제올라이트, 특히 ZSM-5는 독특한 구조와 분자 체 특성으로 인해 산업적으로 매우 유용하며, 우수한 가스 분리 및 투과 증발 성능으로 높은 평가를 받고 있다. 그러나 ZSM-5 막의 제조 공정을 일관되게 재현하는 것은 여전히 도전 과제 로 남아 있다. 본 연구는 수열합성 조건(합성 시간: 24~72 h, 온도: 180~220°C)을 제어하고, 다양한 알루미나 지지체 비교하 며, 수열 처리 시 유기 구조유도체의 영향 분석을 통해 ZSM-5 막 제조의 신뢰성 향상을 목표로 하였다. 연구 결과, 합성 온 도 및 시간의 변화는 막 두께나 결정 크기에 큰 영향을 미치지 않았으나, 180°C에서 48 h 합성 조건에서 가장 우수한 가스 투과 성능이 나타났다. 다양한 알루미나 지지체 중에서는 N5 α-알루미나 모세관 지지체가 가장 높은 투과도를 나타내었다. 또한, 유기 구조유도체인 테트라프로필 암모늄 브로마이드(tetrapropylammonium bromide, TPABr)의 존재는 합성의 신뢰성에 상당한 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 가스 투과 성능 평가 결과, 본 ZSM-5 막은 SF₆에 비해 N2 및 CO2에 대해 선택적 인 투과 특성을 보였으며, TPABr을 사용하여 합성한 막은 CO2/N2 선택도(α)가 약 4.6으로 나타났다.

This study aimed to evaluate the effectiveness of a zeolite and sulfuric acid mixture (ZS) as an air filter to mitigate the emissions of ammonia (NH3), nitrous oxide (N2O), and methane (CH4) during the composting of cattle manure. Compared to the control group (blank), ZS reduced NH3 emissions by 91.4%, N2O emissions by 33.6%, and CH4 emissions by 20.0% over the 100-day composting period. Additionally, sulfuric acid in the ZS reacted with NH3, storing it as ammonium sulfate [(NH4)2SO4], which can serve as a source of nutrients such as nitrogen (N) and sulfur (S). To evaluate the fertilizing efficiency of [(NH4)2SO4] in ZS for maize growth, we applied four treatments: control (non-N fertilizer), collected ZS (cZS), cattle manure (organic fertilizer, OF), and urea (chemical fertilizer, CF). Compared to the control, cZS increased total dry weight (DW) by 48%, total digestible nutrients (TDN) by 7.3%, and crude protein (CP) by 77.8%. No significant differences were found among the applications of cZS, OF, and CF. These results suggest that the zeolite mixed with sulfuric acid effectively reduces hazardous gas emissions such as NH3, CH4, and N2O during cattle manure composting. Furthermore, the collected zeolite can potentially be reused as fertilizer, suggesting a positive opportunity for resource recycling to mitigate environmental pollution.

The focus of this study was on the preparation of a clinoptilolite-based adsorbent, utilizing natural zeolite, to adsorb and remove ammonia (NH3) emitted from various environmental facilities, and to evaluate its performance. To create an adsorbent suitable for humid environments, hydrophobicity was introduced through HCl acid treatment. The impact of acid concentration and treatment time was analyzed to optimize the preparation conditions. As a result, the adsorbent treated with 0.5 M HCl for 2 hours demonstrated the highest NH3 adsorption performance. These findings suggest that the developed adsorbent could serve as an effective solution for controlling NH3 emissions in humid environments, contributing to the mitigation of environmental pollution and odor issues.

높은 종횡비와 원자 수준의 얇은 두께를 갖는 다공성 2D 소재는 고성능 분리막 제작에 활용된다. 이를 위해서는 다공성 2D 소재를 다공성 지지체 위에 균일하게 도포할 수 있는 코팅법이 필수이다. 본 연구는 이를 위한 제올라이트 MFI 나노막의 간단하면서도 효과적인 코팅법을 제시한다. 직접합성법으로 합성된 제올라이트 MFI 나노막은 물에 분산되면서 동 시에 표면 활성을 보여, 이 특성을 활용하여 소수성 계면에 흡착시키는 것이 가능하다. 소수성 개질을 다양한 형태의 지지체 에 적용하여, 이들 표면에 고밀도의 나노막 흡착 코팅이 가능함을 보였다. 또한, 이 흡착코팅의 반복 수행을 통해 나노막의 완전피복을 달성하고, 이를 연속적인 MFI 필름 및 멤브레인으로 성장시킬 수 있었다. 이 간단한 코팅법은 제올라이트 나노막 뿐만 아니라, 표면활성을 보이는 다른 2D 소재에도 적용 가능할 것으로 보이며, 2D 소재의 활용도를 제고할 수 있을 것이다.

This study aimed to evaluate the efficiency of combining acidification with adsorbents (zeolite and biochar) to mitigate the environmental impacts of pig slurry, focusing on ammonia (NH3) emission and nitrate (NO3 -) leaching. The four treatments were applied: 1) pig slurry (PS) alone as a control, 2) acidified PS (AP), 3) acidified pig slurry with zeolite (APZ), and 4) acidified pig slurry with biochar (APB). The AP mitigates NH3 emission and NO3 - leaching compared to PS alone. Acidification reduced the cumulative NH3 emission and its emission factor by 35.9% and 12.5%, respectively. The APZ and APB increased NH4 +-N concentration, with the highest level in APB, compared to AP. The NH4 + adsorption capacity of APB (0.90 mg g-1) was higher than that of APZ (0.63 mg g-1). The APB and APZ treatments induced less NH3 emission compared to AP. The cumulative NH3 emission was reduced by 12.2% and 27.6% in APZ and APB, respectively, compared to AP treatment. NO3 - leaching began to appear on days 12 and 13, and its peak reached on days 16 and 17, which were later than AP. The cumulative NO3 - leaching decreased by 17.7% and 25.0% in APZ and APB, respectively, compared to AP treatment. These results suggest that combining biochar or zeolite with acidified pig slurry is an effective method to mitigate NH3 emission and NO3 - leaching, with biochar being particularly effective.