KR20220138306A - Pst-2 zeolite and method of preparing same - Google Patents

Pst-2 zeolite and method of preparing same Download PDF

Info

Publication number
KR20220138306A
KR20220138306A KR1020210047059A KR20210047059A KR20220138306A KR 20220138306 A KR20220138306 A KR 20220138306A KR 1020210047059 A KR1020210047059 A KR 1020210047059A KR 20210047059 A KR20210047059 A KR 20210047059A KR 20220138306 A KR20220138306 A KR 20220138306A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
zeolite
pst
ray diffraction
sbt
sbs
Prior art date
Application number
KR1020210047059A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102546689B1 (en
Inventor
홍석봉
신지호
이화준
Original Assignee
포항공과대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 포항공과대학교 산학협력단 filed Critical 포항공과대학교 산학협력단
Publication of KR20220138306A publication Critical patent/KR20220138306A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102546689B1 publication Critical patent/KR102546689B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B39/00Compounds having molecular sieve and base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites; Their preparation; After-treatment, e.g. ion-exchange or dealumination
    • C01B39/02Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof; Direct preparation thereof; Preparation thereof starting from a reaction mixture containing a crystalline zeolite of another type, or from preformed reactants; After-treatment thereof
    • C01B39/46Other types characterised by their X-ray diffraction pattern and their defined composition
    • C01B39/48Other types characterised by their X-ray diffraction pattern and their defined composition using at least one organic template directing agent
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/16Alumino-silicates
    • B01J20/18Synthetic zeolitic molecular sieves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/70Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G11/00Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G11/02Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils characterised by the catalyst used
    • C10G11/04Oxides
    • C10G11/05Crystalline alumino-silicates, e.g. molecular sieves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/50Carbon oxides
    • B01D2257/504Carbon dioxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/70Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
    • C01P2002/72Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/70Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
    • C01P2002/74Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by peak-intensities or a ratio thereof only

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

The present invention relates to an aluminosilicate PST-2 zeolite of SBS and SBT symbiosis structure, a manufacturing method thereof, and the possibility of using the zeolite as a catalyst and adsorption/separation agent. More specifically, according to the present invention, a large-pore aluminosilicate PST-2 zeolite having a completely different structure from that of zeolites reported so far is manufactured, and provided is the possibility of using the PST-2 zeolite as an adsorbent in a carbon dioxide separation process and as a catalyst for fluid catalytic cracking of heavy oil.

Description

PST-2 제올라이트 및 그 제조방법{PST-2 ZEOLITE AND METHOD OF PREPARING SAME}PST-2 zeolite and its manufacturing method

본 발명은 PST-2 제올라이트 및 그 제조방법이고, 상세하게는 새로운 결정 구조의 SBS와 SBT 공생 구조를 갖는 알루미노실리케이트인 PST-2 제올라이트 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a PST-2 zeolite and a method for producing the same, and more particularly, to a PST-2 zeolite, which is an aluminosilicate having a symbiotic structure of SBS and SBT of a new crystal structure, and a method for producing the same.

제올라이트 및 이와 관련된 나노다공성물질들은 내부 골격 구조에 의해 균일한 모양과 크기를 가지는 세공을 포함하고 있어 일반적으로 비결정질 산화물에서는 발견되지 못하는 독특한 형상 선택성(shape selectivity)을 나타낼 뿐만 아니라 골격 실리콘 전하와 알루미늄 전하의 불균형으로 인하여 산 촉매적 특성을 지니고 있다. 상기의 특성들로 인해 제올라이트는 흡착, 분리 및 촉매뿐만 아니라 촉매 지지체로서 산업현장 여러 곳에서 사용되고 있다. Zeolites and related nanoporous materials contain pores having a uniform shape and size due to their internal framework structure, thus exhibiting unique shape selectivity not found in amorphous oxides in general, as well as skeletal silicon charge and aluminum charge. It has acid catalytic properties due to the imbalance of Due to the above properties, zeolite is used in various places in the industry as a catalyst support as well as adsorption, separation and catalyst.

큰 세공(large-pore; 산소 원자 12개의 고리로 이루어짐) 제올라이트는 그들이 가지는 큰 세공 크기로 인하여 비교적 크기가 큰 반응물과 생성물(0.9 ~ 1.0nm)의 확산이 용이하고 반응물이 손쉽게 활성 부위에 접근할 수 있을 뿐만 아니라, 부산물(coke)로 인한 세공 막힘 현상을 최소화 할 수 있다. Large-pore (consisting of 12 rings of oxygen atoms) zeolites facilitate diffusion of relatively large reactants and products (0.9 ~ 1.0 nm) due to their large pore size and allow the reactants to easily access the active site. In addition, it is possible to minimize the clogging of pores due to by-products (coke).

특히, 3차원의 구조와 큰 세공을 가지는 둥지(cage) 기반의 FAU 제올라이트는 석유화학과 정밀화학뿐만 아니라 다양한 화학산업 분야에서 이온교환제, 분리제, 촉매 또는 촉매지지체로서 널리 사용되고 있다. 그 중, Li 알칼리 이온으로 교환된 제올라이트 X(Li-X, Si/Al ratio: 1.5이하)는 공기 중에 질소와 산소를 분리하기 위한 흡착제로 사용되고, 스팀 처리를 통하여 구조적 안전성이 증가된 제올라이트 Y (USY, Si/Al ratio: 1.5 이상)는 중질유의 접촉분해반응(Fluid Catalytic Cracking)의 상용 촉매로 사용되고 있다. In particular, the cage-based FAU zeolite having a three-dimensional structure and large pores is widely used as an ion exchanger, a separator, a catalyst or a catalyst support in various chemical industries as well as petrochemical and fine chemistry. Among them, zeolite X (Li-X, Si/Al ratio: 1.5 or less) exchanged with Li alkali ions is used as an adsorbent to separate nitrogen and oxygen in the air, and zeolite Y with increased structural safety through steam treatment ( USY, Si/Al ratio: 1.5 or more) is used as a commercial catalyst for catalytic cracking of heavy oil.

그럼에도 불구하고, 2021년 현재까지 국제 제올라이트 협회(International Zeolite Association)에서 승인한 253 가지의 제올라이트 중, 3차원의 구조와 큰 세공을 가지는 둥지 기반의 제올라이트는 오직 5개의 구조(EMT, FAU, RWY, SBS, SBT)만 알려져 있다. Nevertheless, out of 253 zeolites approved by the International Zeolite Association as of 2021, only five structures (EMT, FAU, RWY, SBS, SBT) are known.

한편, 언급된 제올라이트 중 SBS와 SBT 구조는 Science 19 Dec 1997: Vol. 278, Issue 5346, pp. 2080-2085을 참조하면, 1997년 Prof. Strucky's group에 의해서 처음으로 합성되었으며, 이들을 각각 UCSB-6와 UCSB-10으로 명명하였다. 두 제올라이트 모두 다양한 이분자의 긴 사슬 아민을 유기구조유도물질로 사용하여 금속골격간의 전하밀도차를 이용하여 합성을 시행하였다. On the other hand, the SBS and SBT structures among the mentioned zeolites are described in Science 19 Dec 1997: Vol. 278, Issue 5346, pp. 2080-2085, 1997 Prof. It was first synthesized by Strucky's group, and they were named UCSB-6 and UCSB-10, respectively. Both zeolites were synthesized using various bimolecular long-chain amines as organic structure-inducing materials and using the charge density difference between the metal skeletons.

하지만, 알루미노실리케이트 조성이 아닌 금속 인산염 조성(UCSB-6; 갈로코발트포스페이트, UCSB-10;갈로징크포스페이트)으로 이루어져 있어 구조적으로 취약하여 300℃ 이상의 온도에서 구조가 무너지는 단점이 있다. However, since it is composed of a metal phosphate composition (UCSB-6; gallocobalt phosphate, UCSB-10; gallozinc phosphate) rather than an aluminosilicate composition, it is structurally weak and the structure collapses at a temperature of 300° C. or higher.

따라서 상기의 제올라이트 모두 산업현장에서 촉매 및 분리제로서의 활용이 매우 제한적이다. Therefore, the use of all of the above zeolites as catalysts and separators in industrial fields is very limited.

최근 본 발명자는 알루미노실리케이트 조성의 SBT 제올라이트, PST-32 를 순수하게 합성하여 이를 PST-32 명명하였으며, 이 둥지기반 큰 세공 제올라이트의 제조방법에 관한 특허 출원(출원번호: 10-2019-0119315)을 완료한 바 있다. Recently, the present inventor purely synthesized PST-32, an SBT zeolite of aluminosilicate composition, and named it PST-32, and applied for a patent on a method for manufacturing this nest-based large-pore zeolite (Application No.: 10-2019-0119315) has been completed

그러나 아직까지 SBS 구조를 갖는 알루미노실리케이트 제올라이트는 합성된 바 없으며, SBS구조와 SBT 구조가 서로 번갈아 성장하는 SBS/SBT 공생 구조 (SBS/SBT intergrowth) 또한 밝혀진 바 없다. However, an aluminosilicate zeolite having an SBS structure has not yet been synthesized, and an SBS/SBT symbiotic structure (SBS/SBT intergrowth) in which the SBS structure and the SBT structure grow alternately has not been revealed.

이에 본 발명자는 새로운 골격 및 조성을 갖는 제올라이트를 합성하기 위한 연구를 거듭하던 중, 열안정성이 높으면서 3차원적으로 12-ring 세공을 가지는 알루미노실리케이트 조성의 SBS/SBT 공생 구조 (SBS/SBT intergrowth)를 갖는 제올라이트를 발견하기에 이르렀다. Accordingly, the present inventors repeated research for synthesizing zeolite having a new framework and composition, SBS/SBT symbiotic structure (SBS/SBT intergrowth) of aluminosilicate composition having high thermal stability and three-dimensionally 12-ring pores It has been found that zeolites with

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 목적은 새로운 결정 구조의 SBS와 SBT 공생 구조를 갖는 알루미노실리케이트 제올라이트를 제공하고 또한 제조 방법을 제공하는 것이다. In order to solve the above problems, it is an object of the present invention to provide an aluminosilicate zeolite having a symbiotic structure of SBS and SBT of a new crystal structure and also a manufacturing method.

본 발명의 다른 목적은 새로운 결정 구조의 SBS/SBT intergrowth 갖는 알루미노실리케이트, PST-2 제올라이트를 제조하여 환경 및 에너지 분야의 다양한 산업공정에서 이온교환제, 촉매 또는 촉매 지지체, 기체 분리제, 특히, 중질유의 접촉반응(Fluid Catalytic Cracking)의 촉매로서 활용 가능한 PST-2 제올라이트 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Another object of the present invention is to prepare an aluminosilicate, PST-2 zeolite having SBS/SBT intergrowth of a new crystal structure to be used as an ion exchanger, catalyst or catalyst support, gas separation agent, in various industrial processes in the field of environment and energy, in particular, An object of the present invention is to provide a PST-2 zeolite that can be used as a catalyst for catalytic cracking of heavy oil and a method for producing the same.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본발명은 SBS 골격(frame work) 및 SBT 골격을 갖는 PST-2 제올라이트를 제공한다.According to one aspect of the present invention, the present invention provides a PST-2 zeolite having an SBS framework and an SBT framework.

상기 PST-2 제올라이트가 아래 화학식 1로 표시되는 알루미노 실리케이트를 포함할 수 있다. The PST-2 zeolite may include an aluminosilicate represented by Formula 1 below.

[화학식 1][Formula 1]

(M2O)x (Al2O3)y (SiO2)z (M 2 O) x (Al 2 O 3 ) y (SiO 2 ) z

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

M은 Li, Na, K, Rb, Cs, 및 Fr로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 알칼리 금속을 포함하고,M includes at least one alkali metal selected from the group consisting of Li, Na, K, Rb, Cs, and Fr,

x는 0.1≤x≤10이고, y는 1이고, z는 2.0≤z≤200이다.x is 0.1≤x≤10, y is 1, and z is 2.0≤z≤200.

즉 상기 PST-2 제올라이트는 아래와 같은 조성으로 표현될 수 있다.That is, the PST-2 zeolite may be represented by the following composition.

0.1~10 M2O: 1.0 Al2O3: 2.0~200 SiO2 0.1~10 M 2 O: 1.0 Al 2 O 3 : 2.0~200 SiO 2

또한 상기 PST-2 제올라이트가 하나의 결정 내에서 상기 SBS 골격과 상기 SBT 골격을 동시에 갖는 SBS/SBT 공생(SBS/SBT intergrowth) 구조를 포함할 수 있다. In addition, the PST-2 zeolite may include an SBS/SBT intergrowth structure having the SBS backbone and the SBT backbone in one crystal.

또한 상기 SBS/SBT 공생(SBS/SBT intergrowth) 구조가 하나의 결정 내에서 상기 SBS 골격과 상기 SBT 골격이 서로 번갈아 가면서 성장하는 구조일 수 있다.In addition, the SBS/SBT symbiosis (SBS/SBT intergrowth) structure may be a structure in which the SBS skeleton and the SBT skeleton alternately grow with each other in one crystal.

또한 상기 PST-2 제올라이트가 3차원적으로 둥지 형상의 미세 기공을 갖고 상기 미세 기공이 산소 원자로 이루어진 12-링(12-ring) 형상의 미세 입구를 포함할 수 있다.In addition, the PST-2 zeolite may have three-dimensional nest-shaped micropores, and the micropores may include 12-ring-shaped microinlets made of oxygen atoms.

상기 PST-2 제올라이트가 하기 표 1에 나타난 XRD 패턴에 따른 골격을 포함할 수 있다.The PST-2 zeolite may include a skeleton according to the XRD pattern shown in Table 1 below.

Figure pat00001
Figure pat00001

표 1에서, θ, d, I는 각각 브래그(Bragg)각, 격자간격, 그리고 X-선 회절 피크의 강도이다. 분말 X-선 회절 데이터는 표준 X-선 회절 방법을 이용하여 측정하였으며, 방사원으로는 구리 Kα선과 40 kV, 30 mA에서 작동하는 X-선 튜브를 사용하였다. 수평으로 압축된 분말시료로부터 분당 5˚(2θ)의 속도로 측정하였으며, 관찰된 X-선 회절 피크의 2θ값과 피크 높이로부터 d 와 I 를 계산하였으며, 여기서, 100×I/I0는 W(약함: 0~20), M(중간: 20~40), S(강함: 40~60), VS(매우 강함: 60~100)이다.In Table 1, θ, d, and I are the Bragg angle, the lattice spacing, and the intensity of the X-ray diffraction peak, respectively. Powder X-ray diffraction data were measured using standard X-ray diffraction methods, and copper Kα rays and an X-ray tube operating at 40 kV, 30 mA were used as radiation sources. It was measured at a rate of 5˚ (2θ) per minute from a horizontally compressed powder sample, and d and I were calculated from the 2θ value and peak height of the observed X-ray diffraction peak, where 100×I/I 0 is W (weak: 0-20), M (medium: 20-40), S (strong: 40-60), VS (very strong: 60-100).

또한 z는 2.0≤z≤50일 수 있다.Also, z may be 2.0≤z≤50.

또한 상기 PST-2 제올라이트가 하기 표 2에 나타난 XRD 패턴에 따른 골격을 포함할 수 있다.In addition, the PST-2 zeolite may include a skeleton according to the XRD pattern shown in Table 2 below.

Figure pat00002
Figure pat00002

표 2에서, θ, d, I는 각각 브래그(Bragg)각, 격자간격, 그리고 X-선 회절 피크의 강도이다. 분말 X-선 회절 데이터는 표준 X-선 회절 방법을 이용하여 측정하였으며, 방사원으로는 구리 Kα선과 40 kV, 30 mA에서 작동하는 X-선 튜브를 사용하였다. 수평으로 압축된 분말시료로부터 분당 5˚(2θ)의 속도로 측정하였으며, 관찰된 X-선 회절 피크의 2θ값과 피크 높이로부터 d 와 I 를 계산하였다.In Table 2, θ, d, and I are the Bragg angle, the grating spacing, and the intensity of the X-ray diffraction peak, respectively. Powder X-ray diffraction data were measured using standard X-ray diffraction methods, and copper Kα rays and an X-ray tube operating at 40 kV, 30 mA were used as radiation sources. Measurements were made at a rate of 5˚ (2θ) per minute from a horizontally compressed powder sample, and d and I were calculated from the 2θ values and peak heights of the observed X-ray diffraction peaks.

또한 M이 Na 및 Cs로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.In addition, M may include at least one selected from the group consisting of Na and Cs.

또한 상기 PST-2 제올라이트가 프로톤(H+)를 추가로 포함하고, 상기 프로톤이 상기 골격 내의 알루미늄(Al)의 전하량을 보상하기 위한 것일 수 있다. In addition, the PST-2 zeolite may further include a proton (H + ), and the proton may be for compensating for the charge amount of aluminum (Al) in the framework.

또한 상기 PST-2 제올라이트가 이온교환제, 촉매, 산촉매, 염기촉매, 촉매 지지체, 중질유 접촉 분해반응(Fluid Catalytic Cracking) 촉매, 또는 기체 분리제로 사용하기 위한 것일 수 있다. In addition, the PST-2 zeolite may be used as an ion exchanger, a catalyst, an acid catalyst, a base catalyst, a catalyst support, a heavy oil catalytic cracking catalyst, or a gas separator.

본 발명의 다른 일 측면에 따르면 상기 PST-2 제올라이트를 포함하는 촉매가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a catalyst comprising the PST-2 zeolite.

본 발명의 다른 일 측면에 따르면 상기 PST-2 제올라이트를 포함하는 산 또는 염기 촉매가 제공된다.According to another aspect of the present invention An acid or base catalyst comprising the PST-2 zeolite is provided.

본 발명의 다른 일측면에 따르면, 본 발명의 PST-2 제올라이트의 제조방법은 (a) 구조유도 유기물, 알루미나 전구체, 및 실리카 전구체를 포함하는 혼합 수용액을 제조하는 단계; (b) 상기 혼합 수용액에 1종 이상의 알칼리 금속염을 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 및 (c) 상기 혼합물을 반응시켜 PST-2 제올라이트를 제조하는 단계;를 포함할 수 있다. According to another aspect of the present invention, the method for producing PST-2 zeolite of the present invention comprises the steps of (a) preparing a mixed aqueous solution containing a structure-inducing organic material, an alumina precursor, and a silica precursor; (b) preparing a mixture by mixing one or more alkali metal salts with the mixed aqueous solution; and (c) reacting the mixture to prepare PST-2 zeolite.

또한 상기 혼합물이 상기 알루미나 전구체 1 몰에 대하여 상기 구조유도 유기물 2.0~20.0 몰, 상기 알칼리 금속염 0.01 내지 1.0 몰, 및 상기 실리카 전구체 10 내지 600 몰의 비율로 포함할 수 있다.In addition, the mixture may include 2.0 to 20.0 moles of the structure-inducing organic material, 0.01 to 1.0 moles of the alkali metal salt, and 10 to 600 moles of the silica precursor based on 1 mole of the alumina precursor.

또한 상기 단계(a)가 (a-1) 상기 구조유도 유기물 및 상기 알루미나 전구체를 포함하는 제1 수용액을 제조하는 단계; (a-2) 상기 제1 수용액과 상기 실리카 전구체를 포함하는 혼합 수용액을 제조하는 단계; 및 (a-3) 상기 혼합 수용액을 70 내지 90 ℃의 온도에서 12 내지 24시간 동안 유지하여 숙성된(aging) 혼합 수용액을 제조하는 단계; 를 포함할 수 있다.In addition, the step (a) comprises the steps of (a-1) preparing a first aqueous solution containing the structure-inducing organic material and the alumina precursor; (a-2) preparing a mixed aqueous solution containing the first aqueous solution and the silica precursor; and (a-3) maintaining the mixed aqueous solution at a temperature of 70 to 90° C. for 12 to 24 hours to prepare an aged mixed aqueous solution; may include.

또한 상기 단계(c)가 (c-1) 상기 혼합물을 90 내지 110 ℃의 온도에서 교반하는 단계; 및 (c-2) 교반된 상기 혼합물을 90 내지 110 ℃ 의 온도에서 1 내지 30일 동안 반응시켜 PST-2 제올라이트를 제조하는 단계;를 포함할 수 있다.In addition, the step (c) comprises the steps of (c-1) stirring the mixture at a temperature of 90 to 110 ℃; And (c-2) reacting the stirred mixture at a temperature of 90 to 110 ℃ for 1 to 30 days to prepare a PST-2 zeolite; may include.

또한 상기 구조유도 유기물질이 TEAOH(Tetraethylammonium hydroxide)을 포함할 수 있다.In addition, the structure-inducing organic material may include tetraethylammonium hydroxide (TEAOH).

또한 상기 알루미나 전구체가 알루미늄 트리섹 부톡사이트(aluminum tri-sec butoxide)을 포함할 수 있다.In addition, the alumina precursor may include aluminum tri-sec butoxide.

또한 상기 실리카 전구체가 콜로이달 실리카 졸을 포함할 수 있다.In addition, the silica precursor may include a colloidal silica sol.

또한 상기 PST-2 제올라이트가 SBS 골격(frame work) 및 SBT 골격을 갖고, 아래 화학식 1로 표시될 수 있다.In addition, the PST-2 zeolite has an SBS framework and an SBT framework, and may be represented by Formula 1 below.

[화학식 1] [Formula 1]

(M2O)x (Al2O3)y (SiO2)z (M 2 O) x (Al 2 O 3 ) y (SiO 2 ) z

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

M은 Li, Na, K, Rb, Cs, 및 Fr로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 알킬리 금속을 포함하고,M comprises at least one alkylalkyl metal selected from the group consisting of Li, Na, K, Rb, Cs, and Fr,

x는 0.1≤x≤10이고, y는 1이고, z는 2.0≤z≤200이다.x is 0.1≤x≤10, y is 1, and z is 2.0≤z≤200.

즉 상기 PST-2 제올라이트는 아래와 같은 조성으로 표현될 수 있다.That is, the PST-2 zeolite may be represented by the following composition.

0.1~10 M2O: 1.0 Al2O3: 2.0~200 SiO2 0.1~10 M 2 O: 1.0 Al 2 O 3 : 2.0~200 SiO 2

본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면 본 발명은 이산화탄소를 포함하는 혼합가스를 제1항에 따른 PST-2 제올라이트에 접촉시켜 상기 이산화탄소를 상기 PST-2 제올라이트에 선택적으로 흡착시키는 단계를 포함하는 이산화탄소의 선택적 분리방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, the present invention comprises the step of contacting a mixed gas containing carbon dioxide with the PST-2 zeolite according to claim 1 to selectively adsorb the carbon dioxide to the PST-2 zeolite. An optional separation method is provided.

본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면 본 발명은 상기 PST-2 제올라이트를 포함하는 촉매를 사용하여 중질유를 접촉 분해반응(Fluid Catalytic Cracking)시켜 개질하는 단계를 포함하는 중질유 개질방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, the present invention provides a heavy oil reforming method comprising the step of reforming the heavy oil by catalytic cracking reaction (Fluid Catalytic Cracking) using the catalyst containing the PST-2 zeolite.

상기에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 기존에 알려지지 않은 SBS와 SBT 공생 구조를 가지는 새로운 결정 구조의 알루미노실리케이트 PST-2 제올라이트 및 그 제조방법과 PST-2 제올라이트를 이용한 촉매 및 흡착/분리제로서의 활용성을 제공할 수 있다. As described above, the present invention relates to an aluminosilicate PST-2 zeolite having a new crystalline structure having a symbiotic structure with SBS and SBT, which is not known in the past, and a method for preparing the same, and its utility as a catalyst and adsorption/separating agent using PST-2 zeolite can provide

도 1은 실시예 1의 PST-2 제올라이트의 구조이다.
도 2는 실시예 1에 따라 만들어진 알루미노실리케이트 PST-2 제올라이트의 X-선 회절(XRD) 결과이다.
도 3은 실시예 1에 따라 만들어진 알루미노실리케이트 PST-2의 주사현미경(SEM) 이미지이다.
도 4는 실시예 2에 따라 만들어진 제올라이트 Y를 불순물로 다량 함유하고 있는 생성물의 X-선 회절(XRD) 결과이다.
도 5는 실시예 3에 따라 만들어진 순수하지 못한 PST-2 제올라이트들의 X-선 회절(XRD) 결과이다.
도 6은 실시예 4에 따라 만들어진 오페러타이트(offretite) 구조의 X-선 회절 (XRD) 결과이다.
도 7은 실시예 5에 따라 만들어진 알루미노실리케이트 PST-2의 X-선 회절 (XRD) 결과이다.
도 8은 실시예 6에 따라 만들어진 알루미노실리케이트 PST-2의 X-선 회절 (XRD) 결과이다.
도 9는 실시예 6에 따라 만들어진 알루미노실리케이트 PST-2의 표면적 측정 (BET) 결과이다.
도 10은 실시예 6에 따라 만들어진 PST-2 제올라이트의 이산화탄소 기체에 대한 선택적 흡착 및 분리능결과이다.
도 11은 실시예 6에 따라 만들어진 PST-2 제올라이트의 중질유의 접촉분해 반응의 결과이다.
1 is a structure of the PST-2 zeolite of Example 1.
2 is an X-ray diffraction (XRD) result of an aluminosilicate PST-2 zeolite prepared according to Example 1. FIG.
3 is a scanning microscope (SEM) image of the aluminosilicate PST-2 prepared according to Example 1. FIG.
4 is an X-ray diffraction (XRD) result of a product containing a large amount of zeolite Y as an impurity prepared according to Example 2.
5 is an X-ray diffraction (XRD) result of impure PST-2 zeolites prepared according to Example 3. FIG.
6 is an X-ray diffraction (XRD) result of an offretite structure made according to Example 4. FIG.
7 is an X-ray diffraction (XRD) result of the aluminosilicate PST-2 made according to Example 5.
8 is an X-ray diffraction (XRD) result of aluminosilicate PST-2 made according to Example 6.
9 is a surface area measurement (BET) result of aluminosilicate PST-2 prepared according to Example 6.
10 is a result of selective adsorption and resolution of carbon dioxide gas of PST-2 zeolite prepared according to Example 6.
11 is a result of the catalytic cracking reaction of heavy oil of PST-2 zeolite prepared according to Example 6.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Since the present invention can apply various transformations and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 이하에서 사용될 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. In addition, terms including ordinal numbers such as first, second, etc. to be used hereinafter may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component.

또한, 어떤 구성요소가 "다른 구성요소 상에", " 다른 구성요소 상에 형성되어" 또는 " 다른 구성요소 상에 적층되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소의 표면 상의 전면 또는 일면에 직접 부착되어 형성되어 있거나 적층되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 더 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.Also, when it is stated that a component is "on another component", "formed on another component" or "stacked on another component," it is directly applied to the front surface or one surface on the surface of the other component. It may be attached and formed or stacked, but it will be understood that other components may be further present in the middle.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It is to be understood that this does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

본 발명에 따른 PST-2 제올라이트는 SBS 골격(frame work) 및 SBT 골격을 가질 수 있다.The PST-2 zeolite according to the present invention may have an SBS framework and an SBT framework.

PST-2 제올라이트는 하기 화학식 1로 표현되는 조성을 가질 수 있다.The PST-2 zeolite may have a composition represented by the following Chemical Formula 1.

[화학식 1][Formula 1]

(M2O)x (Al2O3)y (SiO2)z (M 2 O) x (Al 2 O 3 ) y (SiO 2 ) z

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

M은 Li, Na, K, Rb, Cs, 및 Fr로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 알킬리 금속을 포함하고, x는 0.1≤x≤10이고, y는 1이고, z는 2.0≤z≤200이다.M includes at least one alkylalkyl metal selected from the group consisting of Li, Na, K, Rb, Cs, and Fr, x is 0.1≤x≤10, y is 1, and z is 2.0≤z≤200 to be.

즉 상기 PST-2 제올라이트는 아래와 같은 조성으로 표현될 수 있다.That is, the PST-2 zeolite may be represented by the following composition.

0.1~10 M2O: 1.0 Al2O3: 2.0~200 SiO2 0.1~10 M 2 O: 1.0 Al 2 O 3 : 2.0~200 SiO 2

여기서, 본 발명의 상기 제올라이트가 하기 표 1에 나타난 XRD 패턴에 따른 골격 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.Here, the zeolite of the present invention is characterized in that it has a skeletal structure according to the XRD pattern shown in Table 1 below.

dd 100×I/IO 100×I/I O 5.9 ~ 6.05.9 to 6.0 15.0 ~ 15.115.0 to 15.1 VSVS 6.5 ~ 6.66.5 to 6.6 13.7 ~ 13.813.7 to 13.8 VSVS 10.2 ~ 10.310.2 to 10.3 8.7 ~ 8.88.7 to 8.8 MM 12.0 ~ 12.112.0 to 12.1 7.4 ~ 7.57.4 to 7.5 WW 18.7 ~ 18.818.7 to 18.8 4.7 ~ 4.84.7 to 4.8 WW 20.3 ~ 20.420.3 to 20.4 4.4 ~ 4.54.4 to 4.5 WW 21.3 ~ 21.421.3 to 21.4 4.2 ~ 4.34.2 to 4.3 WW 21.8 ~ 21.921.8 ~ 21.9 4.1 ~ 4.24.1 to 4.2 WW 24.1 ~ 24.224.1 to 24.2 3.7 ~ 3.83.7 to 3.8 VSVS 25.7 ~ 25.825.7 ~ 25.8 3.5 ~ 3.63.5 to 3.6 MM 26.0 ~ 26.126.0 to 26.1 3.4 ~ 3.53.4 to 3.5 MM 27.0 ~ 27.127.0 ~ 27.1 3.3 ~ 3.43.3 to 3.4 SS 28.2 ~ 28.328.2 to 28.3 3.2 ~ 3.33.2 to 3.3 SS 29.5 ~ 29.629.5 ~ 29.6 3.0 ~ 3.13.0 to 3.1 VSVS 30.7 ~ 30.830.7 to 30.8 2.9 ~ 3.02.9 to 3.0 WW 31.3 ~ 31.431.3 to 31.4 2.9 ~ 3.02.9 to 3.0 WW 33.1 ~ 33.233.1 to 33.2 2.7 ~ 2.82.7 to 2.8 WW 34.2 ~ 34.334.2 to 34.3 2.6 ~ 2.72.6 to 2.7 WW 35.6 ~ 35.735.6 ~ 35.7 2.5 ~ 2.62.5 to 2.6 WW 36.2 ~ 36.336.2 to 36.3 2.5 ~ 2.62.5 to 2.6 WW 37.4 ~ 37.537.4 to 37.5 2.4 ~ 2.52.4 to 2.5 WW 39.0 ~ 39.139.0 to 39.1 2.3 ~ 2.42.3 to 2.4 WW 41.3 ~ 41.441.3 to 41.4 2.2 ~ 2.32.2 to 2.3 WW 43.5 ~ 43.643.5 ~ 43.6 2.1 ~ 2.22.1 to 2.2 WW 45.9 ~ 46.045.9 to 46.0 2.0 ~ 2.12.0 to 2.1 WW 47.2 ~ 47.347.2 to 47.3 1.9 ~ 2.01.9 to 2.0 WW 48.9 ~ 49.048.9 to 49.0 1.9 ~ 2.01.9 to 2.0 WW

표 1에서, θ, d, I는 각각 브래그(Bragg)각, 격자간격, 그리고 X-선 회절 피크의 강도를 의미한다. 이 분말 X-선 회절 패턴을 포함하여 본 발명에서 보고되는 모든 분말 X-선 회절 데이터는 표준 X-선 회절 방법을 이용하여 측정하였으며, 방사원으로는 구리 Kα선과 40 kV, 30 mA에서 작동하는 X-선 튜브를 사용하였다. 수평으로 압축된 분말시료로부터 분당 5도(2θ)의 속도로 측정하였으며, 관찰된 X-선 회절 피크의 2θ값과 피크 높이로부터 d 와 I 를 계산하였으며, 여기서, 100×I/I0는 W(약함:0~20), M(중간:20~40), S(강함:40~60), VS(매우 강함:60~100)로 구분된다. In Table 1, θ, d, and I mean the Bragg angle, the lattice spacing, and the intensity of the X-ray diffraction peak, respectively. All powder X-ray diffraction data reported in the present invention, including this powder X-ray diffraction pattern, were measured using standard X-ray diffraction methods. - A wire tube was used. Measurements were made at a rate of 5 degrees per minute (2θ) from a horizontally compressed powder sample, and d and I were calculated from the 2θ values and peak heights of the observed X-ray diffraction peaks, where 100×I/I 0 is W It is divided into (weak: 0-20), M (medium: 20-40), S (strong: 40-60), and VS (very strong: 60-100).

상기 결과에 따라 골격구조가 상기 화학식 1과 같은 조성으로 이루어져 있으며, 표 1에 주어진 격자간격들을 포함하는 X-선 회절 패턴을 갖는 제올라이트를 PST-2 (POSTECH Number 2)으로 명명한다. 보고된 문헌에 따르면 아직까지 PST-2와 유사한 골격구조를 가지는 있는 제올라이트는 존재하지 않는다 (Atlas of Zeolite Structure Types, Butterworth 2007, http://www.iza-structure.org/). According to the above results, the zeolite having the X-ray diffraction pattern including the lattice spacings given in Table 1 and having a framework structure having the same composition as in Formula 1 above is named PST-2 (POSTECH Number 2). According to the reported literature, there is still no zeolite having a framework structure similar to that of PST-2 (Atlas of Zeolite Structure Types, Butterworth 2007, http://www.iza-structure.org/).

본 발명에 있어서, PST-2는 SBS와 SBT의 공생구조(SBS/SBT intergrowth)일 수 있다. SBS 와 SBT 구조의 경우 모두 8면체 육각기둥(Double 6-ring) 과 11면체 캔크리나이트(Cancrinite) 구조단위체들로만 구성되어 있는데, 이들이 배열되는 방식에 따라 SBS와 SBT 제올라이트로 분류된다. 그런데 이 때 한 결정 내에서 이들 구조단위체들의 배열을 동시에 갖고 있는 제올라이트가 존재할 수 있는데 이를 공생구조, Intergrowth 라고 일컫는다. 상기 공생구조는 일정한 규칙이 있거나 없을 수 있고, 바람직하게는 일정한 규칙이 있을 수 있다. 그러나 현재까지 알루미노실리케이트 및 금속 인산염 조성에서 SBS/SBT intergrowth 의 합성은 전혀 밝혀진 바 없다. In the present invention, PST-2 may be a symbiotic structure of SBS and SBT (SBS/SBT intergrowth). Both SBS and SBT structures consist of only octahedral hexagonal columns (Double 6-ring) and 11-sided Cancrinite structural units, and they are classified into SBS and SBT zeolites according to their arrangement. However, at this time, a zeolite having the arrangement of these structural units at the same time in one crystal may exist, which is called a symbiotic structure, intergrowth. The symbiotic structure may or may not have certain rules, and preferably, there may be certain rules. However, to date, the synthesis of SBS/SBT intergrowth in aluminosilicate and metal phosphate compositions has not been revealed at all.

본 발명에 있어서, PST-2는 내부에 3 차원적으로 접근이 가능한 12-ring 세공 입구를 갖는 둥지 기반의 SBS와 SBT 구조를 동시에 갖고 있으나 단순한 SBS와 SBT 제올라이트의 물리적 혼합물이 아니기 때문에 SBS와 SBT 구조의 제올라이트와는 또 다른 물리화학적 성질이 발현될 수 있다. In the present invention, PST-2 has a nest-based SBS and SBT structure with a 12-ring pore entrance that can be accessed three-dimensionally inside, but because it is not a simple physical mixture of SBS and SBT zeolite, SBS and SBT Another physicochemical property may be expressed from that of the zeolite of the structure.

높은 열적 안정성을 갖는 알루미노실리케이트 조성의 SBS/SBT intergrowth인 PST-2 제올라이트를 합성하여 이를 새로운 촉매나, 흡착 및 분리제로 적용시킨다면, SBS, SBT 두 제올라이트 모두 산업적으로 가장 널리 활용되고 있는 제올라이트 중 하나인 FAU 제올라이트와 마찬가지로 산업적으로도 활용가치가 매우 높은 제올라이트가 될 수 있다.If PST-2 zeolite, an SBS/SBT intergrowth of aluminosilicate composition with high thermal stability, is synthesized and applied as a new catalyst or adsorption and separation agent, both SBS and SBT zeolites are one of the most widely used zeolites in the industry. Like phosphorus FAU zeolite, it can be a zeolite with very high utility value industrially.

또한 PST-2 제올라이트가 3차원적으로 접근이 가능한 12-ring 세공 입구를 갖는 둥지 기반의 구조이며, 이 12-ring 세공 입구의 크기 또한 FAU 제올라이트와 비슷하기 때문에, 알루미노실리케이트 조성의 SBS/SBT intergrowth 제올라이트는 학문적으로만 아니라, 실제적으로도 활용가치가 매우 높다. In addition, since PST-2 zeolite is a nest-based structure with 12-ring pore openings that can be accessed three-dimensionally, and the size of this 12-ring pore opening is also similar to that of FAU zeolite, SBS/SBT of aluminosilicate composition The intergrowth zeolite has a very high utility value not only academically but also practically.

본 발명에 있어서, 상기 제올라이트에서 Al2O3와 SiO2의 비는 바람직하게는 1.0 Al2O3:2.0~200 SiO2으로 표현될 수 있으며, 보다 바람직하게는 1.0:2.0~50 이며, 상기 표 1의 2θ, d, 100×I/I0는 하기 표 2로 표현될 수 있다.In the present invention, the ratio of Al 2 O 3 and SiO 2 in the zeolite is preferably 1.0 Al 2 O 3 :2.0 ~ 200 SiO 2 It can be expressed, more preferably 1.0: 2.0 ~ 50, the 2θ, d, 100×I/I 0 of Table 1 may be expressed in Table 2 below.

dd 100×I/IO 100×I/I O 5.9 ~ 6.05.9 to 6.0 15.0 ~ 15.115.0 to 15.1 95 ~ 10095 to 100 6.5 ~ 6.66.5 to 6.6 13.7 ~ 13.813.7 to 13.8 80 ~ 8580 to 85 10.2 ~ 10.310.2 to 10.3 8.7 ~ 8.88.7 to 8.8 20 ~ 2520 to 25 12.0 ~ 12.112.0 to 12.1 7.4 ~ 7.57.4 to 7.5 5 ~ 105 to 10 18.7 ~ 18.818.7 to 18.8 4.7 ~ 4.84.7 to 4.8 15 ~ 2015 to 20 20.3 ~ 20.420.3 to 20.4 4.4 ~ 4.54.4 to 4.5 5 ~ 105 to 10 21.3 ~ 21.421.3 to 21.4 4.2 ~ 4.34.2 to 4.3 5 ~ 105 to 10 21.8 ~ 21.921.8 ~ 21.9 4.1 ~ 4.24.1 to 4.2 10 ~ 1510 to 15 24.1 ~ 24.224.1 to 24.2 3.7 ~ 3.83.7 to 3.8 70 ~ 7570 to 75 25.7 ~ 25.825.7 ~ 25.8 3.5 ~ 3.63.5 to 3.6 20 ~ 2520 to 25 26.0 ~ 26.126.0 to 26.1 3.4 ~ 3.53.4 to 3.5 20 ~ 2520 to 25 27.0 ~ 27.127.0 ~ 27.1 3.3 ~ 3.43.3 to 3.4 40 ~ 4540 to 45 28.2 ~ 28.328.2 to 28.3 3.2 ~ 3.33.2 to 3.3 40 ~ 4540 to 45 29.5 ~ 29.629.5 ~ 29.6 3.0 ~ 3.13.0 to 3.1 90 ~ 9590 to 95 30.7 ~ 30.830.7 to 30.8 2.9 ~ 3.02.9 to 3.0 10 ~ 1510 to 15 31.3 ~ 31.431.3 to 31.4 2.9 ~ 3.02.9 to 3.0 15 ~ 2015 to 20 33.1 ~ 33.233.1 to 33.2 2.7 ~ 2.82.7 to 2.8 15 ~ 2015 to 20 34.2 ~ 34.334.2 to 34.3 2.6 ~ 2.72.6 to 2.7 0 ~ 50 to 5 35.6 ~ 35.735.6 ~ 35.7 2.5 ~ 2.62.5 to 2.6 15 ~ 2015 to 20 36.2 ~ 36.336.2 to 36.3 2.5 ~ 2.62.5 to 2.6 5 ~ 105 to 10 37.4 ~ 37.537.4 to 37.5 2.4 ~ 2.52.4 to 2.5 5 ~ 105 to 10 39.0 ~ 39.139.0 to 39.1 2.3 ~ 2.42.3 to 2.4 0 ~ 50 to 5 41.3 ~ 41.441.3 to 41.4 2.2 ~ 2.32.2 to 2.3 10 ~ 1510 to 15 43.5 ~ 43.643.5 ~ 43.6 2.1 ~ 2.22.1 to 2.2 0 ~ 50 to 5 45.9 ~ 46.045.9 to 46.0 2.0 ~ 2.12.0 to 2.1 0 ~ 50 to 5 47.2 ~ 47.347.2 to 47.3 1.9 ~ 2.01.9 to 2.0 0 ~ 50 to 5 48.9 ~ 49.048.9 to 49.0 1.9 ~ 2.01.9 to 2.0 5 ~ 105 to 10

표 2에서, θ, d, I는 각각 브래그(Bragg)각, 격자간격, 그리고 X-선 회절 피크의 강도를 의미한다. 이 분말 X-선 회절 패턴을 포함하여 본 발명에서 보고되는 모든 분말 X-선 회절 데이터는 표준 X-선 회절 방법을 이용하여 측정하였으며, 방사원으로는 구리 Kα선과 40 kV, 30 mA에서 작동하는 X-선 튜브를 사용하였다. 수평으로 압축된 분말시료로부터 분당 5도(2θ)의 속도로 측정하였으며, 관찰된 X-선 회절 피크의 2θ값과 피크 높이로부터 d 와 I 를 계산하였다. 본 발명에 있어서, 상기 1가 금속은 바람직하게는 알칼리 금속이며, Li, Na, K, Rb, Cs 등을 사용할 수 있다.In Table 2, θ, d, and I mean the Bragg angle, the grating spacing, and the intensity of the X-ray diffraction peak, respectively. All powder X-ray diffraction data reported in the present invention, including this powder X-ray diffraction pattern, were measured using standard X-ray diffraction methods. - A wire tube was used. Measurements were made at a rate of 5 degrees per minute (2θ) from a horizontally compressed powder sample, and d and I were calculated from the 2θ values and peak heights of the observed X-ray diffraction peaks. In the present invention, the monovalent metal is preferably an alkali metal, and Li, Na, K, Rb, Cs, etc. may be used.

상기 M2O와 Al2O3 의 비는 바람직하게는 0.1~10 M2O: 1.0 Al2O3 이며, 보다 더 바람직하게는 0.1~5.0 M2O: 1.0 Al2O3 이다. The ratio of M 2 O to Al 2 O 3 is preferably 0.1 to 10 M 2 O: 1.0 Al 2 O 3 , and more preferably 0.1 to 5.0 M 2 O: 1.0 Al 2 O 3 .

본 발명의 바람직한 일 실시에 있어서, 상기 제올라이트는 0.1~5.0 M2O: 1.0 Al2O3: 2.0~50 SiO2이다.In a preferred embodiment of the present invention, the zeolite is 0.1 to 5.0 M 2 O: 1.0 Al 2 O 3 : 2.0 to 50 SiO 2 It is.

본 발명에 있어서, 상기 PST-2 제올라이트는 반응 혼합물 내 SiO2/Al2O3, 알칼리 금속의 종류와 양을 조절하고, 테트라에틸암모늄(tetraethylammonium, 이하 TEA)을 유기구조유도물질로서 사용하여 수열합성법을 통해 제조할 수 있다. In the present invention, the PST-2 zeolite is hydrothermal using SiO 2 /Al 2 O 3 in the reaction mixture, controlling the type and amount of alkali metal, and using tetraethylammonium (hereinafter, TEA) as an organic structure inducing material It can be prepared through synthetic methods.

본 발명의 실시에 있어서, 가열 조건은 50~150 ℃ 에서 12 시간 내지 30 일 동안 가열되는 것일 수 있다.In the practice of the present invention, the heating conditions may be heating for 12 hours to 30 days at 50 ~ 150 ℃.

본 발명에 바람직한 실시에 있어서 따른 제올라이트는 알루미늄 트리섹 부톡사이드(Al[OCH(CH3)C2H5]3) 1.0 몰에 대하여 수산화 형태의 유기구조유도물질, TEAOH를 2 내지 50 몰, 바람직하게는 4 내지 20 몰의 비율이 되도록 천천히 한 방울씩 첨가한 후 1 시간 동안 교반시켜 만든 용액에 실리카 졸 또는 무정형의 실리카를 상기의 용액에 2 내지 200 몰, 바람직하게는 2 내지 50 몰의 비율이 되도록 첨가하여 1 시간 교반시켜 만든 용액을 18 시간 동안 80 ℃에서 숙성시켜준다. 마지막으로 +1가 질산나트륨(NaNO3)을 0.1 내지 10몰, 바람직하게는 0.1 내지 5몰의 비율이 되도록 첨가하고, 질산세슘(CsNO3)을 0.1내지 10몰, 바람직하게는 0.1 내지 5몰의 비율이 되도록 첨가한 후 상온에서 24시간 교반시켜 아래 조성을 갖는 반응 혼합물을 수득한다.The zeolite according to a preferred embodiment of the present invention is aluminum trisec butoxide (Al[OCH(CH 3 )C 2 H 5 ] 3 ) with respect to 1.0 mole Silica sol or amorphous silica is added to the solution prepared by slowly adding TEAOH, an organic structure-inducing material in the hydroxyl form, in a ratio of 2 to 50 moles, preferably 4 to 20 moles, one by one, followed by stirring for 1 hour. It is added to the solution in a ratio of 2 to 200 moles, preferably 2 to 50 moles, and stirred for 1 hour, and the resulting solution is aged at 80 °C for 18 hours. Finally, +1 sodium nitrate (NaNO 3 ) is added in a ratio of 0.1 to 10 moles, preferably 0.1 to 5 moles, and 0.1 to 10 moles, preferably 0.1 to 5 moles, of cesium nitrate (CsNO 3 ). After addition to a ratio of , the mixture was stirred at room temperature for 24 hours to obtain a reaction mixture having the following composition.

[반응 혼합물 조성][reaction mixture composition]

4.0~20.0 TEAOH:0.1~5.0 NaNO3:0.1~5.0 CsNO3:1.0 Al2O3:2.0~50 SiO2:10~600 H2O4.0~20.0 TEAOH:0.1~5.0 NaNO 3 :0.1~5.0 CsNO 3 :1.0 Al 2 O 3 :2.0~50 SiO 2 :10~600 H 2 O

위에 서술된 순서와 시약을 사용하여 얻은 반응혼합물을 테프론 반응기에 옮기고 다시 스테인레스 강철로 만든 용기에 넣어 50~150 ℃에서 가열 및 교반시켜 12 시간 내지 30 일 동안, 반응시키는 것을 특징으로 하는 PST-2 제올라이트의 제조방법을 제공한다. 상기 가열 시간이 지나치게 경과할 경우, 장시간의 가열로 구조가 변형될 우려가 있다. PST-2, characterized in that the reaction mixture obtained by using the procedure and reagents described above is transferred to a Teflon reactor, put again in a stainless steel container, heated and stirred at 50 to 150 ° C, and reacted for 12 hours to 30 days A method for producing zeolite is provided. When the heating time is excessively elapsed, there is a risk that the structure of the heating furnace for a long time is deformed.

PST-2의 순도를 높일 수 있도록, 수산화 형태의 구조유도 유기물 TEA를 첨가한 후 상온에서 24 시간 교반 전에 실리콘에 대한 4 %가량의 질랑분율 만큼의 PST-2 제올라이트를 이용한 씨앗 합성법(seed method)을 통해 PST-2 제올라이트의 순도를 높일 수 있다. 씨앗 합성법의 경우 제올라이트 합성방법 중 흔히 사용하는 방법 중 한가지로, 상기 제올라이트의 빠른 결정화를 유도해주고, 제올라이트의 수율을 증가시킬 뿐 아니라 물질의 순도를 높일 수 있다. In order to increase the purity of PST-2, after adding TEA, a structure-inducing organic substance in the form of hydroxide, and before stirring at room temperature for 24 hours, PST-2 zeolite is used as much as 4% of the silicon content (seed method) Through this, the purity of PST-2 zeolite can be increased. In the case of seed synthesis, one of the methods commonly used among zeolite synthesis methods can induce rapid crystallization of the zeolite, increase the yield of the zeolite, and increase the purity of the material.

본 발명은 일 측면에서 산 촉매반응에 적용하기 위해서 프로톤(H+)으로 골격 내 Al의 전하 보상이 이루어진 PST-2(이하 H-PST-2) 제올라이트를 제조 할 수 있다. In one aspect, in order to apply the present invention to acid catalysis, a PST-2 (hereinafter, H-PST-2) zeolite in which the charge of Al in the skeleton is compensated with proton (H + ) can be prepared.

본 발명에 있어서, 상기 H-PST-2 제올라이트는 화학식 2의 반응 혼합물을 이용하여 수득한 PST-2 제올라이트를 550 ℃에서 8 시간 소성 후 1.0 M 암모늄나트륨(NH4NO3) 용액으로 80 ℃에서 네 번 이온교환 후에 다시 550 ℃에서 4 시간 소성 후 얻을 수 있다. 상기 조건에서 H-PST-2 제올라이트는 표 3의 X-선 회절 데이터에 의해서 표현되는 결정 구조를 가진다. In the present invention, the H-PST-2 zeolite is a 1.0 M sodium ammonium (NH 4 NO 3 ) solution after calcining the PST-2 zeolite obtained using the reaction mixture of Chemical Formula 2 at 550° C. for 8 hours at 80° C. After four times of ion exchange, it can be obtained after calcination at 550 °C for 4 hours. Under the above conditions, H-PST-2 zeolite has a crystal structure represented by the X-ray diffraction data in Table 3.

dd 100×I/IO 100×I/I O 6.0 ~ 6.16.0 ~ 6.1 14.8 ~ 14.914.8 to 14.9 SS 6.4 ~ 6.56.4 to 6.5 13.8 ~ 13.913.8 to 13.9 VSVS 10.3 ~ 10.410.3 to 10.4 8.6 ~ 8.78.6 to 8.7 MM 12.2 ~ 12.312.2 to 12.3 7.3 ~ 7.47.3 ~ 7.4 WW 15.7 ~ 15.815.7 to 15.8 5.6 ~ 5.75.6 to 5.7 WW 17.9 ~ 18.017.9 to 18.0 5.0 ~ 5.15.0 to 5.1 WW 19.0 ~ 19.119.0 to 19.1 4.7 ~ 4.84.7 to 4.8 WW 20.7 ~ 20.820.7 to 20.8 4.3 ~ 4.44.3 to 4.4 WW 21.6 ~ 21.721.6 ~ 21.7 4.1 ~ 4.24.1 to 4.2 WW 22.1 ~ 22.222.1 to 22.2 4.0 ~ 4.14.0 ~ 4.1 WW 24.4 ~ 24.524.4 to 24.5 3.7 ~ 3.83.7 to 3.8 WW 26.4 ~ 26.526.4 ~ 26.5 3.4 ~ 3.53.4 to 3.5 WW 27.4 ~ 27.527.4 ~ 27.5 3.3 ~ 3.43.3 to 3.4 WW 28.5 ~ 28.628.5 to 28.6 3.1 ~ 3.23.1 to 3.2 WW 30.0 ~ 30.130.0 to 30.1 3.0 ~ 3.13.0 to 3.1 WW 31.2 ~ 31.331.2 to 31.3 2.9 ~ 3.02.9 to 3.0 WW 33.7 ~ 33.833.7 ~ 33.8 2.7 ~ 2.82.7 to 2.8 WW 36.4 ~ 36.536.4 ~ 36.5 2.5 ~ 2.62.5 to 2.6 WW 42.1 ~ 42.242.1 to 42.2 2.1 ~ 2.22.1 to 2.2 WW

표 3에서, θ, d, I는 각각 브래그(Bragg)각, 격자간격, 그리고 X-선 회절 피크의 강도를 의미한다. 이 분말 X-선 회절 패턴을 포함하여 본 발명에서 보고되는 모든 분말 X-선 회절 데이터는 표준 X-선 회절 방법을 이용하여 측정하였으며, 방사원으로는 구리 Kα선과 40 kV, 30 mA에서 작동하는 X-선 튜브를 사용하였다. 수평으로 압축된 분말시료로부터 분당 5도(2θ)의 속도로 측정하였으며, 관찰된 X-선 회절 피크의 2θ값과 피크 높이로부터 d 와 I 를 계산하였으며, 여기서, 100×I/I0는 W(약함:0~20), M(중간:20~40), S(강함:40~60), VS(매우 강함:60~100)로 구분된다.In Table 3, θ, d, and I mean the Bragg angle, the lattice spacing, and the intensity of the X-ray diffraction peak, respectively. All powder X-ray diffraction data reported in the present invention, including this powder X-ray diffraction pattern, were measured using standard X-ray diffraction methods. - A wire tube was used. Measurements were made at a rate of 5 degrees per minute (2θ) from a horizontally compressed powder sample, and d and I were calculated from the 2θ values and peak heights of the observed X-ray diffraction peaks, where 100×I/I 0 is W It is divided into (weak: 0-20), M (medium: 20-40), S (strong: 40-60), and VS (very strong: 60-100).

본 발명의 바람직한 실시에 있어서, 상기 표 3의 H-PST-2 제올라이트는 하기 표 4로 표현된다.In a preferred embodiment of the present invention, the H-PST-2 zeolite of Table 3 is represented in Table 4 below.

dd 100 × I/IO 100 × I/I O 6.0 ~ 6.16.0 ~ 6.1 14.8 ~ 14.914.8 to 14.9 55 ~ 6055 to 60 6.4 ~ 6.56.4 to 6.5 13.8 ~ 13.913.8 to 13.9 95 ~ 10095 to 100 10.3 ~ 10.410.3 to 10.4 8.6 ~ 8.78.6 to 8.7 35 ~ 4035 to 40 12.2 ~ 12.312.2 to 12.3 7.3 ~ 7.47.3 ~ 7.4 5 ~ 105 to 10 15.7 ~ 15.815.7 to 15.8 5.6 ~ 5.75.6 to 5.7 5 ~ 105 to 10 17.9 ~ 18.017.9 to 18.0 5.0 ~ 5.15.0 to 5.1 0 ~ 50 to 5 19.0 ~ 19.119.0 to 19.1 4.7 ~ 4.84.7 to 4.8 0 ~ 50 to 5 20.7 ~ 20.820.7 to 20.8 4.3 ~ 4.44.3 to 4.4 5 ~ 105 to 10 21.6 ~ 21.721.6 ~ 21.7 4.1 ~ 4.24.1 to 4.2 5 ~ 105 to 10 22.1 ~ 22.222.1 to 22.2 4.0 ~ 4.14.0 ~ 4.1 5 ~ 105 to 10 24.4 ~ 24.524.4 to 24.5 3.7 ~ 3.83.7 to 3.8 10 ~ 1510 to 15 26.4 ~ 26.526.4 ~ 26.5 3.4 ~ 3.53.4 to 3.5 5 ~ 105 to 10 27.4 ~ 27.527.4 ~ 27.5 3.3 ~ 3.43.3 to 3.4 5 ~ 105 to 10 28.5 ~ 28.628.5 to 28.6 3.1 ~ 3.23.1 to 3.2 5 ~ 105 to 10 30.0 ~ 30.130.0 to 30.1 3.0 ~ 3.13.0 to 3.1 15 ~ 2015 to 20 31.2 ~ 31.331.2 to 31.3 2.9 ~ 3.02.9 to 3.0 0 ~ 50 to 5 33.7 ~ 33.833.7 ~ 33.8 2.7 ~ 2.82.7 to 2.8 0 ~ 50 to 5 36.4 ~ 36.536.4 ~ 36.5 2.5 ~ 2.62.5 to 2.6 0 ~ 50 to 5 42.1 ~ 42.242.1 to 42.2 2.1 ~ 2.22.1 to 2.2 0 ~ 50 to 5

표 4에서, θ, d, I는 각각 브래그(Bragg)각, 격자간격, 그리고 X-선 회절 피크의 강도를 의미한다. 이 분말 X-선 회절 패턴을 포함하여 본 발명에서 보고되는 모든 분말 X-선 회절 데이터는 표준 X-선 회절 방법을 이용하여 측정하였으며, 방사원으로는 구리 Kα선과 40 kV, 30 mA에서 작동하는 X-선 튜브를 사용하였다. 수평으로 압축된 분말시료로부터 분당 5도(2θ)의 속도로 측정하였으며, 관찰된 X-선 회절 피크의 2θ값과 피크 높이로부터 d 와 I 를 계산하였다. In Table 4, θ, d, and I mean the Bragg angle, the grating spacing, and the intensity of the X-ray diffraction peak, respectively. All powder X-ray diffraction data reported in the present invention, including this powder X-ray diffraction pattern, were measured using standard X-ray diffraction methods. - A wire tube was used. Measurements were made at a rate of 5 degrees per minute (2θ) from a horizontally compressed powder sample, and d and I were calculated from the 2θ values and peak heights of the observed X-ray diffraction peaks.

상기 H-PST-2 제올라이트의 분말 X-선 회전 데이터를 통해 알 수 있듯이, PST-2는 550 ℃ 이상의 온도에서 8 시간 이상 열처리 후에도 구조적으로 안정하며, 산촉매로의 적용을 위한 H+ 형태로의 변환 후에도 결정성에 큰 변화가 없기 때문에 다양한 산업공정에 흡착체 및 촉매로서 그 활용가치가 매우 높을 것으로 예상된다. As can be seen from the powder X-ray rotation data of the H - PST-2 zeolite, PST-2 is structurally stable even after heat treatment at a temperature of 550 ° C. Since there is no significant change in crystallinity even after conversion, it is expected to have very high utilization value as an adsorbent and catalyst in various industrial processes.

상기 H-PST-2 제올라이트는 500 m2/g 이상의 BET 표면적을 가질 수 있으며, 바람직하게는 700 m2/g 이상, 예를 들어 700~900 m2/g의 BET 표면적을 가질 수 있다.The H-PST-2 zeolite may have a BET surface area of 500 m 2 /g or more, preferably 700 m 2 /g or more, for example, a BET surface area of 700 to 900 m 2 /g.

이하에서는 실시예를 사용하여 본 발명을 좀더 상세하게 설명한다. 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail using examples. These examples are merely for illustrating the present invention, and the present invention is not limited thereto.

[실시예][Example]

실시예 1: PST-2 제올라이트의 제조Example 1: Preparation of PST-2 zeolite

플라스틱 비커에 먼저 0.51 g의 알루미늄 트리섹 부톡사이트(Al[OCH(CH3)C2H5]3) 35 중량% 6.73 g의 TEAOH를 넣고 1시간 교반하고 만든 수용액에, 2.40 g의 콜로이달 실리카 졸(Ludox AS-40)과 2.92 g의 3차 증류수에 넣고 1시간 교반 시킨 뒤, 80℃에서 18 시간 동안 숙성 시킨다. 마지막으로 0.022 g의 질산나트륨(NaNO3)과 0.15 g의 질산세슘(CsNO3)을 넣고 24 시간 교반하여 하기 조성의 반응 혼합물을 얻었다.First, in a plastic beaker, 0.51 g of aluminum trisec butoxide (Al[OCH(CH 3 )C 2 H 5 ] 3 ) 35 wt% 6.73 g of TEAOH was added and stirred for 1 hour. In the resulting aqueous solution, 2.40 g of colloidal silica It is put in sol (Ludox AS-40) and 2.92 g of tertiary distilled water, stirred for 1 hour, and then aged at 80°C for 18 hours. Finally, 0.022 g of sodium nitrate (NaNO 3 ) and 0.15 g of cesium nitrate (CsNO 3 ) were added and stirred for 24 hours to obtain a reaction mixture having the following composition.

[반응 혼합물 조성][reaction mixture composition]

16.0 TEAOH : 0.26 NaNO3 : 0.76 Cs NO3 : 1.0 Al2O3 : 16 SiO2 : 480 H2O16.0 TEAOH : 0.26 NaNO 3 : 0.76 Cs NO 3 : 1.0 Al 2 O 3 : 16 SiO 2 : 480 H 2 O

이어서 상기에서 얻은 반응 혼합물을 테프론 반응기에 옮겨 넣은 후 다시 스테인레스 강철로 만든 용기에 넣어 100 ℃에서 14 일 동안 교반 및 가열한 후 얻어진 고체 생성물을 물로 반복 세척하여 상온에서 건조하여 PST-2 고체 분말을 얻었다. Then, the reaction mixture obtained above was transferred to a Teflon reactor, put into a stainless steel vessel again, stirred and heated at 100° C. for 14 days, and then the obtained solid product was repeatedly washed with water and dried at room temperature to obtain PST-2 solid powder. got it

도 1 및 도 2를 참고하면, 상기의 제올라이트가 물리적 혼합물이 아닌 SBS/SBT 공생구조임을 확인하기 위하여 투과전자현미경(Transmission electron microscope; TEM)과 X-선 회절분석을 이용하여 SBS와 SBT 구조를 동시에 포함하고 있는 제올라이트임을 알 수 있다. 1 and 2, the SBS and SBT structures were analyzed using a transmission electron microscope (TEM) and X-ray diffraction analysis to confirm that the zeolite is not a physical mixture but an SBS/SBT symbiotic structure. It can be seen that the zeolite is included at the same time.

상기 실시예 1에서 얻은 고체 분말로 투과전자현미경 시험을 한 결과, 도 1의 좌측 도면을 참고하면 일정하게 배열되어 있는 층상구조를 보임과 동시에 상대적으로 밝게 보이는 원을 확인 할 수 있는데, 이는 큰 세공(12-ring)을 가지며 물리적으로 혼합된 상태가 아닌 SBS 층상구조와 SBT 층상구조가 하나의 결정 안에 동시에 존재한다는 것을 확인하였다. 이를 조금 더 쉽게 표현하기 위해 12-ring 세공을 각각의 색을 가진 원으로 표기하였으며, 녹색, 파란색, 주황색, 파란색, 녹색 원의 순서를 가진 구조는 SBT를 의미하며, 보라색, 노란색 원의 순서를 가진 것은 SBS 구조를 의미한다. 따라서, 도 1의 우측 도면을 참고하면 PST-2 제올라이트는 SBS와 SBT 구조를 동시에 포함하고 있는 제올라이트임을 알 수 있다.As a result of transmission electron microscopy testing with the solid powder obtained in Example 1, referring to the left drawing of FIG. 1, it can be seen that a uniformly arranged layered structure and a relatively bright circle can be seen at the same time, which is a large pore. (12-ring) and not physically mixed, it was confirmed that the SBS layered structure and the SBT layered structure existed simultaneously in one crystal. To express this more easily, the 12-ring pore is marked with a circle with each color, and the structure with the order of green, blue, orange, blue, and green circles means SBT, What you have means the SBS structure. Therefore, referring to the right drawing of FIG. 1 , it can be seen that the PST-2 zeolite is a zeolite containing both SBS and SBT structures.

또한 상기 실시예 1에서 얻은 고체 분말로 X-선 회절 측정시험을 한 결과, 기존에 보고된 제올라이트들의 X-선 회절 패턴들과 비교하였을 때 PST-2과 동일한 패턴은 전혀 발견할 수 없었다. 이는 PST-2가 지금까지 전혀 알려지지 않은 새로운 골격구조를 갖고 있음을 의미한다. 상기 실시예 1에서 얻은 고체분말로 X-선 회절 측정시험을 한 결과를 표 5과 도 2에 나타내었다.In addition, as a result of performing an X-ray diffraction measurement test with the solid powder obtained in Example 1, the same pattern as that of PST-2 was not found at all when compared with the previously reported X-ray diffraction patterns of zeolites. This means that PST-2 has a new skeletal structure that has been completely unknown until now. The results of the X-ray diffraction measurement test using the solid powder obtained in Example 1 are shown in Table 5 and FIG. 2 .

dd 100×I/IO 100×I/I O 5.9 ~ 6.05.9 to 6.0 15.0 ~ 15.115.0 to 15.1 100100 6.5 ~ 6.66.5 to 6.6 13.7 ~ 13.813.7 to 13.8 8181 10.2 ~ 10.310.2 to 10.3 8.7 ~ 8.88.7 to 8.8 2323 12.0 ~ 12.112.0 to 12.1 7.4 ~ 7.57.4 to 7.5 88 18.7 ~ 18.818.7 to 18.8 4.7 ~ 4.84.7 to 4.8 1919 20.3 ~ 20.420.3 to 20.4 4.4 ~ 4.54.4 to 4.5 55 21.3 ~ 21.421.3 to 21.4 4.2 ~ 4.34.2 to 4.3 88 21.8 ~ 21.921.8 ~ 21.9 4.1 ~ 4.24.1 to 4.2 1515 24.1 ~ 24.224.1 to 24.2 3.7 ~ 3.83.7 to 3.8 7474 25.7 ~ 25.825.7 ~ 25.8 3.5 ~ 3.63.5 to 3.6 2020 26.0 ~ 26.126.0 to 26.1 3.4 ~ 3.53.4 to 3.5 2424 27.0 ~ 27.127.0 ~ 27.1 3.3 ~ 3.43.3 to 3.4 4343 28.2 ~ 28.328.2 to 28.3 3.2 ~ 3.33.2 to 3.3 4141 29.5 ~ 29.629.5 ~ 29.6 3.0 ~ 3.13.0 to 3.1 9292 30.7 ~ 30.830.7 to 30.8 2.9 ~ 3.02.9 to 3.0 1414 31.3 ~ 31.431.3 to 31.4 2.9 ~ 3.02.9 to 3.0 1616 33.1 ~ 33.233.1 to 33.2 2.7 ~ 2.82.7 to 2.8 1919 34.2 ~ 34.334.2 to 34.3 2.6 ~ 2.72.6 to 2.7 55 35.6 ~ 35.735.6 ~ 35.7 2.5 ~ 2.62.5 to 2.6 1616 36.2 ~ 36.336.2 to 36.3 2.5 ~ 2.62.5 to 2.6 1010 37.4 ~ 37.537.4 to 37.5 2.4 ~ 2.52.4 to 2.5 88 39.0 ~ 39.139.0 to 39.1 2.3 ~ 2.42.3 to 2.4 44 41.3 ~ 41.441.3 to 41.4 2.2 ~ 2.32.2 to 2.3 1212 43.5 ~ 43.643.5 ~ 43.6 2.1 ~ 2.22.1 to 2.2 55 45.9 ~ 46.045.9 to 46.0 2.0 ~ 2.12.0 to 2.1 22 47.2 ~ 47.347.2 to 47.3 1.9 ~ 2.01.9 to 2.0 55 48.9 ~ 49.048.9 to 49.0 1.9 ~ 2.01.9 to 2.0 55

표 5에서, θ, d, I는 각각 브래그(Bragg)각, 격자간격, 그리고 X-선 회절 피크의 강도를 의미한다. 이 분말 X-선 회절 패턴을 포함하여 본 발명에서 보고되는 모든 분말 X-선 회절 데이터는 표준 X-선 회절 방법을 이용하여 측정하였으며, 방사원으로는 구리 Kα선과 40 kV, 30 mA에서 작동하는 X-선 튜브를 사용하였다. 수평으로 압축된 분말시료로부터 분당 5도(2θ)의 속도로 측정하였으며, 관찰된 X-선 회절 피크의 2θ값과 피크 높이로부터 d 와 I 를 계산하였다. In Table 5, θ, d, and I mean the Bragg angle, the lattice spacing, and the intensity of the X-ray diffraction peak, respectively. All powder X-ray diffraction data reported in the present invention, including this powder X-ray diffraction pattern, were measured using standard X-ray diffraction methods. - A wire tube was used. Measurements were made at a rate of 5 degrees per minute (2θ) from a horizontally compressed powder sample, and d and I were calculated from the 2θ values and peak heights of the observed X-ray diffraction peaks.

상기 실시예 1에서 얻은 고체분말로 열중량 분석법 및 원소분석 결과, PST-2 제올라이트 내 약 10.5 중량%의 물과 8.0 중량%의 TEA를 함유하고 있는 것으로 확인되었다. 또한 유도결합플라즈마 분석법(Inductive Coupled Plasma, 약어로 ICP)을 사용하여 생성된 제올라이트의 Si/Al 비율이 약 3.1 임을 확인하였다. As a result of thermogravimetric analysis and elemental analysis of the solid powder obtained in Example 1, it was confirmed that the PST-2 zeolite contained about 10.5% by weight of water and 8.0% by weight of TEA. In addition, it was confirmed that the Si/Al ratio of the produced zeolite was about 3.1 using Inductive Coupled Plasma (ICP).

도 3을 참고하면, PST-2이 불순물이 섞이지 않은 순수한 물질임을 확인하기 위하여 주사현미경(Scanning Electron Microscope, 약어로 SEM)을 측정한 결과, 매우 균일한 동전 모양의 판상의 층상구조 결정모양이 관측되었으며, 다른 결정모양은 관측되지 않았다. Referring to FIG. 3, as a result of measuring a scanning electron microscope (SEM) to confirm that PST-2 is a pure substance without impurities, a very uniform coin-shaped plate-like layered crystal shape was observed. and no other crystal shape was observed.

실시예 2: 반응혼합물의 NaNOExample 2: NaNO in the reaction mixture 33 증가 및 CsNO increase and CsNO 33 감소 decrease

실시예 1에서 질산나트륨(NaNO3) 양을 0.022 g을 사용한 대신에 0.064 g을 사용하고, 질산세슘(CsNO3) 양을 0.15 g 사용한 대신에 0.049 g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 고체 분말을 얻었다. In Example 1, the sodium nitrate (NaNO 3 ) amount was used instead of 0.022 g, and 0.064 g was used, and the cesium nitrate (CsNO 3 ) amount was 0.15 g instead of 0.049 g, except that 0.049 g was used. A solid powder was obtained by the method.

[반응 혼합물 조성][reaction mixture composition]

16.0 TEAOH : 0.76 NaNO3 : 0.26 Cs NO3 : 1.0 Al2O3 : 16 SiO2 : 480 H2O16.0 TEAOH : 0.76 NaNO 3 : 0.26 Cs NO 3 : 1.0 Al 2 O 3 : 16 SiO 2 : 480 H 2 O

도 4를 참고하면, 상기 실시예 2에서 얻은 고체분말로 X-선 회절 측정시험을 한 결과, 소량의 PST-2 제올라이트의 결정화가 이루어지고, 제올라이트 Y 불순물을 다량으로 함유하고 있는 생성물이 형성되었다.Referring to FIG. 4, as a result of performing an X-ray diffraction measurement test with the solid powder obtained in Example 2, a small amount of PST-2 zeolite was crystallized, and a product containing a large amount of zeolite Y impurities was formed. .

실시예 3. 반응혼합물의 NaNOExample 3. NaNO in the reaction mixture 33 대신 LiNO instead of LiNO 33 , KNO, KNO 33 , RbNO, RbNO 33 각각 사용 use each

실시예 3-1: NaNOExample 3-1: NaNO 33 대신 LiNO instead of LiNO 33 사용 use

실시예 1에서, 0.022 g의 질산나트륨(NaNO3) 대신 질산리튬(LiNO3) 0.017 g을 사용하여 하기의 조성의 반응혼합물을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 고체 분말을 얻었다. In Example 1, 0.017 g of lithium nitrate (LiNO 3 ) instead of 0.022 g of sodium nitrate (NaNO 3 ) was used to prepare a reaction mixture having the following composition, except that a solid powder was obtained in the same manner as in Example 1. .

[반응 혼합물 조성][reaction mixture composition]

16.0 TEAOH : 0.26 Li,NO3 : 0.76 Cs NO3 : 1.0 Al2O3 : 16 SiO2 : 480 H2O16.0 TEAOH : 0.26 Li,NO 3 : 0.76 Cs NO 3 : 1.0 Al 2 O 3 : 16 SiO 2 : 480 H 2 O

도 5를 참고하면 상기 실시예 3-1에서 얻은 고체분말로 X-선 회절 측정시험을 한 결과, 순수한 PST-2 결정을 얻지 못하였다. Referring to FIG. 5 , as a result of performing an X-ray diffraction measurement test with the solid powder obtained in Example 3-1, pure PST-2 crystals were not obtained.

실시예 3-2: NaNOExample 3-2: NaNO 33 대신 KNO instead of KNO 33 사용 use

실시예 1에서 0.022 g의 질산나트륨(NaNO3) 대신 질산칼륨 (KNO3) 0.026 g을 사용하여 하기 조성의 반응혼합물을 제조한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 고체 분말을 얻었다. In Example 1, 0.022 g of sodium nitrate (NaNO 3 ) Instead of potassium nitrate (KNO 3 ) 0.026 g was used to prepare a reaction mixture of the following composition to obtain a solid powder in the same manner as in Example 1.

[반응 혼합물 조성][reaction mixture composition]

16.0 TEAOH : 0.26 KNO3 : 0.76 Cs NO3 : 1.0 Al2O3 : 16 SiO2 : 480 H2O16.0 TEAOH : 0.26 KNO 3 : 0.76 Cs NO 3 : 1.0 Al 2 O 3 : 16 SiO 2 : 480 H 2 O

도 5를 참고하면 상기 실시예 3-2에서 얻은 고체분말로 X-선 회절 측정시험을 한 결과, 순수한 PST-2 결정을 얻지 못하였다. Referring to FIG. 5 , as a result of performing an X-ray diffraction measurement test with the solid powder obtained in Example 3-2, pure PST-2 crystals were not obtained.

실시예 3-3: NaNOExample 3-3: NaNO 33 대신 RbNO instead of RbNO 33 각각 사용 use each

실시예 1에서 0.022 g의 질산나트륨(NaNO3) 대신 질산루비듐 (RbNO3) 0.037 g을 사용하여 하기 조성의 반응 혼합물을 제조한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 고체분말을 얻었다. .A solid powder was obtained in the same manner as in Example 1, except that in Example 1, a reaction mixture having the following composition was prepared using 0.037 g of rubidium nitrate (RbNO 3 ) instead of 0.022 g of sodium nitrate (NaNO 3 ). .

[반응 혼합물 조성][reaction mixture composition]

16.0 TEAOH : 0.26 RbNO3 : 0.76 Cs NO3 : 1.0 Al2O3 : 16 SiO2 : 480 H2O16.0 TEAOH : 0.26 RbNO 3 : 0.76 Cs NO 3 : 1.0 Al 2 O 3 : 16 SiO 2 : 480 H 2 O

도 5를 참고하면 상기 실시예 3-3에서 얻은 고체분말로 X-선 회절 측정시험을 한 결과, 순수한 PST-2 결정을 얻지 못하였다. Referring to FIG. 5 , as a result of performing an X-ray diffraction measurement test with the solid powder obtained in Example 3-3, pure PST-2 crystals were not obtained.

실시예 4: 합성 시 반응온도의 증가Example 4: Increase in reaction temperature during synthesis

실시예 1에서 반응 혼합물을 100 ℃에서 14 일 동안 교반 및 가열한 것 대신에 반응혼합물을 150 oC에서 7 일 동안 가열한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 고체 분말을 얻었다. 도 6을 참고하면 상기 실시예 4에서 얻은 고체분말로 X-선 회절 측정실험을 한 결과 오페러타이트(offretite) 제올라이트가 생성되었다.A solid powder was obtained in the same manner as in Example 1, except that in Example 1, the reaction mixture was heated at 150 ° C. for 7 days instead of stirring and heating the reaction mixture at 100° C. for 14 days. Referring to FIG. 6 , as a result of performing an X-ray diffraction measurement experiment with the solid powder obtained in Example 4, an offretite zeolite was produced.

실시예 5: NaNOExample 5: NaNO 33 와 Cs NO with Cs NO 33 : 대신 Cs NO : instead of Cs NO 33 사용 use

플라스틱 비커에 먼저 0.51 g의 알루미늄 트리섹부톡사이트(Al[OCH(CH3)C2H5]3), 35 중량% 6.73 g의 TEAOH를 넣고 1시간 교반하고 만든 수용액에, 2.40 g의 콜로이달 실리카 졸(Ludox AS-40)과 2.92 g의 3차 증류수에 넣고 1시간 교반 시킨 뒤, 80℃에서 18 시간동안 숙성 시킨다. 마지막으로 0.20 g의 질산세슘(CsNO3)을 넣고 24 시간 교반하여 하기의 화학식 6에 나타낸 조성의 반응혼합물을 얻었다.In a plastic beaker, 0.51 g of aluminum trisecbutoxite (Al[OCH(CH 3 )C 2 H 5 ] 3 ), 35 wt% 6.73 g of TEAOH were first added and stirred for 1 hour. In the resulting aqueous solution, 2.40 g of colloidal It was put in silica sol (Ludox AS-40) and 2.92 g of tertiary distilled water, stirred for 1 hour, and then aged at 80°C for 18 hours. Finally, 0.20 g of cesium nitrate (CsNO 3 ) was added and stirred for 24 hours to obtain a reaction mixture having the composition shown in Chemical Formula 6 below.

[화학식 6][Formula 6]

16.0 TEAOH : 1.0 Cs NO3 : 1.0 Al2O3 : 16 SiO2 : 480 H2O16.0 TEAOH : 1.0 Cs NO 3 : 1.0 Al 2 O 3 : 16 SiO 2 : 480 H 2 O

이어서 상기에서 얻은 반응 혼합물을 테프론 반응기에 옮겨 넣은 후 다시 스테인레스 강철로 만든 용기에 넣어 100 ℃에서 14 일 동안 교반 및 가열한 후 얻어진 고체 생성물을 물로 반복 세척하여 상온에서 건조하였다. Then, the reaction mixture obtained above was transferred to a Teflon reactor, put again in a stainless steel vessel, stirred and heated at 100° C. for 14 days, and then the obtained solid product was repeatedly washed with water and dried at room temperature.

도 7을 참고하면, 상기 실시예 5에서 얻은 고체분말로 X-선 회절 측정시험을 한 결과 실시예 1과 동일하게 순수한 PST-2의 X-선 회절 패턴이 관측되었다. Referring to FIG. 7 , as a result of performing an X-ray diffraction measurement test with the solid powder obtained in Example 5, an X-ray diffraction pattern of pure PST-2 was observed in the same manner as in Example 1.

실시예 6: H-PST-2 제올라이트의 제조Example 6: Preparation of H-PST-2 zeolite

본 실시예 1에서 제조한 PST-2 제올라이트를 550 oC 의 공기 하에서 8시간 소성 한 후 1.0 g의 제올라이트를 50 mL 의 1.0 M 암모늄나트륨 (NH4NO3) 용액에 넣고 6 시간 동안 80 oC 에서 이온교환을 네 번 반복 후에 얻은 고체생성물을 물로 반복 세척하여 상온에서 건조한 후, 550 oC 의 공기 하에서 4시간 소성하여 H-PST-2 제올라이트로 변환한 후 다시 X-선 회절 패턴을 측정하였을 때 소성된 시료는 실시예 1의 경우와 근본적으로 동일한 X-선 패턴을 나타내는 것으로 관찰되었으며, 그 결과를 표 6와 도 8에 나타내었다. After calcining the PST-2 zeolite prepared in Example 1 under air at 550 o C for 8 hours, 1.0 g of the zeolite was placed in 50 mL of 1.0 M sodium ammonium (NH 4 NO 3 ) solution at 80 o C for 6 hours. After repeating the ion exchange four times, the solid product obtained was repeatedly washed with water and dried at room temperature. It was observed that the calcined sample exhibited essentially the same X-ray pattern as in Example 1, and the results are shown in Table 6 and FIG. 8.

열중량 분석법 및 원소분석 결과, H-PST-2 제올라이트 내 유기구조유도물질(TEA)이 모두 연소되고, 20.2 중량%의 물만 함유하고 있는 것으로 확인되었다. As a result of thermogravimetric analysis and elemental analysis, it was confirmed that all of the organic structure-inducing material (TEA) in the H-PST-2 zeolite was burned and only contained 20.2% by weight of water.

또한, 질소 흡착 실험 결과 H-PST-2 제올라이트는 약 820 m2/g의 BET 표면적을 갖는 것으로 관찰되었으며, 이는 도 9에 나타내었다. In addition, as a result of the nitrogen adsorption experiment, it was observed that the H-PST-2 zeolite had a BET surface area of about 820 m 2 /g, which is shown in FIG. 9 .

dd 100×I/IO 100×I/I O 6.0 ~ 6.16.0 ~ 6.1 14.8 ~ 14.914.8 to 14.9 5959 6.4 ~ 6.56.4 to 6.5 13.8 ~ 13.913.8 to 13.9 100100 10.3 ~ 10.410.3 to 10.4 8.6 ~ 8.78.6 to 8.7 3838 12.2 ~ 12.312.2 to 12.3 7.3 ~ 7.47.3 ~ 7.4 1010 15.7 ~ 15.815.7 to 15.8 5.6 ~ 5.75.6 to 5.7 99 17.9 ~ 18.017.9 to 18.0 5.0 ~ 5.15.0 to 5.1 33 19.0 ~ 19.119.0 to 19.1 4.7 ~ 4.84.7 to 4.8 44 20.7 ~ 20.820.7 to 20.8 4.3 ~ 4.44.3 to 4.4 99 21.6 ~ 21.721.6 ~ 21.7 4.1 ~ 4.24.1 to 4.2 99 22.1 ~ 22.222.1 to 22.2 4.0 ~ 4.14.0 ~ 4.1 99 24.4 ~ 24.524.4 to 24.5 3.7 ~ 3.83.7 to 3.8 1111 26.4 ~ 26.526.4 ~ 26.5 3.4 ~ 3.53.4 to 3.5 88 27.4 ~ 27.527.4 ~ 27.5 3.3 ~ 3.43.3 to 3.4 99 28.5 ~ 28.628.5 to 28.6 3.1 ~ 3.23.1 to 3.2 55 30.0 ~ 30.130.0 to 30.1 3.0 ~ 3.13.0 to 3.1 1919 31.2 ~ 31.331.2 to 31.3 2.9 ~ 3.02.9 to 3.0 55 33.7 ~ 33.833.7 ~ 33.8 2.7 ~ 2.82.7 to 2.8 33 36.4 ~ 36.536.4 ~ 36.5 2.5 ~ 2.62.5 to 2.6 1One 42.1 ~ 42.242.1 to 42.2 2.1 ~ 2.22.1 to 2.2 1One

표 6에서, θ, d, I는 각각 브래그(Bragg)각, 격자간격, 그리고 X-선 회절 피크의 강도를 의미한다. 이 분말 X-선 회절 패턴을 포함하여 본 발명에서 보고되는 모든 분말 X-선 회절 데이터는 표준 X-선 회절 방법을 이용하여 측정하였으며, 방사원으로는 구리 Kα선과 40 kV, 30 mA에서 작동하는 X-선 튜브를 사용하였다. 수평으로 압축된 분말시료로부터 분당 5도(2θ)의 속도로 측정하였으며, 관찰된 X-선 회절 피크의 2θ값과 피크 높이로부터 d 와 I 를 계산하였다.In Table 6, θ, d, and I mean the Bragg angle, the grating spacing, and the intensity of the X-ray diffraction peak, respectively. All powder X-ray diffraction data reported in the present invention, including this powder X-ray diffraction pattern, were measured using standard X-ray diffraction methods. - A wire tube was used. Measurements were made at a rate of 5 degrees per minute (2θ) from a horizontally compressed powder sample, and d and I were calculated from the 2θ values and peak heights of the observed X-ray diffraction peaks.

실시예 7: 이산화탄소의 선택적 흡착Example 7: Selective adsorption of carbon dioxide

실시예 6의 H-PST-2 제올라이트 100 mg을 Quartz tube (0.64 cm 내경)의 고정층 마이크로 반응기에 채우고, 0.009 torr까지 감압하면서, 분당 10 oC로 250 oC까지 승온하여 250 oC에서 2시간 동안 유지시켜 완전히 탈수시켰다. 그 물질은 진공상태에서 상온으로 냉각된 뒤, 물 상온 펌프(Water circulator)를 이용하여 25 ℃를 유지시키면서, 이산화탄소 압력을 연속적으로 변화시켜가며 이산화탄소 흡착량을 측정하였다. 그 결과를 도 10에 나타내었으며, 0.1 bar 에서 1.5 mmol/g의 이산화탄소 흡착량, 1.0 bar에서 3.9 mmol/g의 이산화탄소 흡착량을 보이는 것으로 확인되었다. 실시예 6에서 제조한 PST-2 제올라이트의 질소와 메탄 기체에 대한 흡착량 평가를 위하여, 동일한 방법으로 25 oC에서, 질소와 메탄 기체의 압력을 연속적으로 변화시켜가며 PST-2 제올라이트의 질소와 메탄 흡착량을 각각 측정하였다. 그 결과를 도 10에 나타내었으며, 0.1 bar 에서 0.02 mmol/g와 0.05 mmol/g의 질소와 메탄 흡착량, 1.0 bar에서 0.41 mmol/g와 0.64 mmol/g의 질소와 메탄 흡착량을 보이는 것으로 확인되었다.100 mg of the H-PST-2 zeolite of Example 6 was filled in a fixed-bed microreactor of a Quartz tube (0.64 cm inner diameter), and while the pressure was reduced to 0.009 torr, the temperature was raised to 250 o C at 10 o C per minute and 250 o C for 2 hours It was kept for a while to completely dehydrate. After the material was cooled to room temperature in a vacuum state, the amount of carbon dioxide adsorption was measured by continuously changing the carbon dioxide pressure while maintaining 25 °C using a water circulator. The results are shown in FIG. 10, and it was confirmed that a carbon dioxide adsorption amount of 1.5 mmol/g at 0.1 bar and a carbon dioxide adsorption amount of 3.9 mmol/g at 1.0 bar were exhibited. To evaluate the adsorption amount of nitrogen and methane gas of the PST-2 zeolite prepared in Example 6, the nitrogen and methane gas pressures of PST-2 zeolite were continuously changed at 25 o C in the same manner. Methane adsorption amount was measured, respectively. The results are shown in FIG. 10, and it was confirmed that nitrogen and methane adsorption amounts of 0.02 mmol/g and 0.05 mmol/g at 0.1 bar, and nitrogen and methane adsorption amounts of 0.41 mmol/g and 0.64 mmol/g at 1.0 bar were exhibited. became

이러한 결과는 메탄/이산화탄소/질소의 혼합기체에서 PST-2 제올라이트의 이산화탄소 기체에 대한 선택적 흡착 및 분리능을 잘 보여주고 있으며, 이산화탄소의 분리 및 회수 공정에서 매우 유용한 분리제 혹은 흡착제로서 용도를 제공할 수 있음을 할 수 있다.These results show the selective adsorption and separation ability of PST-2 zeolite for carbon dioxide gas in a methane/carbon dioxide/nitrogen mixture gas, and can be used as a very useful separator or adsorbent in the carbon dioxide separation and recovery process. it can be said that there is

실시예 8: 중질유 접촉 분해Example 8: Heavy Oil Catalytic Cracking

실시예 6에서 제조한 PST-2 촉매의 중질유 접촉분해 반응에 관한 성능을 고정상 반응기를 사용하여 확인하였다. H-PST-2 제올라이트 100 mg을 고정층 반응기에 넣고, 600 oC에서 질소 100 mL/min으로 2시간 동안 유지시켜 완전히 탈수 시켰다. 다음으로, 6 mL/min 질소와 함께 중질유를 반응물로 1.6g/h의 속도로 주입하였고, 반응온도는 600 oC에서 10분동안 1.0bar 압력에서 진행하였다. 비교군의 큰 세공 제올라이트인 H-Y(알버말(Albemarle), Si/Al=5) 및 H-beta(지올리스트(Zeolyst)도 각각 위와 동일한 방법으로 중질유 분해 반응을 진행하여 그 결과를 도 11에 나타내었다.The performance of the heavy oil catalytic cracking reaction of the PST-2 catalyst prepared in Example 6 was confirmed using a fixed bed reactor. 100 mg of H-PST-2 zeolite was put into a fixed bed reactor, and was maintained at 600 o C at 100 mL/min of nitrogen for 2 hours to completely dehydrate. Next, heavy oil with 6 mL/min nitrogen was injected as a reactant at a rate of 1.6 g/h, and the reaction temperature was performed at 600 o C for 10 minutes at a pressure of 1.0 bar. HY (Albemarle, Si/Al=5) and H-beta (Zeolyst), which are large-pore zeolites of the comparative group, each proceeded with the heavy oil decomposition reaction in the same manner as above, and the results are shown in FIG. It was.

도 11을 참고하면, 특히 H-PST-2 제올라이트의 경우 다른 비교군의 H-Y 및 H-beta 보다 에틸렌과 파라핀 수율이 우수하다는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 H-PST-2 제올라이트가 중질유의 접촉분해 반응의 촉매로 사용할 수 있음을 확인할 수 있었다.Referring to FIG. 11 , in particular, in the case of H-PST-2 zeolite, it was confirmed that the yields of ethylene and paraffin were superior to those of H-Y and H-beta of other comparative groups. Therefore, it was confirmed that H-PST-2 zeolite can be used as a catalyst for catalytic cracking of heavy oil.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be interpreted as being included in the scope of the present invention. do.

Claims (20)

SBS 골격(frame work) 및 SBT 골격을 갖는 PST-2 제올라이트.PST-2 zeolite with SBS framework and SBT framework. 제1항에 있어서,
상기 PST-2 제올라이트가 아래 화학식 1로 표시되는 알루미노 실리케이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 PST-2 제올라이트.
[화학식 1]
(M2O)x (Al2O3)y (SiO2)z
상기 화학식 1에서,
M은 Li, Na, K, Rb, Cs, 및 Fr로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 알킬리 금속을 포함하고,
x는 0.1≤x≤10이고,
y는 1이고,
z는 2.0≤z≤200이다.
According to claim 1,
PST-2 zeolite, characterized in that the PST-2 zeolite comprises an aluminosilicate represented by Formula 1 below.
[Formula 1]
(M 2 O) x (Al 2 O 3 ) y (SiO 2 ) z
In Formula 1,
M comprises at least one alkylalkyl metal selected from the group consisting of Li, Na, K, Rb, Cs, and Fr,
x is 0.1≤x≤10,
y is 1,
z is 2.0≤z≤200.
제1항에 있어서,
상기 PST-2 제올라이트가 하나의 결정 내에서 상기 SBS 골격과 상기 SBT 골격을 동시에 갖는 SBS/SBT 공생(SBS/SBT intergrowth) 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 PST-2 제올라이트.
According to claim 1,
PST-2 zeolite, characterized in that the PST-2 zeolite comprises an SBS/SBT intergrowth structure having the SBS backbone and the SBT backbone in one crystal.
제3항에 있어서,
상기 SBS/SBT 공생(SBS/SBT intergrowth) 구조가 하나의 결정 내에서 상기 SBS 골격과 상기 SBT 골격이 서로 번갈아 가면서 성장하는 구조인 것을 특징으로 하는 PST-2 제올라이트.
4. The method of claim 3,
PST-2 zeolite, characterized in that the SBS/SBT intergrowth structure is a structure in which the SBS framework and the SBT framework alternately grow with each other in one crystal.
제1항에 있어서,
상기 PST-2 제올라이트가 3차원적으로 둥지 형상의 미세 기공을 갖고
상기 미세 기공이 산소 원자로 이루어진 12-링(12-ring) 형상의 미세 입구를 포함하는 것을 특징으로 하는 PST-2 제올라이트.
According to claim 1,
The PST-2 zeolite has three-dimensional nest-shaped micropores,
PST-2 zeolite, characterized in that the micropores include a 12-ring (12-ring) shape fine inlet made of oxygen atoms.
제1항에 있어서,
상기 PST-2 제올라이트가 하기 표 1에 나타난 XRD 패턴에 따른 골격을 포함하는 것을 특징으로 하는 PST-2 제올라이트.
Figure pat00003

표 1에서, θ, d, I는 각각 브래그(Bragg)각, 격자간격, 그리고 X-선 회절 피크의 강도이다. 분말 X-선 회절 데이터는 표준 X-선 회절 방법을 이용하여 측정하였으며, 방사원으로는 구리 Kα선과 40 kV, 30 mA에서 작동하는 X-선 튜브를 사용하였다. 수평으로 압축된 분말시료로부터 분당 5˚(2θ)의 속도로 측정하였으며, 관찰된 X-선 회절 피크의 2θ값과 피크 높이로부터 d 와 I 를 계산하였으며, 여기서, 100×I/I0는 W(약함: 0~20), M(중간: 20~40), S(강함: 40~60), VS(매우 강함: 60~100)이다.
According to claim 1,
PST-2 zeolite, characterized in that the PST-2 zeolite comprises a skeleton according to the XRD pattern shown in Table 1.
Figure pat00003

In Table 1, θ, d, and I are the Bragg angle, the lattice spacing, and the intensity of the X-ray diffraction peak, respectively. Powder X-ray diffraction data were measured using standard X-ray diffraction methods, and copper Kα rays and an X-ray tube operating at 40 kV, 30 mA were used as radiation sources. It was measured at a rate of 5˚ (2θ) per minute from a horizontally compressed powder sample, and d and I were calculated from the 2θ value and peak height of the observed X-ray diffraction peak, where 100×I/I 0 is W (weak: 0-20), M (medium: 20-40), S (strong: 40-60), VS (very strong: 60-100).
제2항에 있어서,
z는 2.0≤z≤50인 것을 특징으로 하는 PST-2 제올라이트.
3. The method of claim 2,
z is 2.0≤z≤50 PST-2 zeolite, characterized in that.
제7항에 있어서,
상기 PST-2 제올라이트가 하기 표 2에 나타난 XRD 패턴에 따른 골격을 포함하는 것을 특징으로 PST-2 제올라이트.
Figure pat00004

표 2에서, θ, d, I는 각각 브래그(Bragg)각, 격자간격, 그리고 X-선 회절 피크의 강도이다. 분말 X-선 회절 데이터는 표준 X-선 회절 방법을 이용하여 측정하였으며, 방사원으로는 구리 Kα선과 40 kV, 30 mA에서 작동하는 X-선 튜브를 사용하였다. 수평으로 압축된 분말시료로부터 분당 5˚(2θ)의 속도로 측정하였으며, 관찰된 X-선 회절 피크의 2θ값과 피크 높이로부터 d 와 I 를 계산하였다.
8. The method of claim 7,
PST-2 zeolite, characterized in that the PST-2 zeolite comprises a skeleton according to the XRD pattern shown in Table 2 below.
Figure pat00004

In Table 2, θ, d, and I are the Bragg angle, the grating spacing, and the intensity of the X-ray diffraction peak, respectively. Powder X-ray diffraction data were measured using standard X-ray diffraction methods, and copper Kα rays and an X-ray tube operating at 40 kV, 30 mA were used as radiation sources. Measurements were made at a rate of 5˚ (2θ) per minute from a horizontally compressed powder sample, and d and I were calculated from the 2θ values and peak heights of the observed X-ray diffraction peaks.
제2항에 있어서,
M이 Na 및 Cs로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 PST-2 제올라이트.
3. The method of claim 2,
PST-2 zeolite, characterized in that M comprises at least one selected from the group consisting of Na and Cs.
제2항에 있어서,
상기 PST-2 제올라이트가 프로톤(H+)를 추가로 포함하고, 상기 프로톤이 상기 골격 내의 알루미늄(Al)의 전하량을 보상하기 위한 것을 특징으로 하는 PST-2 제올라이트.
3. The method of claim 2,
PST-2 zeolite, characterized in that the PST-2 zeolite further comprises a proton (H + ), and the proton is for compensating for the charge amount of aluminum (Al) in the framework.
제1항에 있어서,
상기 PST-2 제올라이트가 이온교환제, 촉매, 산촉매, 염기촉매, 촉매 지지체, 중질유 접촉 분해반응(Fluid Catalytic Cracking) 촉매, 또는 기체 분리제로 사용하기 위한 것을 특징으로 하는 PST-2 제올라이트.
According to claim 1,
The PST-2 zeolite is PST-2 zeolite, characterized in that it is used as an ion exchanger, a catalyst, an acid catalyst, a base catalyst, a catalyst support, a fluid catalytic cracking catalyst, or a gas separator.
제1항에 따른 PST-2 제올라이트를 포함하는 촉매.A catalyst comprising the PST-2 zeolite according to claim 1 . (a) 구조유도 유기물, 알루미나 전구체, 및 실리카 전구체를 포함하는 혼합 수용액을 제조하는 단계;
(b) 상기 혼합 수용액에 1종 이상의 알칼리 금속염을 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 및
(c) 상기 혼합물을 반응시켜 PST-2 제올라이트를 제조하는 단계;를
포함하는 PST-2 제올라이트의 제조방법.
(a) preparing a mixed aqueous solution containing a structure-derived organic material, an alumina precursor, and a silica precursor;
(b) preparing a mixture by mixing one or more alkali metal salts with the mixed aqueous solution; and
(c) reacting the mixture to prepare PST-2 zeolite;
Method for producing PST-2 zeolite comprising.
제13항에 있어서,
상기 혼합물이
상기 알루미나 전구체 1 몰에 대하여
상기 구조유도 유기물 2.0~20.0 몰.
상기 알칼리 금속염 0.01 내지 1.0 몰, 및
상기 실리카 전구체 10 내지 600 몰의 비율로 포함하는 것을 특징으로 하는 PST-2 제올라이트의 제조방법.
14. The method of claim 13,
the mixture
with respect to 1 mole of the alumina precursor
2.0 to 20.0 moles of the structure-derived organic matter.
0.01 to 1.0 mole of the alkali metal salt, and
The method for producing PST-2 zeolite, characterized in that it contains the silica precursor in a ratio of 10 to 600 moles.
제13항에 있어서,
상기 단계(a)가
(a-1) 상기 구조유도 유기물 및 상기 알루미나 전구체를 포함하는 제1 수용액을 제조하는 단계;
(a-2) 상기 제1 수용액과 상기 실리카 전구체를 포함하는 혼합 수용액을 제조하는 단계; 및
(a-3) 상기 혼합 수용액을 70 내지 90 ℃의 온도에서 12 내지 24시간 동안 유지하여 숙성된(aging) 혼합 수용액을 제조하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 PST-2 제올라이트의 제조방법.
14. The method of claim 13,
The step (a) is
(a-1) preparing a first aqueous solution containing the structure-derived organic material and the alumina precursor;
(a-2) preparing a mixed aqueous solution containing the first aqueous solution and the silica precursor; and
(a-3) preparing an aged mixed aqueous solution by maintaining the mixed aqueous solution at a temperature of 70 to 90° C. for 12 to 24 hours; A method for producing a PST-2 zeolite comprising a.
제13항에 있어서,
상기 단계(c)가
(c-1) 상기 혼합물을 90 내지 110 ℃의 온도에서 교반하는 단계; 및
(c-2) 교반된 상기 혼합물을 90 내지 110 ℃ 의 온도에서 1 내지 30일 동안 반응시켜 PST-2 제올라이트를 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 PST-2 제올라이트의 제조방법.
14. The method of claim 13,
The step (c) is
(c-1) stirring the mixture at a temperature of 90 to 110 °C; and
(c-2) reacting the stirred mixture at a temperature of 90 to 110° C. for 1 to 30 days to prepare a PST-2 zeolite;
제13항에 있어서,
상기 구조유도 유기물질이 TEAOH(Tetraethylammonium hydroxide)을 포함하고, 상기 구조유도 유기물질이 알루미늄 트리섹 부톡사이트(Al tri-sec butoxide)을 포함하고, 상기 실리카 전구체가 콜로이달 실리카 졸을 포함하는 것을 특징으로 하는 PST-2 제올라이트의 제조방법.
14. The method of claim 13,
The structure-inducing organic material comprises Tetraethylammonium hydroxide (TEAOH), the structure-inducing organic material comprises aluminum tri-sec butoxide, and the silica precursor comprises a colloidal silica sol. A method for producing a PST-2 zeolite.
제13항에 있어서
상기 PST-2 제올라이트가 SBS 골격(frame work) 및 SBT 골격을 갖고, 아래 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 하는 PST-2 제올라이트의 제조방법.
[화학식 1]
(M2O)x (Al2O3)y (SiO2)z
상기 화학식 1에서,
M은 Li, Na, K, Rb, Cs, 및 Fr로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 알킬리 금속을 포함하고,
x는 0.1≤x≤10이고,
y는 1이고,
z는 2.0≤z≤200이다.
14. The method of claim 13
The method for producing PST-2 zeolite, characterized in that the PST-2 zeolite has an SBS framework and an SBT framework, and is represented by Formula 1 below.
[Formula 1]
(M 2 O) x (Al 2 O 3 ) y (SiO 2 ) z
In Formula 1,
M comprises at least one alkylalkyl metal selected from the group consisting of Li, Na, K, Rb, Cs, and Fr,
x is 0.1≤x≤10,
y is 1,
z is 2.0≤z≤200.
이산화탄소를 포함하는 혼합가스를 제1항에 따른 PST-2 제올라이트에 접촉시켜 상기 이산화탄소를 상기 PST-2 제올라이트에 선택적으로 흡착시키는 단계를 포함하는 이산화탄소의 선택적 분리방법.A selective separation method of carbon dioxide comprising the step of contacting a mixed gas containing carbon dioxide with the PST-2 zeolite according to claim 1 to selectively adsorb the carbon dioxide to the PST-2 zeolite. 제1항에 따른 PST-2 제올라이트를 포함하는 촉매를 사용하여 중질유를 접촉 분해반응(Fluid Catalytic Cracking)시켜 개질하는 단계를 포함하는 중질유 개질방법.A method for reforming heavy oil comprising the step of reforming the heavy oil by catalytic cracking using a catalyst comprising the PST-2 zeolite according to claim 1 .
KR1020210047059A 2021-04-05 2021-04-12 Pst-2 zeolite and method of preparing same KR102546689B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210044163 2021-04-05
KR20210044163 2021-04-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220138306A true KR20220138306A (en) 2022-10-12
KR102546689B1 KR102546689B1 (en) 2023-06-22

Family

ID=83597748

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210047059A KR102546689B1 (en) 2021-04-05 2021-04-12 Pst-2 zeolite and method of preparing same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102546689B1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070104517A (en) * 2004-09-08 2007-10-26 쉘 인터내셔날 리써취 마트샤피지 비.브이. Hydrocracking catalyst composition
JP2009214101A (en) * 2008-02-14 2009-09-24 Research Institute Of Innovative Technology For The Earth Carbon dioxide separating agent and method for selectively separating carbon dioxide
KR20120106960A (en) * 2009-11-24 2012-09-27 바스프 에스이 Process for the preparation of zeolites having cha structure
KR101598723B1 (en) * 2014-12-30 2016-03-03 포항공과대학교 산학협력단 A manufacturing process of PST-20 zeolites and a selective separation method using PST-20 zeolites as adsorbent
WO2016153950A1 (en) * 2015-03-20 2016-09-29 Basf Corporation Zeolitic materials and methods of manufacture
WO2019049069A1 (en) * 2017-09-07 2019-03-14 Basf Corporation Zeolite with reduced extra-framework aluminum
KR20200045111A (en) * 2018-10-22 2020-05-04 포항공과대학교 산학협력단 PST-29 zeolites and manufacturing method thereof, selective separation method as CO2 adsorbents and methylamine synthesis using PST-29 zeolites
WO2020096887A1 (en) * 2018-11-06 2020-05-14 Basf Corporation Aluminosilicate zeolite intergrowths

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070104517A (en) * 2004-09-08 2007-10-26 쉘 인터내셔날 리써취 마트샤피지 비.브이. Hydrocracking catalyst composition
JP2009214101A (en) * 2008-02-14 2009-09-24 Research Institute Of Innovative Technology For The Earth Carbon dioxide separating agent and method for selectively separating carbon dioxide
KR20120106960A (en) * 2009-11-24 2012-09-27 바스프 에스이 Process for the preparation of zeolites having cha structure
KR101598723B1 (en) * 2014-12-30 2016-03-03 포항공과대학교 산학협력단 A manufacturing process of PST-20 zeolites and a selective separation method using PST-20 zeolites as adsorbent
WO2016153950A1 (en) * 2015-03-20 2016-09-29 Basf Corporation Zeolitic materials and methods of manufacture
WO2019049069A1 (en) * 2017-09-07 2019-03-14 Basf Corporation Zeolite with reduced extra-framework aluminum
KR20200045111A (en) * 2018-10-22 2020-05-04 포항공과대학교 산학협력단 PST-29 zeolites and manufacturing method thereof, selective separation method as CO2 adsorbents and methylamine synthesis using PST-29 zeolites
WO2020096887A1 (en) * 2018-11-06 2020-05-14 Basf Corporation Aluminosilicate zeolite intergrowths

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
XIANHUI BU 외 2인, Science 278권5346호, 2080-2085쪽 *

Also Published As

Publication number Publication date
KR102546689B1 (en) 2023-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5360774A (en) Method for recharging a spend fluid catalytic cracking process catalyst
CN108495815B (en) Synthesis of molecular sieve SSZ-98
CN107848820B (en) Process for preparing zeolite SSZ-98
EP0796821A1 (en) ERS-10 Zeolite and process for its preparation
CN108602683A (en) Small crystals, the EMM-30 zeolites of high-specific surface area, its synthesis and purposes
CN105102374B (en) Dehydration-method for hydrolysis and its catalyst
CN107848821B (en) Process for preparing zeolite SSZ-98
JP2018528145A (en) Synthesis of aluminosilicate RTH framework type zeolite
CN111099603B (en) SCM-18 molecular sieve and preparation method thereof
CN106276964B (en) A kind of transgranular phosphorous ZSM-5 molecular sieve and preparation method thereof
CN109384637B (en) Method for preparing ethylbenzene by benzene and ethylene liquid phase alkylation
US5192520A (en) Synthesis of aluminosilicate zeolites of faujasite structure
CN111348662B (en) Ultra-large pore silicate molecular sieve NUD-6 and preparation method thereof
KR102281324B1 (en) A manufacturing process of PST-32 zeolites
KR102546689B1 (en) Pst-2 zeolite and method of preparing same
CN112272587B (en) Crystalline metal phosphates, method for the production and use thereof
CN112573535B (en) SCM-32 molecular sieve and preparation method and application thereof
KR102628308B1 (en) Synthesis of molecular sieve SSZ-109
EP2986559B1 (en) Molecular sieve cok-5 and its synthesis
KR102461277B1 (en) A manufacturing process of PST-33 zeolites, a selective separation method using PST-33 zeolites as adsorbent
JP4415147B2 (en) New zeolite production method
KR20220135693A (en) A manufacturing process using TEA and Zeolite using thereof
KR102383773B1 (en) The aluminosilicate zeolite PST-31 and its manufacturing process
CN111099637B (en) Silicon-phosphorus-aluminum molecular sieve and preparation method thereof
KR101555128B1 (en) The aluminophosphate PST-5 and PST-6 and their manufacturing process

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant