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루비듐 증기와 반응한 Ag+ 이온과 Ca2+ 이온으로 치환된 제올라이트 A의 결정학적 연구 KCI 등재

Crystallographic Studies of Ag+-and Ca2+- Exchanged Zeolite A Reacting with Rubidium Vapor

  • 언어ENG
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/247481
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광물과 암석 (Korean Journal of Mineralogy and Petrology)
한국광물학회 (The Mineralogical Society Off Korea)
초록

세 개의 탈수한 Ag+이온과 Ca2+ 이온으로 치환한 제올라이트 A(Ag4Ca4-A, AgCa3-A, Ag8Ca2-A)를 0.1 Torr의 Rb 증기로 처리한 결정구조를 공간군 Pm3m을 써서 단결정 X-선 회절법으로 결정하였다. (단위세포상수 a는 각각 12.271(1)a, 12.255(1)a 및 12.339(1)a이다). 이들 구조의 최종 오차인수 R(무게)는 I>3σ(I)가 되는 130 회절반사로 0.072, 110 회절반사로 0.050 및 86 회절반사로 0.082이었다. 각각의 구조에서 Rb 종은 세개의 다른 결정학적 위치에 위치하고 있다. 즉 단위세포당 3개의 Rb+이온은 8-링 중심에 위치하고 약 2.5개 내지 3.0개의 Rb+이온은 소다라이트 동공내 3회 회전축상에 위치한다. 또 Ag 종이 두 개의 다른 결정학적 위치에 위치하고 약 0.7∼2.1개의 Ag+이온은 4-링과 마주보는 위치에, 약 2.2∼4.8개의 Ag 원자는 큰 동공 중심 가까이에 위치한다. 이들 구조에서 단위 세포당 Ag 원자이 수는 각각 2.2, 2.4 및 4.8개이었고 이들은 큰 동공 중심에 헥사실버 클라스터를 만든다. Rb+이온은 8-링을 막고 있어서 Ag가 골조 밖으로 이동하는 것을 막고 있고 각각의 헥사실버 클라스터는 13개의 Rb+ 이온과 배위하여 안정화된다. 단위 세포당 약 0.8개의 Rb원자가 과잉으로 존재하여 삼각 대칭형의 (Rb3)2+클라스터가 소다라이트 동공내의 존재한다. 적어도 하나의 큰 동공의 6-링 Rb+ 이온은 소다라이트 동공의 (Rb3)2+클라스터에 접근하므로 이들 클라스터는 (Rb)43+, (Rb)54+ 혹은 (Rb)65+가 형성될 수도 있다.

Three crystal structures of dehydrated Ag+-and Ca2+- exchanged zeolite A(Ag4Ca4-A, AgCa3-A, and Ag8Ca2-A) treated at 250˚C with 0.1 Torr of Rb vapor have been determined by single-crystal x-ray diffraction techniques in the cubic space group Pm3m at 21(1)˚C (a=12,271(1)a, 12.255(1)a, and 12.339(1)a, respectively). Their structures were refined to the final error indices. R(weighted) of 0.072 with 130 reflections, 0.050 with 110 reflections, and 0.083 with 86 reflections, respectively, for which I>3σ(I). In each structure, Rb species are found at three different crystallographic sites:3Rb++ions per unit cell are located at 8-ring centers, ca. 5.6 to 6.4 Rb+ ions are found opposite 6-rings on threefold axes in the large cavity, and ca. 2.5 to 3.0 Rb+ ions are found on threefold axes in the sodalite unit. Also, Ag species are found at two different crystallographic stites: ca. 0.7 to 2.1 Ag+ lie opposite 4-rings and ca. 2.2 to 4.8 Ag atoms are located near the center of the large cavity. In these structures, the numbers of Ag atoms per unit cell are 2.2, 2.4, and 4.8, respectively, and these may form hexasilver clusters at the centers of the large cavities. The Rb+ ions, by blocking 8-rings, may have prevented silver from migrating out of the structure. Each hexasilver cluster is stabilized by coordination to up to 13 Rb+ions. An excess absorption of about 0.8 Rb atom per unit cell indicates that the presence of a triangular symmetric (Rb3)2+ cation in sodalite cavity. At least one large-cavity six-ring Rb+ ion must necessarily approach this cluster and may be viewed as a member of it to give (Rb)43+, (Rb)54+ or (Rb)65+.

저자
  • 한영욱 | Han, Young-Wook
  • 송승환 | Song, Seong-Hwan
  • 김양 | Kim, Yang