• 제목/요약/키워드: H-Y Zeolite

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$TiO_2$-Encapsulated EFAL-Removed Zeolite Y as a New Photocatalyst for Photodegradation of Azo Dyes in Aqueous Solution

  • 조원재;윤숙자;윤민중
    • Journal of Photoscience
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    • 제12권1호
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    • pp.17-23
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    • 2005
  • Application of a new photocatalyst has been attempted to improve the efficiency and rates of photocatalytic degradation of azo dyes by using a model dye such as Methyl Orange. As a new photocatalyst, $TiO_2$ encapsulated EFAL-removed zeolite Y ($TiO_2$ /EFAL-removed zeolite Y) has been synthesized by ion-exchange in the mixture of EFAL-removed zeolite Y with 0.05 M aqueous [$(NH_4)_2 TiO(C_2O_4)_2.H_2O$] [$TiO(C_2O_4)_2.H_2O$]. This new photocatalyst has been characterized by measuring XRD, IR and reflectance absorption spectra as well as ICP analysis, and it was found that the framework structure of $TiO_2$ /EFAL-removed zeolite Y is not changed by removing the extra-framework aluminum (EFAL) from the normal zeolite Y and the $TiO_2$ inside the photocatalyst exists in the form of $(TiO^{2+})_n$ nanoclusters. Based on the ICP analysis, the Si/Al ratio of the $TiO_2$ /EFAL-removed zeolite Y and the weight of $TiO_2$ were determined to be 23 and 0.061g in 1.0g photocatalyst, respectively. It was also found that adsorption of the azo dye in the $TiO_2$ /EFAL-removed zeolite is very effective (about 80 % of the substrate used). This efficient adsorption contributes to the synergistic photocatalytic activities of the $TiO_2$ /EFAL-removed zeolite by minimizing the required flux diffusion of the substrate. Thus, the photocatalytic reduction of methyl orange (MO) was found to be 8 times more effective in the presence of $TiO_2$ /EFAL-removed zeolite Y than in the presence of $TiO_2$ /normal zeolite Y. Furthermore, the photocatalytic reduction of MO by using 1.0 g of the $TiO_2$ /EFAL-removed zeolite Y containing 0.061g of $TiO_2$ is much faster than that carried out by using 1.0 g of Degussa P-25.

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새만금 간척지에서 석고, 팽화왕겨 및 제올라이트 처리가 토양 중 양이온 함량에 미치는 영향 (Influence of Gypsum, Popped Rice Hulls and Zeolite on Contents of Cation in Reclaimed Tideland Soils in Mangyeong)

  • 백승화;이상욱;김대근;허종욱;김성조
    • 한국환경농학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.321-327
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    • 2008
  • 본 연구는 간척지 토양 중 미사질양토에 대하여 입단형성을 위해 가해진 토양개량제가 토양 중 양이온 함량변화에 미치는 영향을 분석하기 위하여 토양개량제로 이수석고 1550 (G1), 3100 (G2), 6200 (G3) kg/10 a, 팽화왕겨 1000 (H1), 2000 (H2), 3000 (H3) kg/10 a, 팽화왕겨 1500 kg/10 a에 zeolite 200 (HZ1), 400 (HZ2), 800 (HZ3) kg/10 a가 되도록 처리량을 달리하여 3년간 연용시용하고, 버뮤다그래스를 재배한 토양을 60, 90, 120일 경과 후 채취하여 토양개량제 연용이 토양 중 양이온 함량변화에 미치는 결과를 보고한다. 이수석고의 처리는 토양 중 K, Na, Mg의 함량을 현저히 감소시키는 것으로 나타났다. K 함량은 연용 토양개량제의 종류 및 처리수준과 관계없이 년도별 감소현상이 뚜렷하여서 2004 > 2005 > 2006 순으로 낮아지는 경향을 나타내었다. 또한 각 년도별 토양 중 K 함량은 안정적 변화를 보이면서 이수석고 < 팽화왕겨 < 팽화왕겨+zeolite 순으로 토양 중 K 함량이 높았다. Na 함량은 이수석고 < 팽화왕겨 < 팽화왕겨+zeolite의 순으로 연용 토양개량제의 종류 및 처리수준과 관계없이 각 년도에서에서 높게 나타났다. 특히 팽화왕겨 및 팽화왕겨+zeolite의 각각 처리는 이수석고 처리구와는 달리 대조구의 Na 함량 보다 높아지고 있는 현상이 계화도 세사양토의 결과와 비교가 되었다. Mg 함량은 년도별 변화는 이 수석고 < 팽화왕겨+zeolite < 팽화왕겨 순으로 높아지고, 연용기간이 길수록 높아지는 경향이었다. 이수석고 연용처리는 세사양토에서 보여준 결과와 유사하게 처리수준이 높을수록 토양 중 Ca이 높아지는 결과가 되었으며, 년도별 변화도 2004 < 2005 < 2006년의 순으로 연용년수에 따라 높아졌다.

Preparation of 27Ni6Zr4O143M(M=Mg, Ca, Sr, or Ba)O/70 Zeolite Y Catalysts and Hydrogen-rich Gas Production by Ethanol Steam Reforming

  • Kim, Dongjin;Lee, Jun Su;Lee, Gayoung;Choi, Byung-Hyun;Ji, Mi-Jung;Park, Sun-Min;Kang, Misook
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제34권7호
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    • pp.2073-2080
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    • 2013
  • In this study the effects of adding alkaline-earth (IIA) metal oxides to NiZr-loaded Zeolite Y catalysts were investigated on hydrogen rich production by ethanol steam reforming (ESR). Four kinds of alkaline-earth metal (Mg, Ca, Sr, or Ba) oxides of 3.0% by weight were loaded between the $Ni_6Zr_4O_{14}$ main catalytic species and the microporous Zeolite Y support. The characterizations of these catalysts were examined by XRD, TEM, $H_2$-TPR, $NH_3$-TPD, and XPS. Catalytic performances during ESR were found to depend on the basicity of the added alkaline-earth metal oxides and $H_2$ production and ethanol conversion were maximized to 82% and 98% respectively in 27($Ni_6Zr_4O_{14}$)3MgO/70Zeolite Y catalyst at $600^{\circ}C$. Many carbon deposits and carbon nano fibers were seen on the surface of $30Ni_6Zr_4O_{14}$/70Zeolite Y catalyst but lesser amounts were observed on alkaline-earth metal oxide-loaded 27($Ni_6Zr_4O_{14}$)3MO/70Zeolite Y catalysts in TEM photos after ESR. This study demonstrates that hydrogen yields from ESR are closely related to the acidities of catalysts and that alkaline-earth metal oxides reduce the acidities of 27($Ni_6Zr_4O_{14}$)3MO/70Zeolite Y catalysts and promote hydrogen evolution by preventing progression to hydrocarbons.

계화도 간척지에서 석고, 팽화왕겨 및 제올라이트 처리가 토양 중 양이온 함량에 미치는 영향 (Influence of Gypsum, Popped Rice Hulls and Zeolite on Contents of Ca2+, Mg2+, Na+, K+ in Reclaimed Tideland Soils in Kyehwado)

  • 백승화;이상욱;임효빈;김대근;김성조
    • 한국환경농학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.25-31
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    • 2009
  • 본 연구는 간척지 토양 중 세사양토에 대하여 입단형성을 위해 가해진 토양개량제가 토양 중 양이온 함량변화에 미치는 영향을 분석하기 위하여 토양개량제로 이수석고 1550 (G1), 3100 (G2), 6200 (G3) kg/10 a, 팽화왕겨 1000 (H1), 2000 (H2), 3000 (H3) kg/10 a, 팽화왕겨 1500 kg/10 a에 zeolite 200 (HZ1), 400 (HZ2), 800 (HZ3) kg/10 a가 되도록 처리량을 달리하여 3년간 연용하고, 버뮤다그래스를 재배한 토양을 60, 90, 120일 경과 후 채취하여 토양개량제 연용이 토양 중 양이온 함량변화에 미치는 결과를 보고한다. 이수석고의 처리는 토양 중 $K^+$, $Na^+$, $Mg^{++}$의 함량을 현저히 감소시키는 것으로 나타났다. $K^+$ 함량은 토양개량제의 종류 및 처리수준과 관계없이 연용기간이 길어질수록 낮아지는 경향이었다. $K^+$ 함량은 연도별의 경우 2004 > 2005 > 2006 순으로 낮았으나 동일연도에서는 이수석고 < 팽화왕겨 < 팽화왕겨+zeolite 순이었으며, 90 DAT에서 잘 나타나고 있었다. $Na^+$ 함량은 토양개량제 연용에 따른 변화는 없었으나 토양개량제의 종류에 의한 함량에서 차이를 보였다. 2006년 120 DAT 처리구에서 이수석고 및 그 처리량에 따라 $Na^+$ 함량이 현저히 감소하는 현상을 볼 수 있었고, 2006년도 토양 중 $Na^+$ 함량은 이수석고 $\ll$ 팽화왕겨 < 팽화왕겨 +zeolite 순이었다. $Mg^{++}$ 함량은 팽화왕겨+zeolite의 경우 년도별 증가형태가 안정적이었고, 시간이 경과할수록 이수석고 < 팽화왕겨 < 정화왕겨+zeolite 순으로 높아지고 있었다. 이수석고 및 그 처리량에 따라 $Mg^{++}$ 함량은 현저히 감소하는 현상을 볼 수 있었고, 팽화왕겨, 팽화왕겨+zeolite 처리구에서는 대조구에 비해 그리고 연용에 따라 감소되는 정도가 적었다. 동일 조건에서의 토양개량제 처리는 이수석고 < 팽화왕겨 < 팽화왕겨+zeolite 순으로 높아지고 있었다 $Ca^{++}$의 경우 이수석고 연용처리는 처리수준이 높을수록 토양 중 $Ca^{++}$이 높아지는 결과가 되었으며, 년도별 변화도 2004 < 2005 < 2006년의 순으로 연용기간이 늘어남에 따라 높아지는 경향이었다. 팽화왕겨, 팽화왕겨+zeolite 연용처리는 대조구에 비해 함량변화가 적었다. 토성이 세 사양토인 간척지의 양이온 중 $K^+$, $Na^+$, $Mg^{++}$ 함량 감소에 효과적인 토양개량제는 이수석고 이었다.

새우 양식장에 적용을 위한 저질개선 평가 (Evaluation of Improvement on Sediment for Practical Application in Prawn Farm)

  • 김우항;김도희
    • 해양환경안전학회:학술대회논문집
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    • 해양환경안전학회 2004년도 춘계학술발표회
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    • pp.81-84
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    • 2004
  • Control of Sediment is very important in prawn farm due to the eruption of toxic material such as W1ionized H2S, NH3 and NO2-. In this study, column test study, column with filter media such as activated carbon, zeolite, oyster shell and iron chloride to evaluate the reduction of toxicity from sediment ammonia-N(NH3) was effectively removed by Zeolite and oyster shell. It was indicated that ammonium ion(NH4+) was removed by ion exchange of zeolite. And the ammonia in the column of oyster shell was existed as the form of NH4+, which is not toxic for prawn because oyster shell was stably kept around pH 8. Therefore, some of ammonia(NH3) was reduced by oyster shell. Hydrogen sulfide and COD were effectively removed by adsorption of activated carbon and a partial removal of hydrogen sulfide was accomplished by Oyster shell. Phosphorous was removed by activated carbon, oyster shell and iron chloride. In prawn farm, the concentration of ammonia was increased with increase of pH by algae photosynthesis in the column of activated carbon, zeolite and iron chloride, but it was revealed that pH was stably kept in the column of oyster shell.

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천연(天然) Zeolite에 의(依)한 Cadmium의 흡착(吸着) (Cadmium Adsorption by Natural Zeolite)

  • 김영경;이정재;최정
    • 한국환경농학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.101-105
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    • 1986
  • 폐수중(廢水中) cadmium의 제거(除去)를 위한 목적(目的)으로 천연(天然) Zeolite의 이용가능성(利用可能性)을 조사(調査)한 결과(結果)는 다음과 같았다. Freundlich 흡착상수(吸着常數) $\frac{1}{n}$값이 $0.4{\sim}1.1$인 것으로 보아 천연(天然) zeolite는 효과적(效果的)인 흡착제(吸着劑)였다. 용액중(溶液中) cadmium의 농도(濃度)가 증가(增加)할수록 흡착량(吸着量)은 증가(增加)하였으며 포화(飽和)된 각(各) 양(陽) ion의 종류별(種類別) 흡착량(吸着量)은 Ca-<무처리(無處理)$-<H-{\leqq}Al-<Nazeolite$의 순(順)이었다. 또 천연(天然) Zeolite에 의한 cadmium의 흡착반응(吸着反應) 용액중(溶液中) 공존(共存)하는 Cu와 Zu에 의하여 저해(沮害)되었으며, pH $5{\sim}6$의 범위에서 흡착제거솔(吸着除去率)이 가장 좋았다. 흡착(吸着)된 cadmium을 4종(種)의 염용액(鹽溶液)으로 탈착(脫着)시켜본 결과(結果), 농도(濃度)가 높을수록 많은 양의 cadmium이 탈착(脫着)되었으며, 각(各) 염용액(鹽溶液)의 cadmium 탈착정도(脫着程度)는 $Nacl<CaCl_2<AlCl_3<HCl$의 순(順)이었다.

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이온교환된 제올라이트 흡착제의 질소 및 산소 흡착 특성 연구 (A Study on the Adsorption Characteristics of Nitrogen and Oxygen on Ion Exchanged Zeolite Adsorbents)

  • 정헌도;김동식;김권일
    • 공업화학
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    • 제16권1호
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    • pp.123-130
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    • 2005
  • 산소 PSA용 흡착제의 제조를 위하여 표면적이 큰 제올라이트 X형 흡착제를 합성하고 양이온교환을 통하여 질소의 선택적 흡착 능력이 우수한 흡착제로 제조하였다. 제올라이트 X형 흡착제는 50 L급 대형 반응기에서 $SiO_2\;:\;Na_2O\;:\;H_2O\;:\;Al_2O_3$ = 2.5 : 3.5 : 150 : 1의 조성으로 $98^{\circ}C$, 18 h 동안 반응한 결과 표면적이 $650m^2/g$ 이상의 표면적을 나타내었다. 흡착제의 양이온교환은 Li, Ag, Ca, Br, Sr 등의 금속 이온을 대상으로 조사하였다. Ag 이온의 이온교환 속도가 가장 빠르게 일어났으며 모든 금속 이온이 제올라이트 X형에 포함된 Na 이온과 거의 당량적으로 이온 교환이 일어남을 알 수 있었다. 양이온 교환된 제올라이트 X형 흡착제의 질소와 산소의 흡착 성능을 $10{\sim}40^{\circ}C$, 0~9 atm의 범위에서 측정한 결과 이온교환을 하지 않은 NaX 흡착제에 비하여 월등히 높은 흡착 성능을 나타내었으며 이온 교환된 제올라이트 X형 흡착제의 질소 흡착량은 0.5 atm 이하의 저압에서는 Ag > Li > Ca > Sr > Ba > K 이온의 순으로 나타났으나 1 atm 이상의 고압에서는 Li > Ag > Ca > Sr > Ba > K 이온의 순으로 나타났다. 공기의 조성에 준하는 질소 및 산소의 분압에서 흡착량의 비를 조사하여 질소/산소 분리도를 측정한 결과 $20^{\circ}C$의 온도에서 Li으로 이온 교환된 흡착제의 분리도는 13.023을 나타내었다.

합성 제올라이트를 이용한 pH에 따른 Cu와 Zn 이온의 흡착특성 (Cu and Zn Ions Adsorption Properties at Various pH with a Synthetic Zeolite)

  • 이창한
    • 한국환경과학회지
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    • 제21권7호
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    • pp.805-813
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    • 2012
  • The removal property of Cu and Zn ions by chemical precipitation and adsorption using zeolite(Z-C1) prepared from coal fly ash(CFA) were evaluated in this study. Adsorption kinetic and equilibrium mechanisms described to analyze parameters and correlation factors with Lagergen $1^{st}$ and $2^{nd}$ order model and Langmuir and Freundlich model. Analysis of adsorption kinetics data revealed that the pseudo $2^{nd}$ order kinetics mechanism was predominant. The equilibrium data in pH 3 - 5 were able to be fitted well to a Langmuir model, by which the maximum adsorption capacities($q_{max}$) were determined at 124.9 - 140.1 mg $Cu^{2+}/g$ and 153.2 - 166.9 mg $Zn^{2+}/g$, respectively. We found that Z-C1 has a potential application as absorbents in metal ion recovery with low pH.

석고, 팽화왕겨 및 제오라이트 연속시용이 간척지 세사양토의 입단화에 미치는 영향 (Influence of Continious Application of Gypsum, Popped Rice Hull, and Zeolite on Soil Aggregation of Reclaimed Sandy Loam Soils)

  • 백승화;김재영;이상욱;김성조
    • 한국토양비료학회지
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    • 제43권5호
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    • pp.764-769
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    • 2010
  • 간척지 세사양토 토양에 Bermuda grass 재배 시 토양개량제의 시용이 토양 입단화도에 미치는 효과를 보기 위하여 이수석고 1550 (G1), 3100 (G2), 6200 (G3) kg $10a^{-1}$, 팽화왕겨 1000 (H1), 2000 (H2), 3000 (H3) kg $10a^{-1}$, 팽화왕겨 1500 kg $10a^{-1}$에 zeolite를 200 (HZ1), 400 (HZ2), 800 (HZ3) kg $10a^{-1}$을 각각 조합처리 하는 등 3종의 토양개량제를 처리하고, 60, 90, 120 DAT (처리 후 경과 일수)에서 입단크기별 입단생성 정도를 분석하였다. 60 DAT 세사양토에서 이수석고 단일처리 효과는 G3경우 1.0-2.0 mm의 입단이, 무처리구 보다 4.66% 감소시키고 있어서 이수석고 시용수준은 1550 kg $10a^{-1}$이하였다. 팽화왕겨와 팽화왕겨+zeolite는 토양의 입단 증가에 기여한 효과가 뚜렷하였다. 토양개량제별 입단생성에 대한 효과는 팽화왕겨${\geq}$팽화왕겨+zeolite>이수석고>무처리 순이었다. 90 DAT에서 토양입단형성에 기여한 G1>G2>G3>무처리순으로 이수석고의 시용증가가 오히려 세사양토의 입단형성정도를 감소시켰다. 이때의 이수석고 시용수준도 1550 kg $10a^{-1}$ 이하였다. 90 DAT에서 팽화왕겨처리에 의한 토양입단형성은 이수석고 처리 경우 보다 7% 이상이 높았다. 특히 2이상과 2.0-1.0 mm의 입단의 양이 높아지고 있었다. 90 DAT에서 토양의 입단형성을 위한 팽화의 시용양은 1000 kg $10a^{-1}$ (H1) 이하였다. 팽화왕겨 1500+zeolite 200 kg $10a^{-1}$ (HZ1) 처리구가 90 DAT에서 입단화도가 52.78%로 가장 효과적이었다. 특히 2 mm 이상과 2.0-1.0 mm의 입단이 무처리구 비하여 2-4배 높았다. 120 DAT에서 팽화왕겨 2000 kg $10a^{-1}$ (H2)의 입단화도가 51.50%로 가장 높게 나타나고 있어 팽화왕겨처리는 입단형성 작용뿐만 아니라 입단유지에도 효과적이었다. 팽화왕겨처리 (1550 kg $10a^{-1}$)와 zeolite 800 kg $10a^{-1}$조합처리 구에서 48.51%의 입단화도를 나타내고 있었다. 결과적으로 계화도 세사양토의 입단형성 증가를 위한 토양개량제의 처리효과는 팽화왕겨>팽화왕겨+zeolite>이수석고 순이었다.