer sites I and II in that order, and that Rb+ ions occupy the remaining sites. Rb+ ions are too large to be stable at site I, when they are competing with other smaller cations like Ca2+ ions.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권2호
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• pp.203-207
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• 2013

피페리딘 구조가 포함된 구조유도분자를 이용하여 알루미노실리케이트 제올라이트를 합성하고 특성을 분석하였다. 제올라이트 합성은 $1.0SiO_2$:0.9SDA:$0.062NaAlO_2$:0.217NaOH:$20H_2O$ 조성의 겔을 413~453 K로 수열합성 온도를 조절하여 7일 동안 수열합성을 하였다. 구조유도분자의 크기와 온도가 증가함에 따라 다양한 제올라이트를 얻을 수가 있었다. 피페리딘은 433 K의 수열합성 조건에 FER 제올라이트 구조형성을 유도하였으며 2,6-디메틸피페리딘과 2,2,6,6-테트라메틸피페리딘은 동일한 조건에서 각각 TON형 제올라이트와 MFI형 제올라이트 구조 형성을 유도하였다. 수열합성온도를 453 K로 증가시키면 2-메틸피페리딘은 TON형 제올라이트 구조 형성을 유도하였다. 분말 X 선 회절법의 분석결과로부터 FER형 제올라이트를 형성한 피페리딘 구조유도분자가 제올라이트 골격과 강한 상호작용을 하고 있음을 확인하였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제26권7호
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• pp.1090-1096
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• 2005

$Ag_4Br_4$ nanoclusters have been synthesized in about 75% of the sodalite cavities of fully $K^+$-exchanged zeolite A (LTA). An additional KBr molecule is retained in each large cavity as part of a near square-planar $K_4Br^{3+}$ cation. A single crystal of $Ag_{12}$-A, prepared by the dynamic ion-exchange of $Na_{12}$-A with aqueous 0.05 M $AgNO_3$ and washed with $CH_3OH$, was placed in a stream of flowing 0.05 M KBr in $CH_3OH$ for two days. The crystal structure of the product ($K_9(K_4Br)Si_{12}Al_{12}O_{48}{\cdot}0.75Ag_4Br_4$, a = 12.186(1) $\AA$) was determined at 294 K by single-crystal X-ray diffraction in the space group Pm m. It was refined with all measured reflections to the final error index $R_1$ = 0.080 for the 99 reflections for which $F_o\;{\gt}\;4_{\sigma}\;(F_o)$. The thirteen $K^+$ ions per unit cell are found at three crystallographically distinct positions: eight $K^+$ ions in the large cavity fill the six-ring site, three $K^+$ ions fill the eight-rings, and two $K^+$ ions are opposite four-rings in the large cavity. One bromide ion per unit cell lies opposite a four-ring in the large cavity, held there by two eight-ring and two six-ring $K^+$ ions ($K_4Br^{3+}$). Three $Ag^+$ and three $Br^-$ions per unit cell are found on 3-fold axes in the sodalite unit, indicating the formation of nano-sized $Ag_4Br_4$ clusters (interpenetrating tetrahedra; symmetry $T_d$; diameter ca. 7.9 $\AA$) in 75% of the sodalite units. Each cluster (Ag-Br = 2.93(3) $\AA$) is held in place by the coordination of its four $Ag^+$ ions to the zeolite framework (each $Ag^+$ cation is 2.52(3) $\AA$ from three six-ring oxygens) and by the coordination of its four $Br^-$ ions to $K^+$ ions through six-rings (Br-K = 3.00(4) $\AA$).

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제10권5호
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• pp.426-430
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• 1989

Two crystal structures of iodine sorption complexes of dehydrated partially Co(Ⅱ )-exchanged zeolite A, $Co_{3.5}Na_5-A{\cdot}xI_2$, x = 2.5 and 5.0, have been determined by single crystal X-ray diffraction techniques. Both structures were solved and refined in cubic space group, Pm3m at $21(1)^{\circ}C$. The structures of $Co_{3.5}Na_5-A{\cdot}2.5I_2$(a = 12.173(1) ${\AA}$) and $Co_{3.5}Na_5-A{\cdot}5.0I_2$(a = 12.130(1) ${\AA}$) were refined to the final error indices, $R_1$ = 0.081 and $R_2$ = 0.077 with 261 reflections and $R_1$ = 0.103 and $R_2$ = 0.112 with 225 reflections, respectively, for which I>3${\sigma}$(I). In both structures, 3.5 $Co^{2+}$ ions and 4.5 $Na^+$ ions per unit cell lie at two crystallographically different 6-ring positions. 0.5 $Na^+$ ion lines in an 8-oxygen ring plane. Dehydrated $Co_{3.5}Na_5$-A sorbs 2.5 iodine molecules per unit cell at $70^{\circ}C$ (vapor pressure of $I_2$ is ca. 8.3 torr) within 30 minutes and 5 iodine molecules per unit cell at $80^{\circ}C$ (vapor pressure of $I_2$ is ca. 14.3 torr) within 24 hours. Each iodine molecule makes a close approach, along its axis to framework oxygen atom with I-I-O = $175^{\circ}$.