• Advances in nano research
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• 제8권2호
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• pp.183-190
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• 2020

The objectives of this research were the reduction of membrane fouling and improvement of sludge properties by using synthesized H-ZSM-5 and NH₄-ZSM-5 zeolites. These two nano zeolites were synthesized and added to the membrane bioreactor (MBR). Three similar MBRs with the same operational condition were used in order to evaluate their effect on the mentioned matters. The evaluated parameters were trans-membrane pressure (TMP), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), particle size distribution (PSD), soluble microbial product (SMP), extracellular polymeric substances (EPS) and, excitation-emission matrix (EEM). The MBR₀ was without any additional zeolite while 0.4 g/L of H-ZSM-5 and NH₄-ZSM-5 were added to MBR_HZSM-5 and MBR_NH4ZSM-5, respectively. The COD removal of the MBR₀, MBR_H-ZSM-5 and MBR_NH4-ZSM-5 were 87.5%, 93.3% and 94.6%, respectively. The TMP of the MBR_H-ZSM-5 was 45% less than MBR₀ whereas the reduction for MBR_NH4-ZSM-5 was 65.5%. Also results showed that both H-ZSM-5 and NH₄-ZSM-5 caused reduction in protein and polysaccharide related EPS but the NH₄-ZSM-5 had better performance toward the elimination of organic compounds.

• 멤브레인
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• 제27권6호
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• pp.469-476
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• 2017

분리막을 이용한 분리 기술은 에너지 소요가 적다. 제올라이트를 기반으로 제작한 분리막의 경우, 결정 구조 내에 작은 분자 크기의 기공을 갖고 있어 이를 이용하여 가혹한 조건에서도 분리가 가능하기 때문에, 그 관심도가 높다. NaA (LTA 유형의 제올라이트) 제올라이트의 경우, 산업적으로 유기 용매에서 수분을 제거하는 데 많이 사용되는 데, 해당 기공 크기나 열적/수열안정성은 제올라이트 내부나 외부의 원소를 바꿔줌으로써 조절할 수 있다. 더 작은 0.28 nm 크기를 지닌 SOD 유형의 제올라이트의 경우, 수소나 물 분리에 적합하여 그 관심도가 높아지고 있으며, 이 제올라이트 유형 또한, 이온교환과 같은 방법으로 성질을 변경할 수 있다. 제올라이트는 주변 기술 및 공정 조건에 맞게 작은 분자들을 적절하게 분리할 수 있는 분리막을 창출할 수 있다는 장점을 지닌 소재이다.

• 한국광물학회지
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• 제6권1호
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• pp.38-47
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• 1993

클라이놉타일로라이트와 모데나이트는 호소환경에서 퇴적된 제3기 장기충군에 속하는 눌대리조면암질 응회암과 구룡포데사이트질 응회암의 주요구성 광물이다. 이들 광물의 생성과정을 알아보기 위하여 서로 다른 응회암질 퇴적암에서 불석광물들의 속성정출순서와 이들의 화학적 동향에 대한 연구가 수행되었다. 현미경적 조직관찰과 화학조성으로부터 밝혀진 생성순서, 즉 Ca-스멕타이트 ${\leftrightarrow}$(Ca, K)-클라이놉타일로라이트 ${\leftrightarrow}$(K, Na)-모데나이트는 공극유체의 알칼리이온의 활동도와 Si/Al활동도 비가 속성변질작용과 함께 체계적으로 변화했다는 것을 지시해준다. 불석광물형성의 화학적 진행 추이는 눌대리조면암질 응회암에서는 Ca와 Mg의 감소, Na의 증가 및 K의 증가-감소방향으로 진행되었다. 유리질 물질로부터 스멕타이트를 거쳐 알칼리 불석으로 이어지는 생성순서는 분해용융과 그 직후의 정출작용의 결과이다. 각 불석광물의 화학조성상의 불균질성은 이와 같은 광물생성과정에 기인한다.

• 한국광물학회지
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• 제23권1호
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• pp.39-50
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• 2010

제주도 응회구 및 응회환과 지하 서귀포층 화산쇄설암에서 화산유리 변질산물로서 불석광물들이 생성되었다. X선회절분석과 전자현미화학분석으로 확인된 주요 불석광물은 필립사이트와 아날심이다. 아날심과 필립사이트의 Si/(Si+Al) 원자비는 모물질인 현무암 유리와 유사하다. 아날심의 화학조성은 매우 단순하지만, 필립사이트는 구조 내 공극 양이온들의 비율이 매우 다양하다. 아날심이 산출되는 당산봉 및 용머리 응회암에서는 Na, 그리고 시추코아에서는 K와 Ca가 필립사이트의 주요 공극양이온이었다. 변질조직의 주사전자현미경 관찰에 의하면 필립사이트가 먼저 침전되고, 후기에 아날심이 충전하였다. 제주도의 여러 응회환/구 중에서도 층서적으로 가장 오래된 당산봉과 용머리 응회암에서 지표수와의 오랜 반응으로 불석광물들이 다량 생성되었고 비교적 연대가 젊은 다른 응회환/구에는 볼석이 거의 생성되지 않았다.

• 공업화학
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• 제16권6호
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• pp.857-864
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• 2005

탈알루미늄 및 알칼리/알칼리토금속 양이온으로 치환한 Y형 및 ZSM-5 제올라이트 촉매를 제조하였다. 전처리 후 Y형 및 ZSM-5 제올라이트의 Si/Al비는 증가하였고, bulk보다는 표면에서의 Si/Al비가 더 큰 것을 알 수 있었다. 전처리에 의해 제조된 Y형 및 ZSM-5 제올라이트의 골격구조 파괴는 주로 탈알루미늄 처리과정에서 Al 이온의 탈리에 의한 것이며, framework이 감소하고 non-framework이 증가하였다. 이러한 현상은 스팀처리 시간이 많아질수록 증가하였고, 양이온으로 치환함에 따라 더욱 심화되었음을 알 수 있었다. NO-TPD 실험결과, 전처리된 Y형 및 ZSM-5 제올라이트는 탈착봉우리가 저온으로 이동하였다. 또한 스팀처리 시간이 많은 촉매물질일수록 탈착온도가 더 낮은 온도로 이동하였다. 촉매의 활성은 치환된 양이온, Si/Al 함량비 및 탈알루미늄으로 변화된 골격구조에서 framework과 non-framework의 비율에 의존하였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제19권9호
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• pp.934-942
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• 1998

$^13CO$ chemisorbed on platinum particles in L-zeolite has been investigated by static and magic angle spinning NMR spectroscopy. The representative spectra are composed of a broad asymmetric peak with a center of gravity at 230±30 ppm and a sharp symmetric peak at 124±2 ppm which is tentatively assigned to physisorbed $CO_2$, on inner walls of L-zeolite. Overall, the broad resonance component is similar to our previous results of highly dispersed (80-96%) CO/Pt/silica or CO/Pt/alumina samples, still showing metallic characters. The principal difference is in the first moment value. The broad peak in the spectra is assigned to CO linearly bound to Pt particles in the L-zeolites, and indicates a distribution of isotropic shifts from bonding site to bonding site. The NMR results reported here manifest that the Pt particles inside of the L-zeolites channels are not collectively the same with the ones supported on silica or alumina with similar dispersion in terms of Pt particle shape and/or ordering of Pt atoms in a particle. As a result, Pt particles of CO/Pt/L-zeolite were agglomerated accompanying CO desorption upon annealing. There were no definite changes in the NMR spectra due to differences of exchanged cations. Comparison of our observation on CO/Pt/L-zeolite with Sharma et al.'s reveals that even when the first moment, the linewidtb, and the relaxation times of the static spectra and the dispersion measured by chemisorption are similar, the properties of Pt particles can be dramatically different. Therefore, it is essential to take advantage of the strengths of several techniques together in order to interpret data reliably, especially for the highly dispersed samples.

• 한국토양비료학회지
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• 제48권1호
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• pp.1-7
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• 2015

Global population is expected to reach nine billion in 2050 and the total demand for food is expected to increase approximately by 60 percent by 2050 as compared to 2005. Therefore, it is important to increase crop production in order to meet the global demand for food. Slow release fertilizers have been developed and designed in order to improve the efficiency of fertilizers. Mineral-based slow release fertilizers are useful because the minerals have a crystalline structure and are environmentally friendly in a soil. This review focuses on slow release fertilizers based on montmorillonite, zeolite, and layered double hydroxide phases as a host for nutrients, especially N. Urea was successfully stabilized in the interlayer space of montmorillonite by the formation of urea-Mg or Ca complex, $[(Urea)_6Mg\;or\;Ca]^{2+}$ protecting its rapid degradation in soils. Naturally occurring zeolites occluded with ammonium nitrate and potassium nitrate by molten salt treatment could be used as slow release fertilizer because the occlusion process increased the capacity of zeolites to store nutrients in addition to exchangeable cations. Additionally, surface-modified zeolites could also be used as slow release fertilizer because the modified surface showed high affinity for anionic nutrients such as nitrate and phosphate. Moreover, there were attempts to develop and use synthetic layered double hydroxide as a carrier of nitrate because it has positively charged layers which electrostatically bond nitrate anions. Kaolin was also tested by combining with a polymer or through the mechanical-chemical process for slow release of nutrients.

• 청정기술
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• 제15권2호
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• pp.122-129
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• 2009

철이 이온교환된 상업용 베타제올라이트를 $450{\sim}900^{\circ}C$ 범위에서의 소성 및 수열처리 온도에 따른 아산화질소 직접분해 반응성을 관찰하였다. Fe-베타제올라이트의 특성분석을 위하여 XRD, $N_2$ 흡착 및 탈착, $^{27}Al-NMR$, XPS 분석을 수행하였다. $900^{\circ}C$에서의 소성처리 온도 및 $750^{\circ}C$에서의 수열처리 후의 Fe-베타제올라이트의 비표면적 및 기공 부피는 30% 정도 감소하였지만, 감소 정도는 수열처리 후에 더욱 심각하게 관찰되었다. 하지만 격자 안의 Al은 이온 교환된 Fe에 의하여 $900^{\circ}C$에서의 소성처리 후에도 낮은 탈알루미늄화에 의해 안정된 사면체 형태의 Al 상태를 유지하였다. 소성 및 수열처리 온도 증가에 따라 아산화질소의 분해반응 온도는 증가하였고 수열처리 후의 비활성화가 소성처리 후보다 심각하게 관찰되었다.

• 청정기술
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• 제30권3호
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• pp.248-257
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• 2024

제올라이트는 기체 혼합물로부터 흡착을 기반으로 하는 이산화탄소 분리에 흡착제로써 사용할 수 있는 미세기공 재료 중 하나이다. 본 연구에서는 LTA-4A, FAU-13X 그리고 FAU-NaY에 대해 273, 298 그리고 323 K에서 30 bar까지 몬테카를로 방법을 이용하여 메탄과 이산화탄소의 순수한 기체의 흡착 등온선과 혼합물의 선택도를 계산하였다. 또한 제올라이트에서 메탄과 이산화탄소의 분리에 구조체의 유연성에 대한 연구를 수행하였다. 본 연구에서 사용한 제올라이트에는 메탄보다 이산화탄소가 유리하게 흡착하였다. FAU-13X가 가장 높은 흡착 능력을 나타내었다. 그러나 메탄에 대한 이산화탄소의 선택도는 LTA-4A가 보다 높았다. 견고한 구조체가 유연한 구조체 보다 흡착능력이 높았다. 구조체 유연성의 영향은 FAU 제올라이트는 적었으나 선택도에 대한 영향은 큰 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권4호
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• pp.420-430
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• 2005

본 연구는 연속적인 고온수증기에 의한 가수분해와 질산추출공정으로 제올라이트결정구조내의 알루미늄을 제거하여 Si/Al비를 높임으로서 친수성인 $NH_4Y$형 제올라이트를 VOCs제거용 소수성의 것으로 바꾸기 위해 수행하였으며, 이를 위해 펠렛으로 만든 3가지 $NH_4Y$형 제올라이트 시료들을 각각 스텐레스제 컬럼에서 $400^{\circ}C$, $500^{\circ}C$ 그리고 $600^{\circ}C$ 등 3가지 온도의 수증기와 4시간 동안 접촉시킨 후, 각 온도에서 처리된 제올라이트별로 제올라이트의 결정구조로부터 이탈한 알루미늄을 500 mL 플라스크 속에서 $90^{\circ}C$의 0.25 M, 0.50 M. 0.75 M, 그리고 0.10 M 등 4가지 농도의 질산용액으로 추출하였다. 그 결과 탈알루미늄된 제올라이트들의 XRD분석을 통해 $500^{\circ}C$와 $600^{\circ}C$의 수중기로 가수분해한 제올라이트들은 결정구조로부터 이탈한 알루미늄을 추출하기 위해 사용된 질산의 농도가 높은 것일수록 피크가 많이 일그러졌고, $400^{\circ}C$의 증기로 가수분해한 제올라이트들은 4가지 농도의 질산으로 처리한 모든 제올라이트들이 무정형으로 변환됨이 확인되었다. 또한 EDX분석을 통해 $600^{\circ}C$의 증기로 가수분해한 제올라이트들의 BET비표면적과 TPV값이 0.25 M과 0.50 M의 질산을 사용했을 때는 높은 농도의 질산으로 처리된 것이 컸고 0.75 M과 1.0 M의 질산을 사용했을 때는 작음이 확인되었다. 이상의 실험결과들로부터 친수성인 $NH_4Y$형 제올라이트를 소수성의 것으로 변환시키기 위한 수증기의 온도는 $500^{\circ}C$와 $600^{\circ}C$가, 그리고 질산의 농도는 0.5 M이 적합한 것으로 결론지을 수 있고, 이와 같은 결론은 BET비표면적과 TPV값과 같은 경향을 보인 벤젠과 톨루엔의 흡착용량측정결과로 입증되었다. 탈알루미늄된 제올라이트들의 수분에 대한 Si/Al비와 흡착용량은 각각 높은 농도의 질산으로 처리된 것일수록 증가하고 감소하여 소수성이 증가함을 나타내었다.