[인하대학교 무기화학실험](A0)제올라이트(Zeoilte)의 구조, 성질 및 합성법-예비+결과보고서

목차

1. 실험 제목
2. 실험 이론
3. 시약 및 기구
4. 실험 과정
5. 실험 결과
6. 고찰
7. 참고문헌

본문내용

1. 실험 제목: 제올라이트(Zeoilte)의 구조, 성질 및 합성법

2. 실험 이론
1) 다공성 물질 (porous material): 세공이 발달된 고형 물질
(1) 분류: IUPAC 기준으로 미세 기공(micropore), 중간 세공(mesopore), 거대 세공(macropore)은 그 크기가 각각 2nm 이하, 2~50nm, 50nm이상인 것을 말한다.
(2) 종류
① 무정형 다공성 물질 – 실리카, 알루미나, 활성탄, 고분자 수지
② 결정성 다공성 물질 – 제올라이트, 점토, 메조 세공 물질, 금속-유기 골격물질
2) 제올라이트(Zeoilte): 분자 출입이 가능한 0.3~1.2nm 크기의 동공을 가지는 나노세공체 물질
- 분자의 크기를 구별하거나 걸러주는 분자 체(molecular sieve)로 작용한다.
- 제올라이트 물질의 주 성분은 실리콘(Si), 알루미늄(Al), 산소(O)이다.

(3) 제올라이트의 성질
① 다공성으로 인한 고표면적 특성
- 흡착하는 분자들과 접촉할 수 있는 많은 자리와 넓은 저장 공간
- 촉매와 흡착제 이용의 근원
- 겉 표면에 비해 넓은 세공 내부 표면(세공 내부 표면적이 전체 표면적의 90% 차지)
② 분자크기의 세공(microporous zeolite): 0.3~1.2nm의 세공 크기
③ 기능성 물질 – 촉매, 고체산, 흡착제, 이온교환제, membrane, 센서, 전자재료 등
④ 제올라이트 세공 내 전기장
- 알루미늄과 실리콘에 배위된 산소 음이온 골격
- 전기 중성도 유지를 위해 세공 내 양이온 존재(양이온 교환제)
⑤ 고체산 산점 생성 (Lewis acid & Bronsted acid site)
⑥ 분자체 특성과 형상선택성(shape selecivity)
- 제올라이트의 가장 중요한 특성
- 세공 크기에 따른 흡착 또는 반응하는 분자의 통과 제한
- 세공을 통과하는 분자를 크기별로 분리하는 성질
- 형상선택적 촉매작용과 흡착 분리에 이용

참고 자료

Zeolite Synthesis, Characterization and Application Areas: A Review, 2017, pp.1~5
https://www.researchgate.net/publication/323417430_Zeolite_Synthesis_Characterisation_and_
Application_Areas_A_Review
Eco-friendly cyclohexane oxidation by a V-scorpionate complex immobilized at hierarchical MOR zeolite, 2020
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0920586119305310
http://www.iza-online.org/synthesis/default.htm (MOR Synthesis)
https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/24261#section=Other-ExperimentalProperties (fumed silica, colloidal silica)
https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/6517#section=Uses (tetraethyl orthosilicate)
https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/23266 (sodium silicate)
https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/14766 (sodium aluminate)
https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/10176082 (aluminum hydroxide)
https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/3080712 (aluminum sulfate hydrate)
https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-319-72284-9_11 (pseudoboehmite)
https://www.acsmaterial.com/blog-detail/mordenite-zeolite.html (chemical constitution of zeolite)