KR20230077128A - 제올라이트 흡착제의 제조방법 및 이로부터 제조된 흡착제 - Google Patents

제올라이트 흡착제의 제조방법 및 이로부터 제조된 흡착제 Download PDF

Info

Publication number
KR20230077128A
KR20230077128A KR1020210164061A KR20210164061A KR20230077128A KR 20230077128 A KR20230077128 A KR 20230077128A KR 1020210164061 A KR1020210164061 A KR 1020210164061A KR 20210164061 A KR20210164061 A KR 20210164061A KR 20230077128 A KR20230077128 A KR 20230077128A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
zeolite
less
minutes
applying
preparing
Prior art date
Application number
KR1020210164061A
Other languages
English (en)
Inventor
강예인
양희태
이도윤
신우성
Original Assignee
(주)쓰리에이씨
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 (주)쓰리에이씨 filed Critical (주)쓰리에이씨
Priority to KR1020210164061A priority Critical patent/KR20230077128A/ko
Publication of KR20230077128A publication Critical patent/KR20230077128A/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/34—Regenerating or reactivating
    • B01J20/3441—Regeneration or reactivation by electric current, ultrasound or irradiation, e.g. electromagnetic radiation such as X-rays, UV, light, microwaves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/16—Alumino-silicates
    • B01J20/165—Natural alumino-silicates, e.g. zeolites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/16—Alumino-silicates
    • B01J20/18—Synthetic zeolitic molecular sieves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3078—Thermal treatment, e.g. calcining or pyrolizing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3085—Chemical treatments not covered by groups B01J20/3007 - B01J20/3078

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)

Abstract

(a) 이온교환 대상 제올라이트를 준비하는 단계; (b) 상기 제올라이트를 교환 대상 이온이 존재하는 환경에 위치시키는 단계; (c) 상기 (b) 단계의 환경에 초음파를 인가하는 단계; 및 (d) 상기 (c) 단계를 거친 제올라이트를 소성하는 단계를 포함하는, 제올라이트 흡착제의 제조방법이 제공된다.

Description

제올라이트 흡착제의 제조방법 및 이로부터 제조된 흡착제{Manufacturing method of Zeolite absorbent and an Absorbent made thereby}
본 발명은 제올라이트 흡착제의 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 기계적 물성을 저하시키지 않으면서 흡착 성능을 향상시킬 수 있도록 초음파를 이용하여 제올라이트 흡착제를 제조하는 방법 및 이로써 제조된 흡착제에 관한 것이다.
제올라이트는 결정성 알루미노실리케이트(Crystalline aluminosilicate)를 총칭하며, 3차원 구조의 골격을 이루는 알루미노실리케이트는 알루미늄이 있는 자리마다 음전하를 띄고 있기 때문에 전하 상쇄를 위해서 양이온들이 세공(pore) 속에 존재하며 세공 내의 나머지 공간은 보통 물분자들로 채워져 있다. 제올라이트가 갖는 3차원적인 세공구조는 모양과 크기에 따라 다르나, 세공의 지름이 대개 분자 크기에 해당한다. 따라서 제올라이트는 세공의 크기 및 모양에 따라 세공 속으로 받아들이는 분자에 대한 크기 선택성 또는 형상 선택성을 갖기 때문에 분자체라고도 불린다.
또한, 제올라이트의 세공 내에 존재하는 양이온에 따라 특정 분자를 흡착하는 성능이 다를 수 있다. 예를 들어 제올라이트를 흡습제로 이용할 경우, 제올라이트의 세공 내에 물을 흡착할 수 있는 양이온을 배치하는 경우 흡습(또는 제습) 효과를 극대화할 수 있다.
이러한 이유로 제올라이트를 개질하기 위해서 이온교환을 실시하는 방법이 몇 가지 알려져 있다. 먼저 수용액을 이용하는 방법은 이온교환의 대상 이온을 포함하는 수용액에서 장시간 환류를 시켜 이온교환을 실시하는 방법이다. 고상 반응에 의한 이온교환 방법은 제올라이트를 교환하고자 하는 양이온을 포함하는 산화물 또는 연과 같이 분쇄한 다음 고온에서 할로겐화수소 화합물 및 암모니아와 같은 휘발성 생성물과 함께 물분자를 배출 제거함으로써 실시된다. 고상 반응에 의한 이온교환 방법이 수용액을 이용하는 방법에 비해 유리한 점은 가수분해를 회피할 수 있고, 수용액 내의 양이온에 의한 영향을 회피할 수 있다는 점이다. 그러나 마찰에 의해 제올라이트의 분쇄가 일어날 수 있으며, 경우에 따라서는 침전이 생길 수 있다.
그리고, 수용액 내에서 환류하는 방법의 경우 제올라이트의 분쇄 등 형상의 손실은 막을 수 있으나, 환류과정이 비교적 15시간 내외의 장시간을 필요로 하고, 이 때문에 이후 수분의 배출과정(소성 과정)을 거치면서 제올라이트의 기계적 물성이 저하될 수 있다.
대한민국 특허 공개공보 제10-2002-0083394호
상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 신규의 제올라이트 흡착제에 대한 제조방법을 제공하는 것이 목적이다. 구체적으로 신규의 이온교환 방법을 이용하여 흡착성능이 우수하면서도 기계적 물성도 우수한 제올라이트 흡착제의 제조방법 및 이러한 방법을 통해 제조된 제올라이트 흡착제를 제공하고자 한다.
그러나, 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 구현예는 하기의 단계를 포함하는 제올라이트 흡착제를 제공한다:
(a) 이온교환 대상 제올라이트를 준비하는 단계;
(b) 상기 제올라이트를 교환 대상 이온이 존재하는 환경에 위치시키는 단계;
(c) 상기 (b) 단계의 환경에 초음파를 인가하는 단계; 및
(d) 상기 (c) 단계를 거친 제올라이트를 소성하는 단계.
상기 구현예에 있어서, 상기 (a) 단계에서 준비하는 제올라이트에는 LTA형 제올라이트, FAU형 제올라이트가 포함될 수 있다.
또한 상기 구현예에 있어서, 상기 (b) 단계의 교환 대상 이온이 존재하는 환경은 수용액으로서 NH4+ 이온을 포함할 수 있다.
한편, 상기 구현예에 있어서 상기 초음파를 인가하는 단계((c) 단계)는 발진주파수 40kHz에 대하여 출력 170W이상 내지 230W 이하의 조건에서 실시할 수 있다. 또한, 상기 초음파를 인가하는 단계((c) 단계)는 발진주파수 40kHz에 대하여 170W이상 내지 230W 이하의 조건에서 실시하며, 초음파 인가 시간은 30분 이상 내지 120분 이하로 할 수 있다. 나아가, 상기 초음파를 인가하는 단계((c) 단계)는 발진주파수 40kHz에 대하여 170W이상 내지 230W 이하의 조건에서 실시하며, 초음파 인가 시간은 60분 이상 내지 120분 이하로 할 수 있다. 아울러, 상기 초음파를 인가하는 단계((c) 단계)는 발진주파수 40kHz에 대하여 170W이상 내지 230W 이하의 조건에서 실시하며, 초음파 인가 시간은 60분 이상 내지 90분 이하로 할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 구현예는 가공 후 수분흡착량의 증가율이 0.5% 이상인 것인 제올라이트 흡착제를 제공한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 구현예는 가공 후 강도 저하율이 60% 이하인 것인 제올라이트 흡착제를 제공한다.
본 발명의 제올라이트 흡착제 제조방법 및 이에 따른 제올라이트 흡착제는 흡착성능이 우수하면서도 기계적 강도가 저하되지 않는 효과가 있다.
이하에 본 발명을 상세하게 설명하기에 앞서, 본 명세서에 사용된 용어는 특정의 실시예를 기술하기 위한 것일 뿐 첨부하는 특허청구의 범위에 의해서만 한정되는 본 발명의 범위를 한정하려는 것은 아님을 이해하여야 한다.
그리고, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미를 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다. 다만, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술용어 및 과학용어는 다른 언급이 없는 한은 기술적으로 통상의 기술을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.
본 명세서 및 청구범위의 전반에 걸쳐, 다른 언급이 없는 한 포함(comprise, comprises, comprising)이라는 용어는 언급된 물건, 단계 또는 일군의 물건 및 단계를 포함하는 것을 의미하고, 임의의 어떤 다른 물건, 단계 또는 일군의 물건 또는 일군의 단계를 배제하는 의미로 사용된 것은 아니다.
한편, 본 발명의 여러 가지 실시예들은 명확한 반대의 지적이 없는 한 그 외의 어떤 다른 실시예들과 결합될 수 있다. 특히 바람직하거나 유리하다고 지시하는 어떤 특정도 바람직하거나 유리하다고 지시한 그 외의 어떤 특징 및 특징들과 결합될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 하기 단계를 포함하는 제올라이트 흡착제의 제조방법을 제공한다:
(a) 이온교환 대상 제올라이트를 준비하는 단계;
(b) 상기 준비된 제올라이트를 교환 대상 이온이 존재하는 용액 환경에 위치시키는 단계;
(c) 상기 (b) 단계의 용액 환경에 초음파를 인가하는 단계; 및
(d) 상기 (c) 단계를 거친 제올라이트를 소성하는 단계.
(a) 이온교환 대상 제올라이트를 준비하는 단계
제올라이트는 나노사이즈의 기공을 지닌 결정성의 무기 고체로서, 산업공정에서 이온교환기, 흡착제 및 촉매로서 광범위하게 사용되고 있다.
제올라이트는 일반적으로 나트륨, 칼륨 또는 나트륨-칼륨 혼합 양이온과 같은 1가 양이온을 포함하는 형태로 합성되고 있다. 이러한 제올라이트는 합성된 그대로의 형태로 유용한 성질을 가지고 있으나, 흡착성을 향상시키기 위해 이온교환시키는 것이 선호되고 있다.
본 발명의 구체예에 따른 방법은 천연 또는 합성 제올라이트에 모두 이용될 수 있다. 흡착제에 사용될 수 있는 제올라이트는 흡착 대상 및 목적에 따라 소정의 구조 및 세공의 크기를 보유한 제올라이트를 선택할 수 있다.
제올라이트는 그 기하학적 구조, 세공의 크기 등에 따라 분류될 수 있는데, 본 발명의 목적인 흡착제의 제조를 위해서 바람직한 제올라이트에는 그 형태에 따라 LTA형, FAU형, MFI형 등의 제올라이트가 포함될 수 있다. 여기에서 LTA, FAU, MFI은 제올라이트를 기하학적 구조(골격)에 근거하여 구분하는 방법으로 국제제올라이트협회(International Zeolite Association)에서 제올라이트를 분류하기 위해 부여한 코드명이다.
구체적인 예를 들면, 냉매 내에 수분을 흡착하는 흡습제로 제올라이트를 사용할 경우, 수분은 흡착하면서 냉매기체는 통과시키는 LTA형 제올라이트를 선택할 수 있다.
(b) 준비된 제올라이트를 교환 대상 이온이 존재하는 용액 환경에 위치시키는 단계
제올라이트의 이온교환과정은 비수계로 진행될 수 있으나, 본 발명의 구현예들에서는 교환할 대상 이온이 존재하는 용액 환경에서 실시한다. 용액은 수용액이거나 유기용매에 의한 용액일 수 있고, 최종 수득하고자 하는 제올라이트의 기능에 따라 적절한 이온이 포함된 용액을 선택하는 것은 본 기술분야에 속하는 통상의 기술자에게는 자명할 것이다.
예를 들어 냉매의 수분 흡착제를 제조하기 위한 방법에 있어서는, NH4+ 이온이 포함된 수용액이 바람직할 수 있다. 일반적으로 수득할 수 있는 LTA형 제올라이트의 경우 기본적으로 기공 내에 Na+, K+, Ca+ 등을 포함할 수 있는데, 수분 흡착성능을 향상시키기 위해 수소결합에 용이한 H+ 로 이들을 교환시키는 것이 바람직하며, 이를 위해 NH4+ 양이온 교환 및 소성과정을 거쳐 수소이온으로 치환된 양이온 위치로부터 흡착성능의 향상을 기대할 수 있다.
수용액에 용해되어 NH4+ 이온을 공급하는 물질은 NH4Cl, NH4OH 등이 포함될 수 있다. 예를 들어, 제올라이트가 수분흡착제로 사용될 경우에는 최초 수분이 제올라이트에 부착할 수 있도록 주변에 친수성기가 치환되는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 교환되는 양이온 외에 제올라이트 표면에 친수성기인 하이드록실기가 치환될 수 있도록 수용액을 선택하는 것이 바람직할 수 있다. 그러므로, 이 경우 교환대상 이온이 존재하는 용액 환경은 NH4OH가 용해된 수용액일 수 있다.
(c) 상기 (b) 단계의 용액 환경에 초음파를 인가하는 단계
본 발명의 구현예에 따르면, 제올라이트를 용액 환경에 위치시킨 후 초음파를 인가하는 단계를 포함한다.
일반적인 용액 내 양이온 교환은 교환대상 양이온이 존재하는 용액 내에 제올라이트를 위치하여 용액을 장시간 환류하여 진행한다. 적절한 양이온 치환율을 달성하기 위해 환류 조건에는 차이가 있을 수 있으나, 통상 환류는 50℃ 이상의 온도 조건에서 통상 7시간 이상 진행된다. 이 때문에, 제올라이트의 기계적 물성에 취약점이 발생할 수 있는 것으로 생각된다.
본 발명자는 놀랍게도, 이온교환 용액 내에 제올라이트를 위치시키고 비교적 짧은 시간 초음파를 인가하는 공정을 통하여 높은 양이온 치환율을 달성하고, 제올라이트의 기계적 물성에 미치는 영향을 적게할 수 있다는 것을 실험적으로 밝혀냈다.
초음파 인가 조건은 LTA 구조를 갖는 제올라이트 A(양이온 Na, K, Ca이고, 구형의 입자이며, 구의 직경은 약 1.6~2.4mm)를 사용할 경우, 상기 제올라이트 A가 위치한 수조 내에 약 40kHz의 발진주파수를 갖는 초음파를 발생시킬 수 있다. 원하는 양이온 치환율을 달성하고 제올라이트의 기계적 물성에 미치는 영향을 최소화하기 위해서는 초음파의 인가 조건의 설정이 중요할 수 있다.
본 발명의 일 예에서, 초음파는 발진주파수 40kHz에 대한 170~230W의 출력으로 인가할 수 있으며, 인가 시간은 30분 이상 내지 120분 이하일 수 있고, 나아가 1시간 이상 내지 2시간 이하일 수 있다. 초음파 인가시간을 0.5시간 미만으로 하면 수분흡착력 향상효과를 기대하기 어렵고, 120분을 초과하면 수분흡착량의 향상효과에 비해 강도저하가 과도할 수 있다. 수분흡착량 및 강도저하를 방지하는데 있어서 초음파 인가시간은 60이상 내지 120분 이하일 수 있으며, 또한 50분 내지 90분 이하일 수 있다.
(d) 소성
소성은 제올라이트 입자를 열적 활성화 과정을 거치도록하는 것이고, 미세조직이 잘 형성되도록 하는 과정이다. 본 발명의 일 구현예에서는 상기 초음파 처리된 제올라이트를 400℃에서 약 3시간 소성할 수 있다.
소성은 전기로(furnace)에서 진행할 수 있으며 소성로 내에 비활성 기체를 사용할 수도 있고, 비활성 기체를 사용하지 않을 수도 있다. 본 발명의 일 구체예에서는 소성로 내에 비활성기체를 사용하지 않는 방법으로 소성을 수행할 수 있다.
아울러, 상기 초음파 인가 단계(c)와 소성단계(d) 사이에는 건조 단계를 추가로 포함할 수 있다. 건조 단계에서 제올라이트에 잔존하는 수분을 제거하여 소성 단계를 더욱 효과적으로 수행할 수 있다.
실험예
흡습성 평가(수분흡착량(%))
본 발명에 있어서 제올라이트의 흡습성 평가는 DVS(Dynamic vapor sorption) 장비를 이용하여 30℃, 95%RH 조건에서 수행한다. DVS 전처리 온도는 TGA 결과를 통해 선행하는데, 시료의 무게 변화가 없는 시점까지 진행한다.
한 시료에 대해 동일한 조건으로 총 3회 실험하여 평균을 내어 결과값을 얻는다.
수분흡착량 증가율
원료 제올라이트 물질 대비 가공 후 제올라이트의 수분흡착량(%)의 증가분을 백분율로 나타낸 값이다
수분흡착량 증가율 = {(가공후 증가된 수분흡착량 - 원료물질의 수분흡착량)/원료물질의 수분흡착량} x 100
제올라이트의 강도 평가
제올라이트의 강도 평가는 인장압축시험기(모델명 MCT-1150)을 사용하여 시편에 대해 수직압력을 가했을 때 압축되는 힘에 의해 파괴되는 지점의 강도를 평가한다.
강도저하율
원료 제올라이트 물질의 초기 강도(N/piece) 대비 저하된 강도의 크기를 백분율로 나타낸 값이다.
강도저하율(%) = {(초기강도 - 저하된 강도)/초기강도} x 100
실시예 1
입자크기가 약 1.6 내지 2.4mm인 LTA 구조의 제올라이트A(양이온 Na, K, Ca)를 1.0M NH4OH 용액이 담긴 수조에 함침하였다. 이후 수조 내 수용액을 40℃ 이하로 유지하면서, 발진주파수 40kHz에 대한 170~230W 출력으로 초음파를 출력으로 1시간 동안 초음파 처리를 하였다.
상기 NH4OH 용액을 수조에서 제거하고 상기 제올라이트를 120℃에서 12시간 이상 방치하여 건조를 수행하였다.
이후 400℃에서 소성을 수행하고, DVS(Dynamic vapor sorption) 장비를 이용하여 30℃, 95%RH 조건에서 흡습성을 평가하여 그 결과를 표 1에 나타냈다.
실시예 2
다른 조건은 실시예 1과 동일하되, 초음파 인가 시간을 2시간으로 하였다.
비교예 1
입자크기가 약 1.6 내지 2.4mm인 LTA 구조의 제올라이트A(양이온 Na, K, Ca)를 1.0M NH4OH 용액이 담긴 수조에 함침하였다. 이후 수조 내 수용액을 70℃ 내지 80℃로 유지하면서 약 15시간 동안 환류반응을 진행하였다.
상기 NH4OH 용액을 수조에서 제거하고 상기 제올라이트를 120℃에서 12시간 이상 방치하여 건조를 수행하였다.
이후 400℃에서 소성을 수행하고, DVS(Dynamic vapor sorption) 장비를 이용하여 30℃, 95%RH 조건에서 흡습성을 평가하고, 강도를 측정하여 그 결과를 표 1에 나타냈다.
비교예 2 내지 3
초음파 인가 시간을 25분, 3시간으로 한 것을 제외하고 나머지 조건은 실시예 1과 동일하게 하였다. 수분 흡착량 및 강도에 대한 측정값은 표 1에 나타냈다.
비교예 4 내지 5
초음파 인가 조건을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 제올라이트를 개질하였다. 수분 흡착량 및 강도에 대한 측정값은 표 1에 나타냈다.
구분 초음파 인가 조건
(발진주파수 40kHz)		 수분흡착량
(%)		 수분흡착량
증가율(%)		 강도
(N/piece)		 강도저하율
(%)
인가시간 출력(W)
원료물질 - - 12.8 - 45 -
실시예 1 60분 170이상
~230미만		 21.3 66 42 7
실시예 2 120 170이상
~230미만		 13.4 5 18 60
비교예 1 환류 조건 - - - -
비교예 2 25분 170이상
~230미만		 12.9 1 43 4
비교예 3 180분 170이상
~230미만		 11.2 -13 6 87
비교예 4 60 170이상
~230미만		 12.6 -2 43 4
비교예 5 60 230이상
~300미만		 12.0 -6 21 53
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 초음파 인가 조건 및 시간에 따라 개질 제올라이트의 수분흡착량 및 강도가 최적화되는 것을 실험적으로 확인할 수 있었다.
본 발명의 구현예에 따른 방법으로 제조된 제올라이트는 흡착성능이 높으면서도 기계적 물성이 좋아 냉매의 수분흡착제 등으로 사용될 수 있다.

Claims (9)

  1. (a) 이온교환 대상 제올라이트를 준비하는 단계;
    (b) 상기 제올라이트를 교환 대상 이온이 존재하는 환경에 위치시키는 단계;
    (c) 상기 (b) 단계의 환경에 초음파를 인가하는 단계; 및
    (d) 상기 (c) 단계를 거친 제올라이트를 소성하는 단계를 포함하는, 제올라이트 흡착제의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (a) 단계에서 준비하는 제올라이트에는 LTA형 제올라이트, FAU형 제올라이트가 포함되는 것인, 제올라이트 흡착제의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 (b) 단계의 교환 대상 이온이 존재하는 환경은 수용액으로서 NH4+ 이온을 포함하는 것인, 제올라이트 흡착제의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 초음파를 인가하는 단계((c) 단계)는 발진주파수 40kHz에 대하여 출력 170W이상 내지 230W 이하의 조건에서 실시하는 것인, 제올라이트 흡착제의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 초음파를 인가하는 단계((c) 단계)는 발진주파수 40kHz에 대하여 170W이상 내지 230W 이하의 조건에서 실시하며, 초음파 인가 시간은 30분 이상 내지 120분 이하로 하는 것인, 제올라이트 흡착제의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 초음파를 인가하는 단계((c) 단계)는 발진주파수 40kHz에 대하여 170W이상 내지 230W 이하의 조건에서 실시하며, 초음파 인가 시간은 60분 이상 내지 120분 이하로 하는 것인, 제올라이트 흡착제의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 초음파를 인가하는 단계((c) 단계)는 발진주파수 40kHz에 대하여 170W이상 내지 230W 이하의 조건에서 실시하며, 초음파 인가 시간은 60분 이상 내지 90분 이하로 하는 것인, 제올라이트 흡착제의 제조방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 것이며, 가공 후 수분흡착량의 증가율이 0.5% 이상인 것인 제올라이트 흡착제.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 것이며, 가공 후 강도 저하율이 60% 이하인 것인 제올라이트 흡착제.

KR1020210164061A 2021-11-25 2021-11-25 제올라이트 흡착제의 제조방법 및 이로부터 제조된 흡착제 KR20230077128A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210164061A KR20230077128A (ko) 2021-11-25 2021-11-25 제올라이트 흡착제의 제조방법 및 이로부터 제조된 흡착제

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210164061A KR20230077128A (ko) 2021-11-25 2021-11-25 제올라이트 흡착제의 제조방법 및 이로부터 제조된 흡착제

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230077128A true KR20230077128A (ko) 2023-06-01

Family

ID=86770711

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210164061A KR20230077128A (ko) 2021-11-25 2021-11-25 제올라이트 흡착제의 제조방법 및 이로부터 제조된 흡착제

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230077128A (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020083394A (ko) 2001-04-28 2002-11-02 서병희 제올라이트의 이온교환방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020083394A (ko) 2001-04-28 2002-11-02 서병희 제올라이트의 이온교환방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2379449B1 (en) INTRODUCTION OF MESOPOROSITY IN LOW Si/Al ZEOLITES
JP6034224B2 (ja) ベータ型ゼオライト及びその製造方法
KR102194141B1 (ko) 메조다공성 차바자이트 제올라이트 포함 이산화탄소 흡착제 및 그 제조 방법
EP2570386B1 (en) Process for altering the physico-chemical properties of faujasite y-type zeolites
EP3670451A1 (en) Method for producing zeolite having controlled aluminum content by adjusting composition of synthesis mother liquor
KR101940410B1 (ko) 수열 안정성이 향상된 전이금속이 이온 교환된 제올라이트의 제조방법
Ryzhikov et al. High pressure intrusion–extrusion of electrolyte solutions in aluminosilicate FAU and* BEA-type zeolites
JP2018030122A (ja) 乾燥剤の製造方法
KR20230077128A (ko) 제올라이트 흡착제의 제조방법 및 이로부터 제조된 흡착제
JP2011255331A (ja) アルミニウムケイ酸塩複合体を基材とした高性能水蒸気吸着剤
KR100996260B1 (ko) 구형 제올라이트 성형체와 그 제조방법
Cakicioglu-ozkan et al. Effect of the acid type on the natural zeolite structure
KR101902694B1 (ko) 전이금속이 이온 교환된 제올라이트의 제조 방법
CN114728230B (zh) 从空气分离气体
JP2019127410A (ja) 硫酸改質ｙ型ゼオライト及びその製造方法
Ateş Investigating the Chemical and Thermal Based Treatment Procedure on the Clinoptilolite to Improve the Physicochemical Properties
KR20150066787A (ko) 구리-나노 제올라이트의 제조방법 및 이를 이용한 페놀 제거방법
JP2017077541A (ja) 二酸化炭素吸着剤
JP6373173B2 (ja) 変性ｙ型ゼオライト製除湿剤
JP2002119849A (ja) バインダーレス３ａ型ゼオライトビーズ吸着剤およびその製造方法並びにこれを用いた吸着除去方法
KR20050026051A (ko) 불균일 흡착제 및 확산 분리법에서의 이의 용도
KR102556628B1 (ko) 높은 실리카 골격조성을 갖는 kfi형 제올라이트 및 그 제조방법, 이를 이용한 프로필렌의 선택적 분리 방법
JP6200736B2 (ja) 変性ｘ型ゼオライト製除湿剤
JP6317199B2 (ja) 除湿剤
JP6656615B2 (ja) アルミニウムケイ酸塩複合体及びその製造方法