[무기화학실험] 제올라이트의 합성

 나를 힘들게 하던 무기 실험 공부가 시작되었다........

그나저나 지난 학기에 항상 실험노트를 여러권 붙여서 쓰곤했는데 이번학기에는 큰맘먹고(?) 비싼 옥스포드 A4노트를 샀단 말이죠?

 근데 뒤에 종이가 너무 많이 남았어,,,,,,

 이거 노트에서 분리해서 이면지나 여러가지 용도로 쓰려구요,,,,

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1. 제목 : 제올라이트의 합성

 

2. 목적 

• 제올라이트의 화학식, 구조와 그 특징을 알아본다.
• x-type 제올라이트이 나트륨형태(NaX) 제조와 이의 특성을 알기 위한 실험을 진행해본다. 

 

3. 이론

 1) Zeolite : 4개의 산소가 실시콘과 알루미늄 원자를 둘러싼 결정 구조가 무한히 연결된 구조.  알루미늄 규산물이다. 

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• 화학식: Mn/x(AlO2)n(SiO2)192-n (77 ≤ n ≤ 96, X=  # of valenced electron of metal)
• 내부의 나노크기 구멍에 물 분자를 채우고 있으며, 이 zeolite 속 미네랄 그룹을 faujasite라고 한다. 
• 특정 양이온의 종류에 따라 케올라이트의 물리화학적 성질이 달라진다. 

 (1) 명명법

숫자 + 알파벳 + 제올라이트

• 숫자는 Å 단위의 내부 기공의 크기를 말한다.
• 알파벳은 Si / Al의 비에 따라 나뉘는 제올라이트의 type을 의미한다. 

type	Si / Al	특이사항
A	= 1	메탈로 K+ 가 첨가
X	≤ 2	나트륨이 첨가.
Y	≥ 2

 

(2) Zeolite-X

• 바깥의 12ring 구조를 가지는 원형 입구는 12 Å를 가지며 내부의 공간은 7.4 Å이다.
• 실리콘, 알루미늄, 산소로 SODALITE CAGE 구조(ß cage) 를 가진다. 이가 모여 hexagenal prisms 나 double six-ring(D6R) 구조를 이룬다. 
• 골조는 음이온성 골조로, 안정적이다.  >> 골격의 전하 차이에 의한 양이온 교환 성질을 가진다.

(3) 제올라이트의 기타 특징

• 이온교환제 (ion exchange) : 제올라이트 표면의 음이온 (silicate)로 불안정하다. 이를 안정화시키기 위해 다양한 양이온이 붙어있는데, 이로 타 양이온과 교환될 수 있는 성질을 가진다. 
• 촉매 ( catalyst) : 제올라이트의 표면을 proton으로 치환할 시 고체상태에서 강한 산의 성질을 보인다. 이 특성으로 촉매로 이용될 수 있다. 또한 기공 내에 형성된 기공보다 작은 사이즈의 물질이 얻어지므로 size selective와 shape selective 또한 가진다.
• 흡착제 및 탈수제 : 제올라이트의 표면적이 크기에, 특정 성질을 가지는 물질을 흡착해 그 성질을 극대화 할 수 있다. 
• 결정성, 다공성 물질이다.

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4. 시약 및 기구 생략

 

5. 실험 방법 생략

 

6. 결과 생략

 

7. 토의 생략