현대 산업사회의 큰 문제로 대두되고 있는 도시소각재를 용융시킨 용융슬래그를 출발물질로 하여 부가가치가 높은 P형 제올라이트를 "hydrogelation"법과 "clay conversion"법을 혼합한 새로운 방법에 의해 수열합성하였다. 출발물질은 용융슬래그 이외에 Si 공급원으로 시판되는 규산소다용액을, Al 공급원으로는 Na2O/Al2O3의 비가 약 1.2인 알루민산소다용액을 사용하였다. 80℃의 반응 온도에서 P형 제올라이트의 최적합성조건은 SiO2/Al2O3의 비율 3.2~4.2, H2O/Na2O의 비율 70.7~80.0, 그리고 반응시간이 15시간 이상일 때이었다. P형 제올라이트가 합성되었을 때, 크기가 일정하지 않은 용융슬래그 입자들은 용해되어 사라졌으며, 그 대신 균일한 크기의 P형 제올라이트 결정이 형성되었다. 암모니움 아세테이트법에 의해 측정된 합성 제올라이트의 양이온 교환능은 240cmol/kg 정도이었다.

소각재 용융슬래그를 출발물질로 하여 알카리 조건하에서 활성화시킴으로써 Na-A형 제올라이트를 합성하였다. 합성실험은 스텐레스 철재로 제작된 반응용기를 사용하였다. 출발물질은 슬래그 외에 수정인공합성 공장에서 배출되는 '규산질 수용액'과 NaAlO₂ 수용액을 사용하였는데, 전자의 화학조성은 SiO₂ 5.7 wt% Na₂O 3.2 wt%이고, 후자는 몰비가 Na₂O/Al₂O₃= 1.2와 H₂O/Ma₂O=9의 조건으로 알루미늄 드로스와 NaOH 수용액을 반응시켜 제조하였다. 위에서 언급된 슬래그, '규산질 수용액' 그리고 NaAlO₂ 수용액을 혼합시킨 혼성물을 약 80℃에서 7∼8시간 반응시키면 Na-A형 제올라이트가 단일상으로 합성되었다. 출발물질의 이상적인 혼합비율은 Na₂O:Al₂O₃:SiO₂의 몰비가 1.3∼l.4 : 0.8∼0.9 : 2이었으며 반응용액과 슬래그의 비율은 1 : 7∼10 (g/cc)이었다. 합성된 제올라이트의 형태는 균일한 입방형이었으며 입도는 약 1 ㎛이었다. 한편, Ca<SUP>2+</SUP>이온에 대한 이온교환 용량(CEC)은 180∼210 meq/100 g이었으므로 통용되는 세제용 제올라이트와 비교하면 약 80% 수준이었으므로 폐수처리나 오염된 중금속처리와 같은 환경처리용으로 사용될 수 있을 것이다.

The adsorption behaviors of strontium and cesium ions on fly ash, natural zeolites, and zeolites synthesized from fly ash were investigated. The zeolites synthesized from fly ash had greater adsorption capabilities for strontium and cesium ions than the original fly ash and natural zeolites. The maximum adsorption capacity of synthetic zeolite for strontium and cesium ions was 100 and 154 mg/g, respectively. It was found that the Freundlich isotherm model could fit the adsorption isotherm. The distribution coefficients (Kd) for strontium and cesium ions were also calculated from the adsorption isotherm data. The distribution coefficients decreased with increasing equilibrium concentration of strontium and cesium ions in solution. By studying the removal of cesium and strontium ions in the presence of calcium, magnesium, sodium, potassium, sulfate, nitrate, nitrite, and EDTA (in the range of 0.01 - 5 mM) it was found that these coexistence ions competed for the same adsorption sites with strontium and cesium ions.

Various kinds of zeolites, such as analcime (ANA), cancrinite (CAN), Na-P1 and sodalite octahydrate (SOD) could be synthesized from Hwangto by hydrothermal reaction in a high-pressure vessel. The adsorption characteristics of Cu(II) and Cd(II) by Hwangto and its synthetic zeolites were investigated using the chemical and electrochemical surface parameters of these adsorbents. The heavy metal adsorptivity among the adsorbents decreased in the following sequences: Na-P1>SOD>ANA>CAN>Hwangto. This sequence was the same with the values of surface site density (Ns) of these adsorbents and was correlated inversely with the values of pHpzc (pH of the point of zero charge) and the values of Ka2(int) (intrinsic surface deprotonation constant) of the adsorbents for synthetic zeolites, i.e., the adsorbents with higher values of Ns and with lower values of pHpzc and Ka2(int) for synthetic zeolites showed higher heavy metal adsorptivity. With increasing pH, the heavy metal adsorptivity increased greatly between pHpzc and pH 6 or 7 because of the steep increase of negatively charged sites for synthetic zeolites, but for Hwangto, it increased broadly because of slow increase of negatively charged sites based on its lower surface sites.

Adsorption characteristics of triadimefon and diniconazole(pesticide) by natural zeolite(CLIN) and several synthetic zeolites were investigated. The synthetic zeolites used in this study were as follows: Faujasite synthesized from coal fly ash(FAUF); Zeolite synthesized from the mixture of FAU and Na-Pl synthesized from the ratio of Cheju scoria 6 to coal fly ash 4 by weight((FAU + Na-Pl)SF); Waste fluid catalytic cracking catalyst(FCCw). The distribution coefficient, KD and Freundlich constant, KF decreased in the following sequence : FCCW>FAUF>(FAU+Na-Pl)SF > CLIN among the zeolites. The distribution coefficient and the adsorption capacity of (FAU + Na-Pl)SF for pesticides were 4.4 and 2.6 times higher for triamefon, and 2.0 and 2.4 times higher for diniconazole than those of CLIN, respectively.

Siliceous mudstones are embedded on a large scale in the Tertiary formations of Pohang area. Some useful zeolites such as NsP, (Na, TMA)P, analcime and hydroxysodalite were synthesized from the siliceous mudstones by treating with the variety of solution, i.e ., NaOH, NaOH+NaCl, NaOH, NaOH+NaAlO2and NaOH+TMAOH at the low-temperature hydrothermal system ranging 60~120℃. Major precursor of zeolites is found as opal-CT in the zeolite-forming reaction. Smectite, which is included in considerable amounts in the mudstone, appears to play a major role of Al-source in the zeolite synthesis. In comparison, chalcedonic quartz and mica are rather insoluble in alkaline solution, and thus, these are observed as major impurities in the reaction products. An addition of NaAlO2to NaOH solution is effective for eliminating these impurities in the reaction procedure, through these are partly dissolved when elevating the reaction temperature, concentration, and time. Phase change from NaP to hydroxysodalite takes place at the NaOH concentrations of 3.0~4.0 M, and the reaction is not sensitive to the temperature shift. NaP is more stable at lower NaOH concentration and higher activity of Na+ whereas analcime is sensitive to the temperature change and stable at higher than 100℃ and 2.0~4.0 M in NaOH concentration. For the pure NaP synthesis without any other products, the treatment of mudstones with 1:1 solution of NaOH and NaAlO 2 turns out to be quite effective. NaP was successfully synthesized together with analcime at 100℃ as well as lower concentrations of NaOH+NaCl solution. In addition, the organic type, (Na, TMA)P was formed together with smectite in the 1:1 solution of NaOH and TMAOH.

화산 유리질 암석인 진주암을 대상으로 60-150˚C의 온도 범위에서 다양한 농도의 알칼리 용액으로 수열 처리하므로서, 유리질 성분의 변질 양상 및 제올라이트의 합성 과정을 폐쇄계의 조건에서 연구하였다. 진주암을 속성 기원 제올라이트의 생성 환경에 해당되는 80˚C 및 pH=8-12의 조건에서 100일간 처리하여도, 양간의 단순 용해 양상이 인지될 뿐 제올라이트는 합성되지 않았다. 여기서 처리 용액의 pH가 증가함에 따라, Si과 Al의 농도는 점진적으로 증가되지만 Si/Al의 농도비는 감소하는 경향을 나타내었다. 진주암을 0.1M 이상의 NaOH 용액으로 수열 처리하여 Na-P, 아날심, 체바자이트, Na-X와 같은 제올라이트를 합성하였다. 대개 100˚C를 경계로 60-100˚C의 온도 범위에서 Na-P, 그리고 100-150˚C에서 아날심이 주로 합성되었다. Na-P의 합성 과정에서 시료에 대한 용액의 혼합 조성비가 낮은 경우(〈10ml/g)에 체바자이트, 그리고 처리 용액의 NaOH 농도가 높을 경우 (〉3M)에 Na-X가 Na-P에 수반되어 생성되는 양상을 볼 수 있다. 제올라이트 합성 과정에 있어서 진주암질 유리의 알칼리 용액에 의한 변질은 화산 유리의 속성 변질에 의한 천연 제올라이트 생성 과정과 같은 용해·변질 반응(incongruent dissolution)의 형식으로 진행되는 것으로 해석된다. 그러나 반응 속도론적인 측면에서 보면, 이 실험으로부터 도출된 제올라이트의 합성 조건들은 화산 유리의 속성 변질에 의한 천연 제올라이트 생성 조건의 해석에 직접 적용될 수 없을 것으로 생각된다.