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        초기 pH 가 제올라이트성 ETS - 계열의 결정화반응에 미치는 영향

        김화중,김윤상 ( Wha Jung Kim,Youn Sang Kim ) 한국공업화학회 1998 공업화학 Vol.9 No.1

        새로운 미세공구조를 갖는 제올라이트성 물질인 ETS-4와 ETS-10의 합성에 pH가 미치는 영향을 조사한 결과, pH가 10.4인 경우 세공의 크기가 약 8Å인 ETS-10가 합성되는 반면 pH가 증가하면서 두 종류가 동시에 합성되는 것을 알 수 있었다. 그러나 pH가 11.5인 경우에는 순수한 ETS-4만이 합성되는 것을 알 수 있었다. Morphology를 보면 ETS-10의 경우 정점이 잘린 두 개의 피라미드를 겹쳐놓은 형상에서 pH가 증가함에 따라 순수한 ETS-4의 경우 판상형의 결정체들이 형성되는 것을 알 수 있었다. The effects of initial pH on the synthesis of new microporous zeolitic materials, ETS-4 and ETS-10 were investigated with the initial pH from 10.4 to 11.5. The results showed that initial pH significantly affects the type of ETS-series materials to be crystallized ; that is, pure ETS-10 at 10.4 of pH, mixture of ETS-10 and ETS-4 at intermediate pH, and pure ETS-4 at 11.5 of pH. Micrographs show that the morphology of final solid product changes from the shape contacting the bottom sides of two truncated pyramids to the plane-like shape as initial pH increases. v

      • SCOPUSKCI등재

        MCM-41 분자체의 합성에 초기 pH 가 미치는 영향

        김화중,유재철 ( Wha Jung Kim,Jae Churl Yoo ) 한국공업화학회 1997 공업화학 Vol.8 No.3

        Mesoporous 분자체인 MCM-41의 합성시, 수열 반응 전에 실시되는 반응용액의 초기 pH 조절이 MCM-41의 합성 및 특성에 미치는 영향에 관하여 연구하였다. 반응중간에 추가적인 pH의 조절없이, 초기 반응용액에 대한 1회의 pH 조절을 통하여 30Å에서 40Å에 이르는 기공 크기 및 1000m²/g 이상의 높은 비표면적을 갖는 MCM-41 분자체를 합성할 수 있었다. 그 결과, pH 조절은 실리카원으로 사용되는 polymeric Na^+ -silicate로부터 반응성이 높은 mnnomeric Na^+ -silicate를 원활하게 공급되도록 하여 우수한 열적 안정성을 나타내며 hexagonal 구조가 발달된 MCM-41의 형성에 큰 영향을 미친다는 것을 확인할 수 있었다. A mesoporous molecular sieve, MCM-41, was synthesized and the effect of various initial pH of reaction mixtures on the synthesis and physical properties of MCM-41 was investigated. Adjustment of initial pH for reaction mixtures was made before starting hydrothermal reaction rather than during the reaction. Highly crystalline MCM-41 which shows pore diameters of 30Å to 40Å and specific surface areas greater than 1000 m²/g has been successfully prepared through a single adjustment of initial pH. Results also suggest that the initial pH adjustment has a significant effect on the formation of MCM-41 with a long-range ordered hexagonal array and an excellent thermal stability. Finally, it is speculated that the adjustment of initial pH might accelerate the dissolution of stable polymeric sodium silicate to highly reactive monomeric sodium silicate resulting in well-ordered MCM-41.

      • SCOPUSKCI등재

        규칙화 역과정 방법을 이용한 Ar-Ar의 분자간 위치에너지 결정

        김화중,김영식,Kim, Hwa Joong,Kim, Young Sik 대한화학회 1996 대한화학회지 Vol.40 No.1

        분광학적 실험 자료들로부터 안정하고 정확한 위치에너지를 역으로 얻어내는 방법에 대하여 연구하였다. 이러한 역과정 방법은 비선형 역과정 문제에서 야기되는 불안정성을 위치에너지가 유연하게 연속적이라는 제한 조건을 사용하여 최적의 해를 얻어내는 Tikhonov의 규칙화에 기초를 두고 있다. 이 방법의 장점은 특정한 형태의 위치에너지 변수를 맞추는 보통의 방법과는 달리 위치에너지를 분자간 거리의 연속함수로 다루었다. 이 방법을 실험적으로 얻은 Ar-Ar계의 분광학적 자료에 적용하여 전 구간에서 정확한 위치에너지를 찾아가는 것을 보여주었고, Morse나 RKR 방법으로 얻은 위치에너지의 부정확한 먼거리 인력 부분을 보정할 수 있음을 보여주었다. A stable and accurate inverse method for extracting potential from spectroscopic data studied. The method is based on the Tikhonov regularization method to overcome the possible instability of nonlinear inverse problems using a priori smooth properties of the potential energy surface. The merit of this method is to treat the potential as continuous functions of the intermolecular coordinates instead of the conventional parameter fitting of restricted potential forms. Numerical study for the Ar-Ar show that from spectroscopic data the exact potential has been recovered whole region and the discrepancies by the dispersion force observed at the large distance between the exact and Morse potential or from RKR method can be eliminated by this method.

      • SCOPUSKCI등재

        저온 상압하에서 ZSM -5 의 결정화 반응

        김화중,이명철,김조웅,하재목 ( Wha Jung Kim,Myung Churl Lee,Jo Woong Kim,Jae Mok Ha ) 한국공업화학회 1997 공업화학 Vol.8 No.2

        환류장치를 이용하여 저온-상압하에서 ZSM-5의 결정화 반응을 수행하였다. 반응에 사용된 물조성은 7.83Na₂O-0.25Al₂O₃-100SiO(₂-x)TPAB(r-y)H₂O로써 x는 1 몰 및 3몰, y는 3000몰, 3500 몰, 및 4000 몰이었다. 또한 저온-상압하에서 수행한 반응속도 연구를 통하여 얻어진 기초 자료를 토대로 Na₂O, TPABr 및 H₂O를 주요 인자로 한 2³ factorial 실험을 수행한 결과 물의 농도가 가장 중요한 인자임을 알 수 있었다. 생성된 결정은 형태가 매우 균일하고 잘 발달된 결정임을 알 수 있었고 BET 표면적은 평균 410m²/g에 이르는 것을 알 수 있었다. ZSM-5 was crystallized at low temperature and atmospheric pressure using reflux unit. The overall molar composition used in this study was 7.83Na₂O-0.25Al₂O₃-100SiO(₂-x)TPAB(r-y)H₂O where x is 1 and 3 mol, and y is 3000 mol, 3500 mol, and 4000 mol. 2³ factorial experiments were performed with the results of kinetics studies, showing Na₂O, TPABr, and H₂O as main factors. The result suggested that the concentration of H₂0 is the most important. The morphology of final product was very uniform showing well-defined crystals with BET surface area of ca. 410 m²/g.

      • SCOPUSKCI등재

        고중력에서 MFI 형 Zeolite 인 Silicalite 결정의 합성 및 성장에 관한 연구

        김화중,이준 ( Wha Jung Kim,Joon Lee ) 한국공업화학회 1991 공업화학 Vol.2 No.2

        실리카가 많이 함유된 제올라이트 즉 silicalite(end member of ZSM-5)를 2.55 Na_2O-5.0 TPABr-100 SiO_2-2800 H_2O조성으로 180℃에서 7일간 반응시켜 합성하였다. Silicalite 합성을 위한 최초 반응물들이 담겨진 autoclave들은 반응기간 중 고중력장을 얻기 위하여 특수제작된 열풍식 항온조 내에서 원심분리되었다. 반응은 1, 30 및 50G에서 수행되었다. 30 및 50G의 고중력하에서 합성된 silicalite의 평균 및 최대 결정크기는 동일 조건하의 1G에서 합성된 결정들보다 현저하게 증가되었고, 수율도 4%에서 55%정도까지 약 11배가 증가 되었다. 1G에서 얻어진 silicalite 결정의 평균크기는 1일에서 7일에 걸친 전 반응기간을 통하여 50-7O㎛에 불과한 반면, 30 및 50G에서 얻어진 결정의 평균크기는 160-190㎛로 2-3배 증가된 결과가 나타났다. 더욱 특이할만한 현상으로 고중력하에서는 핵심생성과 결정성장이 뚜렷하게 2 단계에 걸쳐 나타남이 관측되었다. 예로써 50G하에서는 단지 2 내지 3일간의 반응 후에 평균 135㎛ 정도의 silicalite 결정이 생성되는 비교적 빠른 제 1 성장단계(first growing stage)를 보였고, 이어 5일에 이르기까지 평균 200㎛ 정도의 결정이 되는 매우 빠른 제 2성장단계(second growing stage)가 관찰되었다. 위의 2단계 결정성장과정에서 얻어진 최대결정 크기는 각각 190 및 300㎛이었다. 고중력이 결정핵 생성, 성장, 수율 및 silicalite 결정의 크기에 미치는 영향들에 관하여 자세히 논의하였다. Highly-siliceous dealuminated zeolite, silicalite(end member of ZSM-5) was synthesized from a batch composition of 2.55 Na_2O-5.0 TPABr-100SiO_2-2800H_2O at 180 ℃ and at times ranging from one to seven days of reaction time. Autoclaves containing the synthesis mixture were centrifuged within the specially-equipped convection oven to provide an elevated gravitational force field like 30 and 50 G. Tests were also conducted at normal gravity. For synthesis performed under elevated gravities, average and maximum crystal sizes were substantially greater than those synthesized under normal gravity and product yields were also found to be affected by elevated gravity ; that is, product yields were substantially enhanced under elevated gravity from 4% to 55% with respect to normal gravity. The average crystal sizes of silicalite synthesized at normal gravity were 50 to 70 ㎛ over an entire range of reaction time, one to seven days while the average crystal sizes synthsized under elevated gravities, 30 and 50 G, were 160 to 190 ㎛ respectively. For the elevated gravity, in particular, two separate nucleations and growths were observed. For examples, at 50 G, large crystals of 200 ㎛ were produced through the second growing stage after 5 days of reaction following the rapid first growing stage where fairly large crystals of 135 ㎛ were produced only in 2 days of reaction. The maximum crystal sizes obtained through the above two growing stages were 190 and 300 ㎛, respectively. A discussion of how elevated gravity affects nucleation, growth, yield and crystal size of silicalite is presented.

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