• 제목/요약/키워드: zeolite -A

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Molecular Dynamics Simulation Studies of Zeolite A. VIII. Structure and Dynamics of Na+ ions in a Non-Rigid Dehydrated Zeolite-A Framework

  • 이송희;최상구
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제20권5호
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    • pp.587-591
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    • 1999
  • A molecular dynamics simulation study on the structure and dynamics of Na+ ions in non-rigid dehydrated Na12-A zeolite framework at 298.15 K was conducted using the same method reported in previous studies on rigid and non-rigid Na12-A zeolite frameworks. The agreement between the experimental and calculated results for the zeolite-A framework atoms of structural parameters for non-rigid dehydrated Na12-A zeolite is generally quite good, and for the adsorbed Na+ions the agreement is acceptable. The calculated bond lengths are generally in good agreement with the experimental results and other theoretical data. The calculated IR spectrum by Fourier transform of the total dipole moment autocorrelation function shows two major peaks around 2700 cm-1 and 7000 cm-1. The former appeared in the calculated IR spectra of non-rigid zeolite-A framework only system and the latter remains unexplained except, perhaps, indicating a new formation of a vibrational mode of the framework due to the adsorption of Na+ ions. The peaks above 6200-6800 cm-1 in non-rigid dehydrated Nal2-A zeolite are much larger than those in non-rigid dehydrated H12-A zeolite.

유연탄 Fly ash로부터 합성한 제올라이트 4A의 암모늄 이온교환 특성 (Characteristics of Ammonium ion-exchange of Zeolit 4A synthesized from Coal Fly Ash)

  • 연익준;박상찬;김광렬
    • 환경위생공학
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    • 제14권1호
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    • pp.42-53
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    • 1999
  • A study on the synthesis of zeolite from coal fly ash from power plant was carried out to reduce environmental problems and reuse industrial waste. The synthesized zeolite was proved to be Zeolite 4A type by means of the XRD and SEM analysis, and then the synthesized zeolite was used as an absorbent to remove the $NH_4^+$ ions in the wastewater and water. In the ion exchange of single $NH_4^+$ ions by the natural zeolite and the synthesized zeolite, the ion exchange reached equilibrium within 10 min. and 1hr, respectively. The amount of ion exchanged $NH_4^+$ to the unit weight of natural zeolite and zeolite 4A were 1.09 and 3.54 meq/g respectively, and the amount of $NH_4$ ion exchanged by the synthesized zeolite was higher than by the natural zeolite. The ion exchange kinetics fitted very well to the Feundlich and Langmuir isotherm. The effects of coexisting cations on the ion-exchange properties of zeolites were studied in order to apply them to water treatment. In the bisolute-system of the $NH_4^+-K^+$ and $NH_4^+-Na^+$ systems, the ion exchange capacity was smaller than the single $NH_4^+$ ion system. The effects of coexisting cations on the ion exchange system by the natural zeolite and the synthesized zeolite were found to be $K^+>Na^+$ and $Na^+>K^+>>Mg^{2+}>Ca^{2+}$, respectively.

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Application of zeolite/kaolin combination for replacement of partial cement clinker to manufacture environmentally sustainable cement in Oman

  • Abdul-Wahab, Sabah A.;Hassan, Edris M.;Al-Jabri, Khalifa S.;Yetilmezsoy, Kaan
    • Environmental Engineering Research
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    • 제24권2호
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    • pp.246-253
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    • 2019
  • This study was conducted to explore the optimum proportion of zeolite and zeolite-kaolin as additives to cement clinker and gypsum samples, while maintaining the strength properties of produced environmentally sustainable cements. According to the British standard method, zeolite was added to cement clinker in proportions of 5-12% and 10-12% by weight, respectively, in the preparation of samples of zeolite-containing cement and zeolite-kaolin-based cement. Kaolin was used as a second additive as 10-20% of the total weight. The compressive strength tests were performed on base cement samples according to a standard procedure given in ASTM C109 Compressive Strength of Hydraulic Cement. These values were compared with those of the reference sample and the Omani allowable limits. The results indicated that the best compressive strength values were obtained with 88% cement clinker, 5% gypsum, and 7% zeolite for the zeolite-containing cement. Quantities of 70% cement clinker, 5% gypsum, 10% zeolite, and 15% kaolin gave the best results for zeolite-kaolin-based cement, resulting in a substitution of than 25% cement clinker. The study concluded that the partial cement clinker replacement using zeolite/kaolin combination may have a great influence on the reduction of $CO_2$ emission and energy saving in cement manufacturing.

H2S 제거를 위한 Zeolite와 DETOX의 흡착 특성 비교 연구 (A Study on the comparison on Adsorption characteristics of Zeolite and DETOX for the removal of H2S)

  • 박대석;임지영;조영근;송승준;김진한
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권7호
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    • pp.4675-4681
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    • 2014
  • 본 연구는 흡착제 Zeolite 3A와 DETOX에 대하여 $H_2S$의 유입농도와 흡착온도를 공정변수로 하여 포화시간, 흡착량, 흡착속도 등의 $H_2S$ 흡착 제거특성을 평가하기 위하여 수행되었다. $H_2S$의 유입질량유속이 증가함에 따라 Zeolite 3A의 흡착용량은 증가되었으나 포화시간은 감소되었다. 한편 DETOX의 흡착용량과 포화시간은 $H_2S$의 유입질량유속의 증가에 따라 감소되었다. 흡착온도가 상승함에 따라 Zeolite 3A의 흡착용량과 포화시간은 감소한 반면에, DETOX에 대한 이들 값은 증가하였다. DETOX의 $H_2S$흡착용량은 Zeolite 3A의 2.5~16.4배 정도 높게 나타났다. 이는 흡착에서 활성화에너지장벽을 넘어설 충돌빈도는 흡착온도가 증가함에 따라 증가한 것에 기인한 것으로 해석된다. Zeolite 3A와 DETOX에 대하여 $H_2S$의 흡착속도는 $H_2S$의 유입질량유속과 흡착온도가 증가함에 따라 증가하였다. $H_2S$의 흡착속도는 Zeolite 3A가 DETOX의 4배로 나타났다. DETOX는 Zeolite 3A에 비하여 온도 308~318K에서 포화시간은 더욱 길어지고 흡착용량은 더욱 커진다. 바이오가스 중의 $H_2S$제거에 있어서 DETOX는 Zeolite 3A에 비하여 유리한 것으로 나타났다.

Zeolite 입도(粒度)가 토양화학성(土壤化學性) 및 벼 생육(生育)에 미치는 영향(影響) (Effects of Zeolite Particle on Soil Chemical Properties and Rice Growth)

  • 임수길;이창호;신관섭
    • 한국토양비료학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.340-349
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    • 1995
  • 양질사토(壤質砂土)와 미사질식양토(微砂質埴壤土)에 한국산 천연(天然) Zeolite 광물(鑛物)을 시용량(施用量)과 입자(粒子)크기에 따라 처리하여 토양개량(土壤改良)과 벼 생육(生育) 및 수량(收量)에 미치는 영향(影響)을 pot 실험(實驗)으로 연구(硏究)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1 양질사토 및 미사질식양토에서 공히 Zeolite의 최저(最低) 시용량(施用量) 0.5ton/10a 이상 시용으로 수량 증가를 보였으나 Zeolite 입자(粒子)크기간의 차이는 인정키 어려웠다. 2. Zeolite 처리에 따른 최대수량(最大收量)은 양질사토에서 $106{\mu}m$ 이하 입자의 2.0ton/10a 시용으로 무시용구(無施用區)에 비하여 11.1% (22.79g/head) 의 정조수량(正租收量) 증가를 보였고 (5% 수준(水準) 유의성(有意性), 미사질식양토에서는 역시 $106{\mu}m$ 이하 입자의 1.5ton/10a 시용으로 9.3%(24.98g/head)의 수량증가를 보였다. 3. Zeolite 시용은 벼 재배 후 토양 pH의 증가, 양이온치환용량 및 치환성 양이온을 증가시켰으며 이 경향은 시용량을 증가할 수록, 입자가 작을수록 증가하였다. 4. 벼의 초기생육(初期生育)(최고분얼기)은 Zeolite 시용구와 무시용구간에 그 차이가 경미(輕微)하였으나 후기생육(後期生育)(출수기(出穗期))에서는 Zeolite의 시용으로 초장(草長) 및 분얼경수 등이 현저히 증가하였다. 5. 김(숲) 생육기(生育期)를 통하여 전질소(全窒素) 및 무기(無機) 양(陽)이온들(Ca, Mg, K, Na)의 벼내 함량은 Zeolite의 시용으로 대체로 증가하였으나 인산함량(燐酸含量)은 처리간 차이를 인정하기 어려웠다.

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사료내 Zeolite 첨가가 비육돈의 생산성과 도체특성에 미치는 영향 (Effect of Dietary Zeolite Treated on the Performance and Carcass Characteristics in Finishing Pigs)

  • 김재황;김삼철;고영두
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제47권4호
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    • pp.555-564
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    • 2005
  • 본 연구는 비육돈에 대한 황토의 주성분인 zeolite의 첨가효과를 구명하기 위하여 증체량, 사료요구율, 육질, 악취제거 및 경제성 등을 조사하였으며 생후 93일령의 비육돈 120두(4처리$\time$3반복$\time$10두)를 공시하여 출하시까지 70일간 사양시험을 실시하였다. 일당증체량은 비육돈 전기의 경우 zeolite 4% 첨가구가 1.00kg으로서 대조구의 0.8kg에 비하여 약 25%로 크게 향상되었다(P<0.05). 그러나 비육돈 후기의 일당 증체량은 대조구(0.78kg)를 포함한 모든 처리구에서 0.74-0.83kg으로서 유의한 차이는 없었다. 사료요구율은 시험 전기간 동안 대조구에서는 3.43으로서 가장 높았으며, 그 다음은 zeolite 1%구와 2%로서 각각 3.24와 3.13이었으며 zeolite 3% 첨가구는 3.00으로서 약 7.4%의 개선효과가 나타났다(P<0.05). 시험 전기간 동안의 $NH_3$ 가스 발생량은 zeolite 4% 첨가구가 대조구에 비하여 약 33.9-53.9%의 개선효과가 나타났다(P<0.05). 도체중과 등지방 두께는 대조구와 zeolite 첨가구 간에 차이가 없었으며, A등급 출현율은 zeolite 4% 첨가구가 60.00%로서 대조구의 36.67%에 비하여 높게 나타났다. 경제성 분석 결과, 증체 kg당 사료비는 zeolite 4% 첨가구는 910원, 2% 첨가구는 919원, 1% 첨가구는 941원 및 대조구는 982원으로서 zeolite를 4% 첨가함으로써 개선효과가 크게 나타났다. 이상의 결과, 비육돈에 대하여 zeolite를 4% 수준으로 첨가․급여하면 사료요구율, 육질 A등급 출현율, 분내 암모니아가스 발생량 및 경제성면에서 효과적인 것으로 사료된다.

정수처리에서 제올라이트 여과를 이용한 암모니아성질소의 제거와 재생 (Ammonium Ion Removal and Regeneration for Zeolite Filtration in Drinking Water Treatment)

  • 김우향;이승희
    • 한국환경과학회지
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    • 제13권7호
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    • pp.661-665
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    • 2004
  • As the concentration of ammonium nitrogen could be reached 2~3 mg/L in the winter in the river. It was clear that the excessive concentration of chlorinated organics could be produced with the increase of chlorine addition to remove ammonium nitrogen. In the innovative ammonium nitrogen removal process, zeolite adsorption is very efficient as substitute for rapid sand filtration without other adverse quality change in the water. This study is conducted to evaluate the feasibility of ammonium nitrogen removal and regeneration by zeolite adsorption in drinking water treatment. Also, the reuse possibility of zeolite is evaluated to change the removal efficiency of ammonium nitrogen through several times of regeneration. The ammonium nitrogen was not removed in sand filter, but it was almost removed in zeolite filter during 7 days. The sand and zeolite filters have a similar result of turbidity removal. Therefore, zeolite filtration was confirmed the removal of turbidity and ammonium nitrogen as a media. When compared KCl with NaCl as a chemical for zeolite regeneration, it is demonstrated that KCl was more efficient than NaCl in the ability of zeolite regeneration. The adsorption rate of ammonium nitrogen was almost not decreased in the results of several times of regeneration. It is indicated that both zeolite and regeneration solution were possible to reuse without variation of regeneration rate through this study.

제올라이트 쉬트 담지 백금촉매의 제조 및 톨루엔 연소 특성 (Preparation of Pt Catalyst Supported on Zeolite Sheet and Its Performance of Toluene Combustion)

  • 김진배;임나래;김홍수;유윤종
    • 공업화학
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    • 제22권3호
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    • pp.323-327
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    • 2011
  • 원통형으로 성형된 zeolite sheet (제올라이트를 함유하는 세라믹 종이)는 VOC 제거를 위한 효과적인 흡착로터로서 사용될 수 있다. 본 연구에서는 ZSM-5가 함유된 zeolite sheet 지지체에 Pt를 담지한 후 톨루엔 연소 촉매 성능을 ${\gamma}-Al_2O_3$ 및 cordierite honeycomb 지지체에 담지된 Pt 촉매와 비교하였다. Pt/zeolite sheet 촉매는 $Pt/{\gamma}-Al_2O_3$ 또는 Pt/cordierite honeycomb 촉매에 비하여 톨루엔 연소반응에 높은 활성을 나타냈다. 한편, Pt/zeolite sheet 촉매를 상온에서 $NH_3-H_2O$ 증기로 전처리하면 zeolite sheet에 담지된 Pt 입자의 분산도가 향상되었으며, 톨루엔 연소 촉매 활성이 크게 증가하였다.

분말 소화약제가 흡착된 제올라이트의 소화 특성 (Extinguishing Characteristics of Zeolite adsorbed Dry Chemical Powder)

  • 신창섭;박호준
    • 한국안전학회지
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    • 제27권6호
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    • pp.59-63
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    • 2012
  • The use of dry chemical powder has been increased as it can be stored for a long period and sustain in stable condition compared to gas or liquid phase extinguishing agents. A new type of dry chemical powder using Zeolite was produced in the research. Chemical powder was adsorbed into Zeolite 13X, a porous material appearing negative catalytic effect, to create extinguishing powder obtaining core shell structure and measured physical properties and run a small scale fire extinguishment. SEM, XRD, TA analysis was also executed, and extinguishing characteristics were measured by fire extinguishing experiment on oil pool fire. The experiment showed that the average particle size of Zeolite 13X was equivalent, indicating about $3{\pm}1{\mu}m$ and thermal analysis result illustrated that Zeolite 13X showed exothermic reaction peaks at $900^{\circ}C$ due to solid-state transformation. Extinguishing characteristics on oil fire of $NaHCO_3$/Zeolite 13X and $NH_4H_2PO_4$/Zeolite were improved, influenced by adsorbed extinguishing powders on Zeolite 13X and Zeolite 13X that contains high phase transition temperature.

PTMSP-NaY Zeolite 복합막에 의한 수소-질소 기체 분리에 관한 연구 (Separation of $H_2$ and $N_2$ Gases by PTMSP-NaY Zeolite Composite Membranes)

  • 김옥수;홍세령
    • 멤브레인
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    • 제24권4호
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    • pp.285-291
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    • 2014
  • PTMSP[Poly(1-trimethylsilyl-1-propyne)]-NaY zeolite 복합막이 PTMSP에 0~50 wt% NaY zeolite를 첨가하여 제조되었다. 이 막들의 특성을 FT-IR, $^1H$-NMR, GPC, DSC, TGA, SEM에 의해서 조사하였다. 기체투과 실험은 $23{\sim}26^{\circ}C$, $2kgf/cm^2$에서 행하였고, 복합막에 대한 수소와 질소의 투과선택성은 NaY zeolite 함량에 따라 조사하였다. TGA 측정에 의하면 PTMSP에 NaY zeolite가 첨가되었을 때 PTMSP의 열적 안정성은 향상되었다. SEM 관찰에 의하면 NaY zeolite는 PTMSP-NaY zeolite 복합막 내에 약 $1.5{\mu}m$ 크기로 분산되어 있었다. PTMSP-NaY zeolite 복합막에 대한 $N_2$$H_2$의 투과도는 NaY zeolite 함량이 증가하면 증가하였다. 그리고 PTMSP-NaY zeolite 복합막의 $N_2$에 대한 $H_2$의 선택성은 NaY zeolite 함량이 증가하면 감소하였다.