• 제목/요약/키워드: Alkaline hydrothermal reaction

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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.

수열법에 의한 수산화 마그네슘의 합성과 표면개질 (Synthesis and Surface Modification of Magnesium Hydroxide by Hydrothermal Method)

  • 이해용;강국현;이동규
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.149-158
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    • 2012
  • 본 연구에서는 올레산을 표면개질제로 사용하여 수열법을 통해 수산화 마그네슘을 합성하였다. 수산화 마그네슘은 알카리 조건에서 올레인산과의 반응을 통해 표면 개질된 마이크로 크기의 플레이크 형상을 갖는다. 수열합성에서 수산화 마그네슘 입자 생성의 조건은 pH, 온도 그리고 반응시간이 표면개질과 입자 형상의 주요 변수임을 확인하였다. 생성된 수산화 마그네슘 입자는 FE-SEM, XRD, FT-IR 그리고 TGA를 통해 확인하였다. 유기 용매 내에서의 분산성의 확인은 개질되지 않은 수산화 마그네슘과의 침전 테스트 비교를 통해 확인하였다.

경주시 양북면 단층각력대에서 산출하는 로몬타이트와 아듈라리아의 광물학적 특징과 후기 단층활동 (Mineralogical Characteristics of Hydrothermal Laumontite and Adularia in the Breccia Zone of a Fault, Yangbuk-myeon, Gyeongju and Implications for Fault Activity)

  • 추창오;장윤득;장천중
    • 한국광물학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.23-36
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    • 2012
  • 경주시 양북면 단층대의 각력암에서 로몬타이트와 아듈라리아가 산출되는데, 이들의 형태적 특징은 단층활동과 관련된 열수와의 반응으로 형성되었음을 지시한다. 로몬타이트의 산출은 충분한 물이 존재하는 각력대에 알칼리원소가 풍부하게 공급되었음을 의미한다. 로몬타이트는 신장된 주상형의 결정이 특징적인데 길이와 폭의 비는 대부분 5~10 : 1 범위이다. 자형의 로몬타이트, 아듈라리아는 Ca-사장석을 교대하거나, 유체로부터 침전되어 이차적으로 형성되었는데, 최후기 단계에서 비교적 빠르게 형성되었다. 단층파쇄작용으로 인해 투수성이 높아진 화강암질 모암은 열수와 반응하여 Ca, K와 같은 알칼리원소를 용탈시켰으며, 중성-약알칼리성의 열수용액으로부터 각력대에 로몬타이트, 아듈라리아가 침전되었다. 단층파쇄대에서 흔히 발달하는 로몬타이트와 아듈라리아와 같은 저온성 변질광물의 형성과정과 성인은 천열수광상에서 흔히 일어나는 모암변질, 열수반응과 유사하다. 단층대에서 생성되는 저온성, 이차적 아듈라리아의 형태적 특징과 화학조성은 조암광물의 K-장석류와 구분되므로 국내의 단층대에서 흔히 산출하는 K-장석은 아듈라리아일 가능성이 높다.

석탄회를 이용한 제올라이트의 열수합성 (Synthesis of Zeolite From Fly Ash)

  • 진지영
    • 자원환경지질
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    • 제32권6호
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    • pp.575-584
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    • 1999
  • Through alkaline hydrothermal activation processes, zeolite minerals were synthesized from fly ashes produced at Youngwol and Boryoung power plants. The syntheses were performed in a closed teflon vessel with a teflon-coated magnetic bar for continuous stirring during the reaction periods. The experiments were caeeied out at three different reaction temperatures ($100^{\circ}C$,$200^{\circ}C$, and $250^{\circ}C$), with varying NaOH concentations (0.5~8N) and reaction time (24 to 288 hours). Mineralogical characterization of the reaction products indicated that Na-p1, analcime, and hydroxysodalite were dominant zeolites formed from the both fly ashes at the given experimental conditions, The highest amount of zoelites produced from the Youngwol and Boryoung fly ash were:60 and 45wt%for Na-P1, 70 and 45wt% for analicime, 50 and 40wt% for hydroxysodalite, respectively. A small amount of zeolite A was present in NaP-dominant dample is about 250 meq/100g. This suggests the possibility of its utilization as an ion-absorbent.

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천연 Zeollte로부터 열수합성에 의한 주상 Na-P Zeolite합성 (Synthesis of Columnar Na-P Zeolite by Hydrothermal Process from Natural Zeolite of Korea)

  • 장용선;정필균;김상효
    • 한국토양비료학회지
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    • 제36권6호
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    • pp.357-366
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    • 2003
  • 본 연구는 천연 zeolite를 파쇄하여 일정크기의 입제를 생산하는 과정에서 부산물로 생산되는 다량의 미분을 이용하여 양이온치환용량이 높은 입상의 흡착제를 개발할 목적으로 수행하였다. 천연 zeolite를 알카리 용액의 열수합성법을 활용하여 Na-P zeolite로 전환시켰다. 반응시간별 합성과정 중 광물학적 특성 변화를 X-선회절, 주사전자현미경, 화학조성 및 CEC의 변화를 통하여 구명하였다. 주상 Na-P zeolite의 입단은 천연 zeolite-숯혼합물을 약 3 mm 두께로 압축성형한 후 열처리하였으며, 연속적인 3 M NaOH 처리로 천연 zeolite의 주요구성광물인 climoptile, moderite, 장석 등의 광물이 파괴되고 새로이 구형의 Na-P zeolite가 24시간 처리에서 관찰되었다. 반응시간이 증가함에 따라 잔류용액 중 Si/AI비는 감소하였으며, 입단 크기의 증가에도 불구하고 Na-P zeolite의 CEC는 출발물질로 사용된 미분의 천연 zeolite에 비하여 2배 이상 증가하였다.

과량의 니켈 첨가로 합성된 NiO와 Co3O4가 도핑된 La(CoNi)O3 페로브스 카이트의 알칼리용액에서 산소환원 및 발생반응 특성 (Characterization of NiO and Co3O4-Doped La(CoNi)O3 Perovskite Catalysts Synthesized from Excess Ni for Oxygen Reduction and Evolution Reaction in Alkaline Solution)

  • 버링;임형렬;이홍기;박경세;심중표
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제32권1호
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    • pp.41-52
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    • 2021
  • NiO and Co3O4-doped porous La(CoNi)O3 perovskite oxides were prepared from excess Ni addition by a hydrothermal method using porous silica template, and characterized as bifunctional catalysts for oxygen reduction reaction (ORR) and oxygen evolution reaction (OER) for Zn-air rechargeable batteries in alkaline solution. Excess Ni induced to form NiO and Co3O4 in La(CoNi)O3 particles. The NiO and Co3O4-doped porous La(CoNi)O3 showed high specific surface area, up to nine times of conventionally synthesized perovskite oxide, and abundant pore volume with similar structure. Extra added Ni was partially substituted for Co as B site of ABO3 perovskite structure and formed to NiO and Co3O4 which was highly dispersed in particles. Excess Ni in La(CoNi)O3 catalysts increased OER performance (259 mA/㎠ at 2.4 V) in alkaline solution, although the activities (211 mA/㎠ at 0.5 V) for ORR were not changed with the content of excess Ni. La(CoNi)O3 with excess Ni showed very stable cyclability and low capacity fading rate (0.38 & 0.07 ㎶/hour for ORR & OER) until 300 hours (~70 cycles) but more excess content of Ni in La(CoNi)O3 gave negative effect to cyclability.

규질 이암으로부터 제올라이트의 수열 합성에 관한 연구 (Hydrothermal Synthetic Study of Zeolites from Siliceous Mudstone)

  • 노진환
    • 한국광물학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.171-185
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    • 2000
  • Siliceous mudstones are embedded on a large scale in the Tertiary formations of Pohang area. Some useful zeolites such as NsP, (Na, TMA)P, analcime and hydroxysodalite were synthesized from the siliceous mudstones by treating with the variety of solution, i.e ., NaOH, NaOH+NaCl, NaOH, NaOH+$NaAlO_2$and NaOH+TMAOH at the low-temperature hydrothermal system ranging 60~12$0^{\circ}C$. Major precursor of zeolites is found as opal-CT in the zeolite-forming reaction. Smectite, which is included in considerable amounts in the mudstone, appears to play a major role of Al-source in the zeolite synthesis. In comparison, chalcedonic quartz and mica are rather insoluble in alkaline solution, and thus, these are observed as major impurities in the reaction products. An addition of $NaAlO_2$to NaOH solution is effective for eliminating these impurities in the reaction procedure, through these are partly dissolved when elevating the reaction temperature, concentration, and time. Phase change from NaP to hydroxysodalite takes place at the NaOH concentrations of 3.0~4.0 M, and the reaction is not sensitive to the temperature shift. NaP is more stable at lower NaOH concentration and higher activity of $Na_{+}$ whereas analcime is sensitive to the temperature change and stable at higher than $100^{\circ}C$ and 2.0~4.0 M in NaOH concentration. For the pure NaP synthesis without any other products, the treatment of mudstones with 1:1 solution of NaOH and $NaAlO _2$ turns out to be quite effective. NaP was successfully synthesized together with analcime at $100^{\circ}C$ as well as lower concentrations of NaOH+NaCl solution. In addition, the organic type, (Na, TMA)P was formed together with smectite in the 1:1 solution of NaOH and TMAOH.

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수열합성법에 의한 BaTiO3분말합성 및 소결체의 제조 (Preparation and Characterization of Hydrothermal BaTiO3 Powders and Ceramics)

  • 이병우;최경식;신동우
    • 한국세라믹학회지
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    • 제40권6호
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    • pp.577-582
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    • 2003
  • 공침전물을 원료로 사용한 수열합성법을 통해 저온에서 미립의 BaTiO$_3$ 분말을 합성하였다. 출발물질로는 BaCl$_2$와 TiCl$_4$ 의 수용액을 사용하였다 이들의 혼합용액을 제조한 다음 과산화물 형태의 침전을 얻기 위해 과산화수소수($H_2O$$_2$)를 첨가하였으며 이렇게 준비된 용액을 암모니아수에 적하하여 공침전물을 얻었다. 이 과산화공침전물을 수열합성의 원료로 사용하였으며 반응온도와 시간 및 pH를 달리하면서 합성하였다. pH 13 이상이 요구되어 강염기인 KOH나 NaOH를 사용하는 일반적인 수열합성법과 달리 암모나아수로도 얻을 수 있는 pH 12 이하에서 perovskite BaTiO$_3$가 합성되었으며, 11$0^{\circ}C$ 이상에서 균일하고 미세한 BaTiO$_3$ 분말을 합성할 수 있었다. 13$0^{\circ}C$ 이상에서 얻은 분말의 경우 합성시간과 관계없이 일정한 물성을 보여주었다. 이렇게 합성된 분말은 76 $m^2$/g의 높은 비표면적을 보였으며 20 nm 이하의 미세한 일차입자들이 약하게 결합된 응집체를 이루고 있었다. 수열합성분말을 이용하여 l150~120$0^{\circ}C$의 온도범위에서 소결한 시편의 소결특성 및 유전 물성을 평가하였다.

알칼라인 수전해 산소 발생 반응을 위한 NiCo2O4/Ni foam 전극 제조 및 특성 평가 (Fabrication and Characterization of NiCo2O4/Ni Foam Electrode for Oxygen Evolution Reaction in Alkaline Water Splitting)

  • 권민솔;고재성;이예솔;이성민;유지수;이효원;송성호;이동주
    • 한국분말재료학회지
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    • 제29권5호
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    • pp.411-417
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    • 2022
  • Environmental issues such as global warming due to fossil fuel use are now major worldwide concerns, and interest in renewable and clean energy is growing. Of the various types of renewable energy, green hydrogen energy has recently attracted attention because of its eco-friendly and high-energy density. Electrochemical water splitting is considered a pollution-free means of producing clean hydrogen and oxygen and in large quantities. The development of non-noble electrocatalysts with low cost and high performance in water splitting has also attracted considerable attention. In this study, we successfully synthesized a NiCo2O4/NF electrode for an oxygen evolution reaction in alkaline water splitting using a hydrothermal method, which was followed by post-heat treatment. The effects of heat treatment on the electrochemical performance of the electrodes were evaluated under different heat-treatment conditions. The optimized NCO/NF-300 electrode showed an overpotential of 416 mV at a high current density of 50 mA/cm2 and a low Tafel slope (49.06 mV dec-1). It also showed excellent stability (due to the large surface area) and the lowest charge transfer resistance (12.59 Ω). The results suggested that our noble-metal free electrodes have great potential for use in developing alkaline electrolysis systems.