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- 저자 : Dong-Hoon Seoung(성동훈) (검색결과 3 건)
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집속 회전형 X-선원과 이차원 검출기를 이용한 광물의 실시간 상전이 연구
성동훈,이용문,이용재,Seoung, Dong-Hoon,Lee, Yong-Moon,Lee, Yong-Jae 대한자원환경지질학회 2012 자원환경지질 Vol.45 No.2
최근 개발된 상용 X-선원들은 기존 선원들에 비하여 비약적으로 증가된 휘도와 집속율을 보임으로써 다양한 형태의 연구실 규모의 분말회절 분석을 가능하게 하고 있다. 더욱이, 개선된 소프트웨어 및 시료환경 장치와 더불어 2차원 검출기의 성능향상은 다양한 온도, 압력하에서의 상전이 현상 및 이온교환 반응과 같은 새로운 형태의 실시간 및 시간분해 회절실험을 가능하게 하고 있다. 본 논문에서는 (1) 나트로라이트의 이온교환 특성에 관한 실시간 측정, (2) 이온교환된 나트로라이트의 탈수 및 열팽창 특성에 관한 실시간 측정, (3) 이온교환된 나트로라이트의 정수압(靜水壓) 하에서의 상전이 현상의 관찰 등의 내용을 소개하고자 한다. 측정된 회절자료의 양과 품질은 각 반응의 진행경로를 확인할 수 있게 하고 선택된 자료의 리트벨트 분석을 통해 구조해석까지 가능케 한다. 이와 같은 형태의 개별 연구실 기반 실시간 회절분석 연구는 추후 연관되어 수행될 방사광가속기를 이용한 보다 특화된 실험에 대한 사전 예측성을 더욱 증가시킬 것으로 사료된다. The increased brightness and focused X-ray beams now available from laboratory X-ray sources facilitates a variety of powder diffraction experiments not practical using conventional in-house sources. Furthermore, the increased availability of 2-dimensional area detectors, along with implementation of improved software and customized sample environmental cells, makes possible new classes of in-situ and time-resolved diffraction experiments. These include phase transitions under variable pressure- and temperature conditions and ion-exchange reactions. Examples of in-situ and time-resolved studies which are presented here include: (1) time-resolved data to evaluate the kinetics and mechanism of ion exchange in mineral natrolite; (2) in-situ dehydration and thermal expansion behaviors of ion-exchanged natrolite; and (3) observations of the phases forming under controlled hydrostatic pressure conditions in ion-exchanged natrolite. Both the quantity and quality of the in-situ diffraction data are such to allow evaluation of the reaction pathway and Rietveld analysis on selected dataset. These laboratory-based in-situ studies will increase the predictability of the follow-up experiments at more specialized beamlines at the synchrotron.
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Elastic Behavior of Zeolite Mesolite under Hydrostatic Pressure
이용재,이용문,성동훈,장영남,Lee, Yong-Jae,Lee, Yong-Moon,Seoung, Dong-Hoon,Jang, Young-Nam The Korean Society of Economic and Environmental G 2009 자원환경지질 Vol.42 No.5
제올라이트 메소라이트($Na_{5.33}Ca_{5.33}Al_{16}Si_{24}O_{80}{\cdot}21.33H_2O$)에 대한 고압에서의 회절자료가 200 마이크론 크기로 단색화 된 방사광가속기 X-선원과 다이아몬드 앤빌셀을 사용하여 5 GPa까지 측정되었다. 물과 알코올을 사용한 수압 하에서 메소라이트의 초기 탄성 특성은 0.5 GPa에서 1.5 GPa 사이에서 일어나는 ab-평면의 연속적인 팽창과 c-축 상의 수축에 기인한 전체적인 격자부피의 팽창으로 관찰된다. 이후의 압력에서는 회절패턴의 변화로부터 질서-무질서 전이의 증거가 보여진다. 메소라이트의 c-축에 평행한 채널에는 양이온으로서 소디움과 칼슘이 b-축 방향으로 1:2 비율의 질서 있는 배열을 보이고 있는데 이로 인해 1.5 GPa까지 에서는 이러한 배열의 증거인 $3b_{natrolite}$ 격자패턴이 관찰된다. 격자부피의 확장 이후 1.5 GPa 이상에서 2.5 GPa 까지 에서는 격자부피 변화의 정도가 약해지며, 양이온의 무질서적인 배열에 의한 $b_{natrolite}$ 격자패턴이 관찰된다. 이후 압력의 계속된 증가는 점진적인 격자부피의 감소를 유발시키며 새로운 형태의 질서 있는 배열상을 지시하는 $3c_{natrolite}$ 격자패턴으로의 변화를 보여준다. 이로부터 압력에 의한 초수화 상태의 메소라이트는 질서-무질서-질서 형태의 채널 내부 혹은 채널간의 양이온 배열패턴 변화를 겪는 것으로 추정할 수 있다. Powder diffraction patterns of the zeolite mesolite ($Na_{5.33}Ca_{5.33}Al_{16}Si_{24}O_{80}{\cdot}21.33H_2O$), with a natrolite framework topology were measured as a function of pressure up to 5.0 GPa using a diamond-anvil cell and a $200{\mu}m$-focused monochromatic synchrotron X-ray. Under the hydrostatic conditions mediated by pore-penetrating alcohol and water mixture, the elastic behavior of mesolite is characterized by continuous volume expansion between ca. 0.5 and 1.5 GPa, which results from expansion in the ab-plane and contraction along the c-axis. Subsequent to this anomalous behavior, changes in the powder diffraction patterns suggest possible reentrant order-disorder transition. The ordered layers of sodium- and calcium-containing channels in a 1:2 ratio along the b-axis attribute to the $3b_{natrolite}$ cell below 1.5 GPa. When the volume expansion is completed above 1.5 GPa, such characteristic ordering reflections disappear and the $b_{natrolite}$ cell persists with marginal volume contraction up to ca. 2.5 GPa. Further increase in pressure leads to progressive volume contraction and appears to generate another set of superlattice reflections in the $3c_{natrolite}$ cell. This suggests that mesolite in the pressure-induced hydration state experiences order-disorder-order transition involving the motions of sodium and calcium cations either through cross-channel diffusion or within the respective channels.
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Elastic Behavior of Zeolite Mesolite under Hydrostatic Pressure
Yongjae Lee(이용재),Yongmoon Lee(이용문),Dong-Hoon Seoung(성동훈),Young-Nam Jang(장영남) 대한자원환경지질학회 2009 자원환경지질 Vol.42 No.5
제올라이트 메소라이트(Na5.33Ca5.33Al16Si24O80·21.33H2O)에 대한 고압에서의 회절자료가 200 마이크론 크기로 단색화 된 방사광가속기 X-선원과 다이아몬드 앤빌셀을 사용하여 5 GPa까지 측정되었다. 물과 알코올을 사용한 수압 하에서 메 소라이트의 초기 탄성 특성은 0.5 GPa에서 1.5 GPa 사이에서 일어나는 ab-평면의 연속적인 팽창과 c-축 상의 수축에 기 인한 전체적인 격자부피의 팽창으로 관찰된다. 이후의 압력에서는 회절패턴의 변화로부터 질서-무질서 전이의 증거가 보 여진다. 메소라이트의 c-축에 평행한 채널에는 양이온으로서 소디움과 칼슘이 b-축 방향으로 1:2 비율의 질서 있는 배열 을 보이고 있는데 이로 인해 1.5 GPa까지 에서는 이러한 배열의 증거인 3bnatrolite 격자패턴이 관찰된다. 격자부피의 확장 이후 1.5 GPa 이상에서 2.5 GPa 까지 에서는 격자부피 변화의 정도가 약해지며, 양이온의 무질서적인 배열에 의한 bnatrolite 격자패턴이 관찰된다. 이후 압력의 계속된 증가는 점진적인 격자부피의 감소를 유발시키며 새로운 형태의 질서 있는 배 열상을 지시하는 3cnatrolite 격자패턴으로의 변화를 보여준다. 이로부터 압력에 의한 초수화 상태의 메소라이트는 질서-무 질서-질서 형태의 채널 내부 혹은 채널간의 양이온 배열패턴 변화를 겪는 것으로 추정할 수 있다. Powder diffraction patterns of the zeolite mesolite (Na5.33Ca5.33Al16Si24O80·21.33H2O), with a natrolite framework topology were measured as a function of pressure up to 5.0 GPa using a diamond-anvil cell and a 200 μm-focused monochromatic synchrotron X-ray. Under the hydrostatic conditions mediated by pore-penetrating alcohol and water mixture, the elastic behavior of mesolite is characterized by continuous volume expansion between ca. 0.5 and 1.5 GPa, which results from expansion in the ab-plane and contraction along the c-axis. Subsequent to this anomalous behavior, changes in the powder diffraction patterns suggest possible reentrant order-disorder transition. The ordered layers of sodium- and calcium-containing channels in a 1:2 ratio along the b-axis attribute to the 3bnatrolite cell below 1.5 GPa. When the volume expansion is completed above 1.5 GPa, such characteristic ordering reflections disappear and the bnatrolite cell persists with marginal volume contraction up to ca. 2.5 GPa. Further increase in pressure leads to progressive volume contraction and appears to generate another set of superlattice reflections in the 3cnatrolite cell. This suggests that mesolite in the pressureinduced hydration state experiences order-disorder-order transition involving the motions of sodium and calcium cations either through cross-channel diffusion or within the respective channels.
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