The Preparation and Characterization of X-Type Zeolite

The Preparation and Characterization of X-Type Zeolite

The Preparation and Characterization of X-Type Zeolite.pptx

목차 1.실험 목적 2.실험 원리 - Zeolite의 정의/구조/종류/성질 - IR의 원리와 적용- 이온교환원리 - 실험에 필요한 시약의 성질 3.실험 기구 및 시약 4.실험 방법 5.실험 결과 6.주의사항 본문 실험목적 X-type Zeolite의 나트륨 형태인 NaX를 제조하고 확인한다. (IR Spectroscopy) X-type Zeolite의 이온교환 성질을 알아본다. 실험원리 Zeolite의 정의/구조/종류/성질 IR의 원리와 적용 이온교환원리 실험에 필요한 시약의 성질 Zeolite의 정의 끓는(zein) 돌(litos)이라는 그리스어에서 유래한 알루미노 규산염 (aluminosilicate) 의 총칭 다공성 물질 : 물질의 내부나 표면에 작은 빈틈이 많이 있는 성질 Zeolite의 구조 AlO4와 SiO4가 네 개의 산소를 공유하면서 일정한 결정성 3차원적으로 무한히 연결된 구조 (정사면체 TO4) Zeolite의 종류 천연 40여종, 합성150여종으로, Zeolite A,X,Y는 sodalite를 기본 단위로 한다. 소달라이트 단위 (sodalite unit) : 정팔면체의 각 꼭지점을 잘라내면 얻어지는 모형으로 꼭지점이 잘린 정팔면체 (truncated octahedral) Zeolite의 종류 A type Zeolite : 입구크기는 지름 3-5 Å, 지름 11 Å 큰 내부동공 X/Y type Zeolite : 실리콘과 알류미늄의 비율(Si/Al)에 따라 구분. - X type Si/Al = 1~1.5 / Y type Si/Al= 1.6~3 입구크기가 7.4 Å이며 내부에 13 Å 크기의 지름을 갖는 동공존재. ZSM-5 / Zeolite-L : 채널(channel)형 Zeolite ZSM-5의 경우 5Å 정도 크기의 채널이 직교 Zeolite-L의 경우 직경이 7.1 Å 크기의 채널이 한 방향으로 흐름 X type Zeolite 일반식 : Mx/n (AlO2-)x(SiO2)y zH2O x,y :정수. y/x는 1이상의 값 n: 음전하와 균형을 이루는 양이온 z: 단위 cell내 물 분자 수 양이온 교환 특성 - Na이온 Zeolite입자들로 채워진 관을 통해 경수를 통과시키면 2족 양이온들은 Na이온들을 밀어냄 흡착 및 분자체 특성 - Zeolite에 있는 구멍은 작은 공유결합 분자들을 잡기에 적당한 크기 촉매 특성 - Zeolite의 양이온을 proton으로 교환하면 이는 Lewis산으로 행동 기체분리 - Zeolite는 선택적으로 기체를 흡수 분자 내 진동은 양자화되어 있으므로 정해진 일정 진동수에서만 흡수가 일어나는데 분자에 주어지는 적외선 진동수가 분자의 고유 진동수와 일치하면 적외선이 분자에 흡수되고, 분자 내에서 일어나는 stretching mode나 bending mode의 진폭이 증가하게 된다. 이 성질을 이용한 것이 IR spectrum이다. Zeolite를 식별하고 투명도를 측정하기 위해 IR을 이용하는데, AlO4의 개별적인 신호를 식별하는 것은 불가능하지만, vibrational 진동수는 평균 위치를 알려준다. 이온 교환 원리 Zeolite의 특징들 중 하나는 양이온을 교환하는 능력이다. Si4+와 Al3+의 조합은 양전하 부족을 일으키고, 이는 교환 가능한 양이온으로 균형이 맞추어지게 된다. 우리는 실험에서의 생성물이 이온 교환능력을 가지고 있는지 간단한 test를 통해 확인 할 수 있다. NayX + nCoCl2 ConNay-2nX + 2nNaCl 키워드 Zeolite, 실험, type, 교환, 양이온