陽이온 交換된 天然제올라이트의 CO氣體 吸着性質

金淙澤,朴斗善 경북대학교 공과대학 1985 工大硏究誌 Vol.14 No.-

The infrared spectra of cation exchanged natural zeolites were obtained and the adsorption isotherms of CO gas adsorbed on those samples were obtained. The adsorptions of CO gas on the Na^+ cation exchanged samples took place considerably more than on the other cations exchanged ones. The relative adsorption capacities of CO gas were in decreasing order of Ni^2+>Co^2+>Cu^2+. This tendency was related to the polarizing power of exchanged cations.

Quantum Chemical Consideration of CO Adsorption over Cation Exchanged Faujasite

Park, Doo Seon,Kim, Jong Taik,Kim, Myung Chul,Hong, Sang Phyo 한국화학공학회 1990 NICE Vol.8 No.4

CNDO/2 calculation for atomic charges Wiberg bond orders and adsorption energies of CO molecules on the cluster model whose Si/Al ratio varied were carried out. The data for the normal cluster and dealuminated cluster were compared. Decationization energies of the canons increased with the charge densities of canon and number of aluminum involved. Adsorption process of CO on the monovalent canons such as , Li^-, Na^+ and divalent canons, Be^(2+), Ca^(2+), and Mg^(2-) was supposed to be occurring by the donation of non-bonded electrons from CO. The decationization energies of canons obviously decreased by the dealumination process. Adsorption energies of CO on the canons generally decreased ache dealumination took place except the case of H^+ and Na^+.

Alcohol 과 Silane 으로 처리한 Silica 의 표면특성(2)

김종택,박두선 한국화학공학회 1983 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.21 No.4

실리카를 실란誘導體 및 알코올로 處理하여 吸着特性을 調査하였다. Shapiro와 Kolthoff가 提案한 실리카의 表面處理程度를 決定하는 方法으로 메틸레드 吸着을 施行한 結果, 메틸알콜 또는 디클로르메틸실란으로 處理된 실리카가 處理效果가 대체로 좋았고, 트리메틸 클로르실란, 디메디틸클로르실란, 트리클로르메틸실란 등 尨大한 알킬기를 지닌 실란으로 處理된 경우는 效果가 좋지 않음을 나타내었다. 處理溫度에 따른 效果는 모든 경우에 250∼300℃에서 가장 좋음을 알 수 있었다. 處理된 실리카의 암모니아 및 프로판에 對한 吸着等穩線은 Brunauer의 5型式中 第II型을 잘 滿足하였으며 吸着量은 表面의 히도록실基의 量에 比例하였다. 吸着量은 메틸알콜로 處理된 것이 가장 많았고, 트리클로르에틸실란으로 處理한 것이 가장 적었다. 첫번째 吸着層을 形成하는 吸着熱은 암모니아 吸着의 경우 6∼7Kcal/㏖이었다. The adsorption properties of silicas treated with silane derivatives or alcohols have been investigated. According to methylred adsorption method proposed by Shapiro and Kolthoff to determine the extent of modification of silica surface, methylalcohol or dichloromethyl silane treated silica was found most effectively modified. But the silicas treated by silanes which have bulky alkyl groups such as trimethylchloro silane, tricholroethyl silane, dimethyldichloro silane and ethylalcohol turned out to be less effective. The adsorption isotherms for ammonia gas adsorbed on the modified silicas gave a better fit to type II isotherms among the Brunauer's five types of adsorption isotherms. And adsorption capacities were proportional to the amounts of the surface hydroxyl groups, it was found that methylalcohol treated silica had remarkable adsorption capacity, and tricholorethyl silane treated silica exhibited less capacity. The heats of adsorption for the first first layer(Q₁) of the modified silicas for ammonia adsorption were 6∼7 ㎉/㏖.

Adsorption Properties of Silicas Treated with Silane Derivatives or Alcohols

Kim, Jong-Taik,Park, Doo-Seon 경북대학교 공과대학 1982 工大硏究誌 Vol.11 No.-

실리카를 실란誘導體 및 알코올로 處理하여 吸着特性을 調査하였다. Shapiro 와 Kolthoff 가 提案한 실리카의 表面處理程度를 決定하는 方法으로 메틸레드 吸着을 施行한 結果, 메틸알콜 또는 디클로르메틸실란으로 處理된 실리카가 處理效果가 대체로 좋았고, 트리메틸 클로르실란, 디메틸디클로르실란, 트리클로르메틸실란 등 尨大한 알킬기를 지닌 실란으로 處理된 경우는 效果가 좋지않음을 나타내었다. 處理溫度에 따른 效果는 모든 경우에 250~300℃에서 가장 좋음을 알 수 있었다. 處理된 실리카의 암모니아 및 프로판에 對한 吸着等溫線은 Brunauer의 5型式中第二型을 잘 滿足하였으며 吸着量은 表面의 히드록실基의 量에 比例하였다. 吸着量은 메틸알콜로 處理된 것이 가장 많았고, 트리클로르에틸실란으로 處理한 것이 가장 적었다. 處理된 실리카의 水分에 對한 吸着量은 未處理된 것보다 훨씬 적었으며 그 傾向은 모노메틸실란, 디메틸실란, 트리메틸실란의 順이었다. 첫 번째 吸着層을 形成하는 吸着熱은 암모니아 吸着의 경우 6-7Kcal/mol, 프로판의 경우 4-5Kcal/mol 이었다.

QUANTUM CHEMICAL CONSIDERATION OF CO ADSORPTION OVER CATION EXCHANGED FAUJASITE

Park, Doo Seon,Kim, Jong Taik,Kim, Myung Chul,Hong, Sang Phyo 한국화학공학회 1990 Korean Journal of Chemical Engineering Vol.7 No.3

CNDO/2 calculation for atomic charges, Wiberg bond orders and adsorption energies of CO molecules on the cluster model whose Si/Al ratio varied were carried out. The data for the normal cluster and dealuminated cluster were compared. Decationization energies of the cations increased with the charge densities of cation and number of aluminum involved. Adsorption process of CO on the monovalent cations such as H^+, Li^+, Na^+ and divalent cation, Be(2+), Ca^(2+), and Mg^(2+) was supposed to be occurring by the donation of non-bonded electrons from CO. The decationization energies of cations obviously decreased by the dealumination process. Adsorption energies of CO on the cations generally decreased as the dealumination look place except the case of H^+ and Na^+.

Faujasite 제올라이트의 CO 흡착에 대한 양자화학적 연구

김종택,이종렬,박두선 한국화학공학회 1989 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.27 No.5

여러 가지 양이온이 교환된 faujasite type 제올라이트와 CO 분자간의 상호작용과 제올라이트의 전자구조를 교환된 양이온의 종류, 제올라이트 골격 내의 Si/Al의 비에 따라 양자화학적 방법의 하나인 CNDO/2 법을 사용하여 계산하였다. 제올라이트 골격 내의 전자밀도는 Si/Al의 비가 감소할수록 증가하였으며, T-O간의 결합차수는 Si/Al의 비가 감소함에 따라 전반적으로 감소하였다. 제올라이트에 교환되어 있는 양이온과 CO간의 상호작용은 양이온의 정전기적 장의 세기와 밀접한 관계가 있었으며, Be^(2+)>Mg^(2+)>Li^+>Ca^(2+)>Na^+>H^+의 순서이었다. 제올나이드에 CO가 흡착되면 CO의 C-O간 결합차수는 증가하였으며, 이것은 IR 결과와 좋은 상관관계를 나타내었다. The CNDO/2 method was used to investigate the electronic structure and the interaction of CO molecules with the exchanged cations in the zeolites which have various Si/Al ratios. The electron densities of zeolites increased and the bond orders of T-O generally decreased with decreasing the Si/Al ratio. The strength of bond between CO molecules and the exchanged cations in the zeolites increased in the following order:H^+<Na^+<Ca^(2+)<Li^+<Mg^(2+)<Be^(2+). The interaction strength increased obviously with the electrostatic field of cations. The C-O bond orders of CO molecules interacting with the exchanged cations in the zeolites increased compared to those of free CO molecule. This was in a good agreement with IR results.

CNDO / 2 MO Calculations for the Electronic Structure of Silicas and Zeolites Ⅰ. Adsorbed Carbon Monoxide

김종택,박두선,Jong Taik Kim,Doo Seon Park Korean Chemical Society 1987 대한화학회지 Vol.31 No.1

실리카 및 제올라이트의 OH기 또는 교환된 양이온과 CO분자간의 상호작용과 전자구조를 살펴보기 위하여 CNDO/2계산을 행하였다. 실리카의 OH기와 CO분자간의 상호작용에너지는 약 12kcal/mol이었고, 그 결합거리, R(O-H${\cdots}$C)는 2.6${\AA}$이었다. 여러가지의 양이온과 CO분자와의 결합강도는 $H^+ < Na^+ < Li^+$의 순이었는데, 그것은 양이온의 정전기적 장의 세기와 일치하였다. 또한 OH기나 양이온과 결합하고 있는 CO분자의 결합차수는 OH-CO type의 경우를 제외하고는 모두 증가하였다. 제올라이트에 있는 양이온을 떼어내는데 필요한 에너지는 $H^+ > Li^+ > Na^+$의 순이었으며, 이것은 제올라이트의 골격으로부터 양이온으로 이동되는 전하의 양과 관계가 있다. The CNDO/2 method has been used to calculate the electronic structure of the zeolites and silicas, and to investigate the interaction of CO molecules with the OH groups or the exchanged cation in the zeolites. The interaction energies of CO molecules with OH groups in silica were ca. 12kcal/mol, the bond distance, R(O-H${\cdots}$C) was 2.6${\AA}$. The strength of bond between CO molecules and various types of cations in the zeolites was in the following order: $H^+ < Na^+ < Li^+$, i.e., this increased with increasing electrostatic field of cations. The bond orders of CO molecules interacting with the OH groups or the cations increased but for the OH-OC type interaction. The theoretical decationization energies of exchanged cations in the zeolites decreased in the order: $H^+ > Li^+ > Na^+$. And these energies depended on the amount of charge density transfered from the skeleton to the cations in order to compensate its negative charge.

알킬알코올의 수소결합에 대한 적외선분광법 및 반경험적분자궤도함수의 계산

김종택,박두선,Jong Taik Kim,Doo Seon Park 대한화학회 1987 대한화학회지 Vol.31 No.1

알킬알코올의 OH 신축진동 영역에서의 적외선 스펙트라를 $CCl_4$용액내에서 농도를 변화시켜가면서 얻었다. OH신축진동 흡수띠는 수소결합의 형성으로 넓게 낮은 파수영역으로 이동된다. 이러한 띠들을 simplex법을 이용한 컴퓨터프로그램으로 분해하여 3개의 띠를 얻었으며, 각 띠들을 여러가지 형태로 수소결합을 하고 있는 OH기로 구분하였다. 또한 dimer혹은 trimer로 수소결합하고 있는 알코올구조들의 전자구조와 상호작용 에너지를 반경험적 분자궤도 함수법(CNDO/2, INDO)으로 계산하였다. 이들 계산결과는 분해된 적외선 스펙트라의 결과와 잘 일치하였다. 수소결합 형성에 대한 알킬기의 전자구조 효과는 부틸>프로필>에틸>메틸기의 순이었으나, 실험결과에서는 프로필>에틸>부틸>메틸기의 순으로 나타났다. 이것은 부탄올의 벌키성때문인 것으로 생각한다. 제외하고는 모두 증가하였다. 제올라이트에 있는 양이온을 떼어내는데 필요한 에너지는 $H^+\;>\;Li^+\;>\;Na^+$의 순이었으며, 이것은 제올라이트의 골격으로부터 양이온으로 이동되는 전하의 양과 관계가 있다. Infrared absorption spectra of alkyl alcohols in the OH stretching region were obtained from varying the concentrations of alcohols in $CCl_4$. The OH stretching bands were broadened and shifted to lower frequencies due to the hydrogen-bond formation. Three bands were obtained from the breakdown of these bands by the simplex method. Each band was assigned to various types of hydrogen-bonded OH groups. The electronic structures and interaction energies of dimeric and trimeric alcohols were calculated by semi-empirical MO(CNDO/2, INDO) methods. These results were in good agreement with those of deconvoluted ir spectra. The EDA(electron donor-acceptor) effect of alkyl group on hydrogen-bond formation was in the decreasing order of butyl > propyl > ethyl > methyl group. On the other hand, the experimental results were in the order : propyl > ethyl > butyl > methyl group. This seemed to be ascribed to the bulkiness of butyl alcohol.

Faujasite 제올라이트의 CO2 흡착에 대한 양자화학적 연구

박두선,이종렬,김종택 ( Doo Seon Park,Jong Ryul Lee,Jong Taik Kim ) 한국화학공학회 1989 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.27 No.5

The CNDO/2 method was used to study the interaction of CO₂ molecules with the cations situated in the S_Ⅱ site of faujasite zeolites which have various Si/Al ratios. It was found that correlation between the electrostatic field strength of exchanged cations in the zeolites and interacting CO₂ molecules. The strength of interaction between them has the following order: Mg^(2+)> Ca^(2+)> Li^+ >Na^+. When plotting the calculated C-O bond orders of CO₂ interacting with the cations and the asymmetric stretching vibrational frequencies of corresponding CO₂, quite good correlation was obtained.