초록 ▼

플라스크내의 용매 중에서 다양한 화학 반응이 일어나는 것처럼제올라이트의 Aluminosilicate 골조는 화학반응의 매개체가 된다. 용매와 달리 제올라이트골조는 음이온성이고 결정체이므로 독특하고 흥미 있는 화학을 단결정 X-선 결정학적 방법으로 추적할 수 있다. 본 연구에서 제올라아트A를 탈수한 후 H2S 기체를 흡착한 구조에서 단위세포당 12분자의 H2S 분자가 흡착되고, 8개 의 Na+ 이온은 2개의 다른 6-ring위치에 위치하고 각각의 Na+ 이온은 골조산소와 2.32(2) Å의 거리로 결합한다. 8개의 Na

플라스크내의 용매 중에서 다양한 화학 반응이 일어나는 것처럼제올라이트의 Aluminosilicate 골조는 화학반응의 매개체가 된다. 용매와 달리 제올라이트골조는 음이온성이고 결정체이므로 독특하고 흥미 있는 화학을 단결정 X-선 결정학적 방법으로 추적할 수 있다. 본 연구에서 제올라아트A를 탈수한 후 H2S 기체를 흡착한 구조에서 단위세포당 12분자의 H2S 분자가 흡착되고, 8개 의 Na+ 이온은 2개의 다른 6-ring위치에 위치하고 각각의 Na+ 이온은 골조산소와 2.32(2) Å의 거리로 결합한다. 8개의 Na+ 이온중 6개는 6-ring의 (111)평면에서 0.47 Å 큰 동공쪽으로 이동하여 위치하고 각각 한분자의 H2S와 결합한다. 나머지 2개의 6-ring Na+이온은 H2S 분자와는 결합하지 않고 거의6-ring 중심 가까이에 위치하고 있다. 3개의 Na+ 이온은 8-ring평면에 놓여있고 각각 골조산소와 2.39 Å거리에 큰 동공내의 두 개의 H2S 의 S 와 2..71 Å거리로 결합한다. 12번째 Na+이온은 H2S분자 2개와 결합한다. Co2+ 이온으로 치환된 제올라이트 A(Na4Co4-A)에 황화수소를 흡착하여 구조를 결정하여 황화수소 착물의 화학결합의 특성을연구하였다. 단위세포당 4개의 Co2+이온은 각각골조의 O(3) 산소로 된 6-ring 평면에서큰 동공 쪽으로 0.65 Å 이동하여 큰 동공내에서 H2S분자와 2.60(2)Å 거리에서 결합하고있다. 단위세포당 4개의 Na+이온은 큰 동동내 4-ring과 8-ring 사이에 놓여 있고 골조의산소와는 2.75 Å, 큰 동공내의 H2S 분자와는 2.87 Å거리에 결합한다. 그밖에 3분자의H2S 분자는 8-ring 중심에서 Na+ 이온과 골조산소와 배위하고 있다. 탈수한 Co4Na4-A에 황을 흡착한 구조에서는 단위세포당 16개의 황의 원자가 두개의 S8 ring을 이루고 각각의 S8 ring 은 각각 나비모양을 하면서 큰 동동내에 흡착되고 이 S8 ring은 Co2+ 이온과골조산소와 결합하면서 안정화된다. S와 이웃S사이의 거리는 2.27(3) Å이고 Co2+ 이온과이웃하는 S의 결합거리는 2.72(9) Å 이고 S-S'-S 의 결합각도와 S'-S-S'의 결합각도는 각각 119.0(2)° 와 113.0(2)° 이다. 탈수한 Na4Co4-A에 300℃ 에서 0.6 Torr의 K 증기로각각 2시간, 6시간, 12시간 처리한 후 결정구조를 연구하였다. 각각의 구조에서 4개의Co2+,이온과 4개의 Na2+ 이온은 환원되고 K0 은 K+ 이온으로 산화되고 과잉으로 흡착되어단위세포당 약 14.5개의 K 종이 발견되고 이것은 골조의 음이온 하전을 상쇄하는 데 필요한 11.5 내지 12개의 K+ 이온보다 약 3개 과잉으로 K0 흡착되었다. 이 과잉으로 흡착된K가 큰 동공 내에 3개 뭉쳐 클라스트를 만들고 이웃의 4개의 K+ 이온과 결합하여 K74+ 클라스트를 만들고 있음을 알 수 있었다.

Abstract ▼

Aluminosilicates of zeolites can be mediums of chemicalreactions just like the various chemical reactions can be occurred in solvents insideflasks. Unlike solvents, the frameworks of zeolites are anionic and crystalline and wecan pursue these interesting chemistry by X-ray crystallogra

Aluminosilicates of zeolites can be mediums of chemicalreactions just like the various chemical reactions can be occurred in solvents insideflasks. Unlike solvents, the frameworks of zeolites are anionic and crystalline and wecan pursue these interesting chemistry by X-ray crystallographic methods. In thecrystal structure of a hydrogen sulfide sorption complex of Na12-A, Na12-A·12H2-S,eight Na+ ions are found at two different 6-oxygen-ring sites where each coordinatesto three framework oxygens at ca. 2.32(2) Å. Six of the eight Na+ extend 0.47(1) Åinto the large cavity from the (111) planes of the 6-rings where each coordinates at2.98(2) Å to one H2S sulfur in the large cavity. The remaining two 6-ring Na+ ionsdo not associate with H2S and are located near the centers of their 6-rings. ThreeNa+ ions are found in 8-oxygen-ring planes where each coordinates to one frameworkoxygen at 2.39(2) Å and to two H2S sulfurs in the large cavities at 2.74(3) Å. Thetwelfth Na+ ion coordinates to the four framework oxygens of a 4-ring at 2.71(3) Å,and to one or two of the above H2S molecules at 2.78(6) Å. In the crystal structureof a sulfur sorption complex of the dehydrated partially Co2+ exchanged zeolite A(Na4Co4-A), 2.8 Co2+ ions and 4 Na+ ions per unit cell occupy 6-ring sites on thethreefold axes. 1.2 Co2+ ions occupy the 8-ring sites on fourfold axes. 2.8 Co2+ ionsat Co(1) are recessed 0.66 Å into the large cavity and 4 Na+ ion at Na(1) are recessed0.77 Å into the sodalite cavity from the (111) plane of O(3)'s. Approximately 16sulfur atoms were sorbed per unit cell. Two S8 rings, each in a butterfly form, arefound in the large cavity. The bond length between S and its adjacent S is 2.27(3)Å.The distance between 6-ring Co2+ ion and its adjacent sulfur is 2.53 (2) Å and thatbetween 8-ring Co2+ ions and adjacent sulfur is 2.72(9) Å. The angles of S-S＇-Sand S＇-S-S＇ in octasulfur rings are 119.0(2)° and 113.0(2)°, respectively. In thecrystal structure of a hydrogen sulfide sorption complex of partially Co(II)-exchangedzeolite A, Na4Co4-A·11H2S, four Co(II) ions are found at 6-oxygen ring sites whereeach coordinates to three framework oxygens at 2.24(1) Å. Each Co(II) ion isrecessed 0.65 Å into the large cavity from the (111) plane of the nearest frameworkoxygens and coordinates at 2.60(2) Å to one H2S sulfur in the large cavity. Each offour Na+ ions lies between a 4-ring and an 8-ring in the large cavity, where itcoordinates to a framework oxygen at 2.75 Å and to an H2S sulfur in the large cavityat 2.87 Å. Each of three additional H2S molecules is near the center of an 8-oxygenring, where it coordinates to one or two Na+ ions and ``hydrogen bonds'' with 8-ringoxygens. In the three crystal structures of dehydrated partially Co2+-exchanged zeoliteA (Na4Co4-A) treated with 0.6 Torr of K at 300 ℃ for 12 hrs, 6 hrs, and 2 hrs,respectively, all four Co2+ and four Na+ ions to be reduced by K atoms. The cobaltand sodium atoms produced are no longer found in the zeolite. About 14.5 K speciesare found per unit cell, more than the twelve K+ ions needed to balance the anioniccharge of zeolite framework, indicating that sorption of K0 has occurred. The three K0atoms in the large cavity are closely associated with four K+ ions at the threefold axesin the large cavity to form K74+ clusters.

목차 Contents

• 1. 서론...7
• 2. 연구방법 및 이론...7
• 2-1. 연구 방법...8
• 3. 연구결과 및 고찰...9
• 4. 결론...31
• 5. 인용문헌...32
• 6. 연구수행관련 발표된 논문...34
• 7. 자체평가서...36