• 한국환경과학회지
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• 제2권4호
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• pp.347-356
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• 1993

The three natural zeolites collected in Yungil-gun, Kyungsangbuk-do, Korea, were analyzed by means of chemical wet methods and X-ray diffraction. The results indicated that the primary species of those zeolites were clinoptilolite mixed with heulandite, feldspar, montmorillonite, and quartz. These zeolites were chemically treated with NaOH, $\textrm{Ca(OH)}_2$, and HCl solution and their differences were also studied with X-ray diffraction method. The capabilities of removing $Cs^+$ and Sr^{2+}$ ions with chemically untreated zeolites, chemically treated zeolites, and also with synthetic zeolites were compared. The effect of other cations in removing Sr^{2+}$ ions was also studied. The experimental results showed that$Cs^+$ and Sr^{2+}$ ions could be removed up to 98% and 95% respectively out of 5 ppm with chemically untrearted natural zeolites. The treatment of 0.02N-$\textrm{Ca(OH)}_2$ and that of 2N-NaOH were most effective In removing $Cs^+$ and Sr^{2+}$ ions, respectively. It was found that the mountaintop of Sangjung 1-dong natural zeolite treated with 2N-NaOH was most efficient in removing Sr^{2+}$ ions mixed with other cations, compared with any other chemically treated and untreated natural zeolites in this work.

• Environmental Engineering Research
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• 제18권4호
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• pp.267-276
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• 2013

This study presents a comparison of different protocols for the synthesis of iron-loaded zeolites, and the results of their application, as well as that of zeolite-A (Z-A), to the removal of ammonium and phosphate from aqueous media. Zeolites prepared by three methods were evaluated: iron-incorporated zeolites (IIZ), iron-exchanged zeolites (IEZ), and iron-calcined zeolites (ICZ). The optimal iron content for preparing of IIZ, as determined via scanning electron microscopy and X-ray photoelectron spectroscopy analyses, expressed as molar ratio of $SiO_2:Al_2O_3:Fe$, was below 0.05. Ammonia removal revealed that the iron-loaded zeolites have a higher removal capacity than that of Z-A due, not only to ion-exchange phenomena, but also via adsorption. Greater phosphate removal was achieved with IEZ than with ICZ; additionally, no sludge production was observed in this heterogeneous reaction, even though the coagulation process is generally accompanied by the production of a large amount of undesired chemical sludge. This study demonstrates that the developed synthetic iron-loaded zeolites can be applied as a heterogeneous nutrient-removal materials with no sludge production.

• 한국환경보건학회지
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• 제31권4호
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• pp.280-286
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• 2005

The purpose of this investigation was to evaluate removal efficiency of $NH_4-N$ using the soil column. Soil, oyster shell and natural zeolite were used as a supporting media of soil column. Removal efficiencies of $NH_4-N$ were $35.9\%,\;41\%\;and\;93.4\%$ for the soil column packed with soil, natural $zeolite(20\%)$ and oyster $shell(20\%)$ at HRT of 72 hours, respectively. The addition of $20\%$ oyster shell to the soil accelerated nitrification in soil column. The influent ammonia nitrogen was mostly converted to nitrate nitrogen in the soil column and little ammonia nitrogen was found in the effluent. When the influent $NH_4-N$ concentration was 200 mg/l, the NIL-N removal was decreased at HRT of 48 hours, while nitrification was significantly increased after mechanical aeration. It was suggested that nitrification from higher $NH_4-N$ concentration was more affected by aeration in soil column process. The number of nitrifiers was approximately in a level of about $10^6\;MPN/g{\cdot}soil$ in the soil column mixed with oyster shell ($20\%$).

• 대한화학회지
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• 제36권1호
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• pp.137-146
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• 1992

양이온 교환된 천연 제올라이트 $K_{111}$의 CO 기체 흡착특성과 양이온효과를 연구하였다. $Na^+-,\;Cu^{2+}-\;및\;Ba^{2+}-\;K_{111}$ 의 경우 우수한 CO 흡착능을 가졌으며, 0.4N $BaCl_2$ 수용액으로 처리된 것이 가장 큰 CO 흡착능을 나타내었고, 합성 제올라이트 4A, 5A보다 뛰어난 흡착능을 가짐을 알 수 있었다. 양이온의 종류에 따른 흡착경향은 $Ba^{2+}>Cu^{2+}>Na^+>K^+>Mg^{2+}>Ca^{2+}$ 의 순서로 나타났으며 단위격자당 교환된 양이온의 수와 종류 그리고 세공의 크기 등이 CO 기체의 흡착에 있어 주요 인자로 작용함을 알 수 있었다. 그리고 K111의 양이온에 따른 흡착경향을 비교하기 위해서 CNDO/2 계산을 행하였다. 계산된 결과 8원환 모델 내의 양이온과 CO 기체와의 상호작용 에너지는 실험결과와 비슷한 경향임을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제18권5호
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• pp.95-100
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• 2014

극초음속 비행체에서는 공기와의 마찰열과 엔진열의 증가로 기체 내부의 열적 부하가 발생한다. 이는 비행체 내부 구조물의 변형을 일으키고 오작동을 발생시킬 수 있다. 흡열연료는 액체 탄화수소 연료로써 흡열반응을 통해 열을 흡수할 수 있는 연료이다. 본 연구에서는 exo-tetrahydrodicyclopentadiene을 모델연료로써 선정하고 제올라이트 촉매의 금속담지를 통하여 흡열특성의 변화를 측정하는 연구를 수행하였다. 이를 통하여 상용촉매보다 우수한 흡열성능을 가지는 촉매를 확보하였다. 본 연구의 목적은 흡열량 향상에 미치는 촉매의 특성을 연구하는 것이다. 이 촉매는 상용촉매를 대체하여 exo-THDCP를 흡열연료로 사용하는 시스템에 적용될 수 있을 것이다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권4호
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• pp.488-494
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• 2009

세제 빌더의 중요한 물성인 흡유능(O.A.C)을 향상시키기 위하여 새로운 합성방법인 2단계 결정화법을 이용하여 제올라이트 4A를 합성하였다. 즉, 기존의 원료인 cullet($SiO_2$)과 수산화알루미늄 대신에 베트남산 모래와 천연 보크사이트로부터 용출한 알루민산소다 용액을 활성탄소로 정제하여 사용하였고, 합성과정은 1단계는 Si/Al 몰비를 1.15로 조절하고 $55^{\circ}C$에서 4시간, 2단계는 알루미나 용액을 추가로 가하여 Si/Al 몰비를 0.98로 낮추고 $65^{\circ}C$에서 5시간 반응시켰다. 새로운 방법은 제올라이트 4A의 입도(평균 $1.2{\mu}m$)와 입자응집 및 표면극성을 더 잘 제어할 수 있었고, 백색도를 향상시켰다. 이렇게 합성된 제올라이트 4A는 기존제품과 비교하여 대등한 칼슘이온교환 능력을 가짐은 물론 100 g당 50 ml 이상의 우수한 흡유능력을 보여줌으로서 새로운 공정의 경제성 및 유효성이 검증되었다.

• 공업화학
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• 제32권6호
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• pp.706-710
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• 2021

In the current research, thermal and catalytic thermogravimetric (TG) analysis of polyethylene terephthalate (PET) over natural zeolite (NZ), olivine, bentonite, HZSM-5, and HAl-MCM-41 were investigated using a TG analyzer and model-free kinetic analysis. Catalytic TG analysis of PET was carried out at multi-heating rates, 10, 20, 30, and 40 ℃/min, under nitrogen atmosphere. Apparent activation energy (Ea) values for the thermal and catalytic pyrolysis of PET were calculated using Flynn-Wall-Ozawa method. Although natural catalysts, NZ, olivine, and bentonite, could not lead the higher PET decomposition efficiency than synthetic zeolites, HZSM-5 and HAl-MCM-41, maximum decomposition temperatures on the differential TG (DTG) curves for the catalytic pyrolysis of PET, 436 ℃ over olivine, 435 ℃ over bentonite, and 434 ℃ over NZ, at 10 ℃/min, were definitely lower than non-catalytic pyrolysis. Calculated Ea values for the catalytic pyrolysis of PET over natural catalysts, 177 kJ/mol over olivine, 168 kJ/mol over bentonite, and 171 kJ/mol over NZ, were also not lower than those over synthetic zeolites, however, those were also much lower than the thermal decomposition, suggesting their feasibility as the proper and cost-effective catalysts on the pyrolysis of PET.

• 한국광물학회지
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• 제21권1호
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• pp.37-44
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• 2008

본 연구는 마포소각장에서 발생된 용융슬래그로부터 Na-A형 제올라이트를 합성하여 환경 저감재로 재활용키 위한 목적에서 수행되었다. 초기물질로 사용된 용융슬래그는 용제(flux)로 사용된 Fe 성분(19.6% of $Fe_2O_3$, and 18.9% of FeO)이 비교적 높기는 하지만, 상대적으로 제올라이트의 주요 성분인 $SiO_2$, $Al_2O_3$ 및 $Na_2O$가 각각 26.6%, 10.9% 및 2.7% 함유되어 제올라이트의 합성에 유리한 조성을 가지고 있다. 제올라이트의 수열합성은 $80^{\circ}C$에서 수행되었으며, $SiO_2/Al_2O_3\;=\;0.80{\sim}1.96$인 넓은 범위의 화학조성에서 Na-A형 제올라이트가 합성되는 것을 확인하였다. 제올라이트의 양이온 교환 능력은 10 h 이상의 합성시간에서 일정하게 거의 220 cmol/kg인 것으로 측정되었다. 합성된 제올라이트의 중금속 (As, Cr, Cd, Cu, Mn 및 Pb)에 대한 흡착능을 측정한 결과, As 및 Cr을 제외한 모든 중금속에서 높은 흡착율을 보였다. As와 Cr은 Eh-pH분석을 통해 각각 $HAsO_4^{2-}$와 $CrO_4^{2-}$인 이온상으로 존재하고 있음을 확인하였다. As와 Cr에 대한 제올라이트의 흡착률이 낮은 것은 이들 이온상들의 크기가 Na-A형 제올라이트의 pore size ($4\;{\AA}$)보다 상대적으로 큰 유효 이온반경($4\;{\AA}$, 직경 $8\;{\AA}$)을 가지고 있기 때문인 것으로 결론지었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제32권4호
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• pp.446-451
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• 1999

입상인공제올라이트의 몇 가지 광물학적 특징을 구명하고 입상인공제올라이트를 이용한 중금속 폐수 정화효과와 벼 유묘 생육장해 경감효과를 분석한 결과는 다음과 같다. 입상인공제올라이트를 X선 회절 분석하면 Na-P1의 피크가 주로 나타났고 포틀랜드 시멘트의 $C_3S$ 피크도 혼재하고 있었다. 입상인공제올라이트는 열 분석 결과 $130^{\circ}C$ 부근 흡열반응피크는 약해졌으나 $750^{\circ}C$부근 흡열반응 피크가 새롭고 깊게 나타났다. 입상인공제올라이트는 합성 폐수중 납 제거능이 가장 우수하였고, 다음으로 구리 카드뮴, 아연 순이었다. 입상인공제올라이트를 광산폐수 대비 1/50량 넣고 1일 이상, 또는 1/100량을 넣고 4일간 정체 처리하면 농업용수 기준에 적합하였다. 광산폐수 중에서 벼 유묘는 뿌리가 잘 자라지 못하여 말라죽었으나, 인공제올라이트로 정화처리수중에는 정상적으로 생육하였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제28권10호
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• pp.1675-1682
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• 2007

Large colorless single crystals of faujasite-type zeolite with diameters up to 200 μm have been synthesized from gels with the composition of 3.58SiO2:2.08NaAlO2:7.59NaOH:455H2O:5.06TEA:1.23TCl. Two of these, colorless octahedron about 200 μm in cross-section have been treated with aqueous 0.1 M TlC2H3O2 and KNO3 in order to prepare Tl+- and K+-exchanged faujasite-type zeolites, respectively, and then determined the Si/Al ratio of the zeolite framework. The crystal structures of |Tl71|[Si121Al71O384]-FAU and |K53Na18|[Si121Al71O384]-FAU per unit cell, a = 24.9463(2) and 24.9211(16) A, respectively, dehydrated at 673 K and 1 × 10-6 Torr, have been determined by single-crystal X-ray diffraction techniques in the cubic space group Fd m at 294 K. The two single-crystal structures were refined using all intensities to the final error indices (using only the 905 and 429 reflections for which Fo > 4σ(Fo)) R1/R2 = 0.059/0.153 and 0.066/0.290, respectively. In the structure of fully Tl+-exchanged faujasite-type zeolite, 71 Tl+ ions per unit cell are located at four different crystallographic sites. Twenty-nine Tl+ ions fill site I' in the sodalite cavities on 3-fold axes opposite double 6-rings (Tl-O = 2.631(12) A and O-Tl-O = 93.8(4)o). Another 31 Tl+ ions fill site II opposite single 6-rings in the supercage (Tl-O = 2.782(12) A and O-Tl-O = 87.9(4)o). About 3 Tl+ ions are found at site III in the supercage (Tl-O = 2.91(6) and 3.44(3) A), and the remaining 8 occupy another site III (Tl-O = 2.49(5) and 3.06(3) A). In the structure of partially K+-exchanged faujasite-type zeolite, 53 K+ ions per unit cell are found at five different crystallographic sites and 18 Na+ ions per unit cell are found at two different crystallographic sites. The 4 K+ ions are located at site I, the center of the hexagonal prism (K-O = 2.796(8) A and O-K-O = 89.0(3)o). The 10 K+ ions are found at site I' in the sodalite cavity (K-O = 2.570(19) A and O-KO = 99.4(9)o). Twenty-two K+ ions are found at site II in the supercage (K-O = 2.711(9) A and O-K-O = 94.7(3)o). The 5 K+ ions are found at site III deep in the supercage (K-O = 2.90(5) and 3.36(3) A), and 12 K+ ions are found at another site III' (K-O = 2.55(3) and 2.968(18) A). Twelve Na+ ions also lie at site I' (Na-O = 2.292(10) and O-Na-O = 117.5(5)o). The 6 Na+ ions are found at site II in the supercage (Na-O = 2.390(17) A and O-Na-O = 113.1(11)o). The Si/Al ratio of synthetic faujasite-type zeolite is 1.70 determined by the occupations of cations, 71, in two single-crystal structures.