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Na형 Faujasite 제올라이트 분리막 형성 및 CO2/N2 분리 KCI 등재
Secondary Growth of Sodium Type Faujasite Zeolite Layers on a Porous α-Al2O3 Tube and the CO2/N2 Separation
- 언어ENG
- URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/244569
다양한 재료특성(Si/Al 몰비, 두께, 구조적 불완전성)을 갖는 Na형 faujasite 제올라이트 분리층을 다공성 α-알루미나 튜브 표면에 수열조건에서 이차성장 시키고 CO2/N2 분리거동을 CO2/N2 몰비가 1인 혼합기체에 대하여 30℃에서 평가하였다. 수열조건 중에서 수열용액 내의 SiO2 양은 형성된 제올라이트 분리층의 재료특성에 가장 큰 영향을 주는 변수임을 확인하였다. 즉, 수열용액 내의 SiO2 양이 증가함에 따라서 형성된 제올라이트 분리층의 Si/Al 몰비, 두께, 구조적 불완전성(discontinuity)은 동시에 증가하였다. 본 논문에서는 불완전한 치밀화에 의해 잔존하는 결정립간 공극(void), GIS Na-P1 상에 의해 형성된 균열(crack) 등 구조적 불완전성이 CO2/N2 분리에 가장 큰 영향을 주는 재료특성이며, 투과부에서의 CO2 탈착이 전체 CO2 투과의 율속단계(rate-determining step)임을 확인하였다.
Sodium type faujasite(FAU) zeolite layers with diverse materials characteristics(Si/Al ratio, thickness, and structural discontinuity) were hydrothermally grown on a porous α-Al2O3 tube, and then the CO2/N2 separation was evaluated at 30℃ for an equimolar mixture of CO2 and N2. Among hydrothermal conditions, SiO2 content in hydrothermal solution seriously affected materials characteristics: with an increment in the SiO2 content, Si/Al ratio, thickness, and structural discontinuity of grown FAU zeolite layer simultaneously increased. The present study reveals that structural discontinuity(intercrystalline voids due to an incomplete densification and cracks induced by GIS Na-P1 phase) is the most important variable affecting the CO2/N2 separation. Also, it was suggested that the CO2 desorption in permeate side be the rate-determining(slowest) step in the overall CO2 permeation.
