초록 ▼

국내 광물 사문석을 이용하여 전처리(분쇄, 자력선별, 산처리, NaOH 처리 등)하여 차단용 가스 정제용 제올라이트 13X type 분말 및 bead 를 제조하였고 또한 제조공정을 확립하였다. 제조된 제올라이트 분말 및 bead의 물성은 BET : $610.43m^{2}/g$, 기공크기 : $20.14{\AA}$, 흡수율 23%로 현재 국내에서 사용하고 있는 수입 제품과 유사한 특성을 나타내었고, 열적 안정성은 당사 제품이 더 우수하였다.
당 연구소에서는 제조공정 확립 후 생산량 10k/

국내 광물 사문석을 이용하여 전처리(분쇄, 자력선별, 산처리, NaOH 처리 등)하여 차단용 가스 정제용 제올라이트 13X type 분말 및 bead 를 제조하였고 또한 제조공정을 확립하였다. 제조된 제올라이트 분말 및 bead의 물성은 BET : $610.43m^{2}/g$, 기공크기 : $20.14{\AA}$, 흡수율 23%로 현재 국내에서 사용하고 있는 수입 제품과 유사한 특성을 나타내었고, 열적 안정성은 당사 제품이 더 우수하였다.
당 연구소에서는 제조공정 확립 후 생산량 10k/day를 실현하기 위한 pilot 규모를 설계하여 전량 수입에 의존하는 GIS용 가스 흡착제의 국산화를 통해 수입 대체 효과를 기대한다.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 에너지ㆍ자원기술개발사업 최종보고서 초록...3
• 요약문...4
• 목차...8
• 제 1 장 서론...15
• 제 1 절 연구 개발의 필요성...15
• 1. 연구 개발의 필요성...15
• 2. 관련 기술의 국내ㆍ외 현황...17
• 가. 국내의 경우...17
• 나. 국외의 경우...17
• 다. 국내외 특허 및 현존 기술과의 관련성...17
• 3. 현존 기술의 문제점 및 해결방안...17
• 가. 현존 기술의 취약점(문제점)...17
• 나. 기술개발과정에서의 애로사항...18
• 다. 문제점 및 애로사항 해결방안...18
• 4. 기대효과 및 활용방안...18
• 가. 기대효과...18
• 나. 활용방안...18
• 5. 개발기술의 경제성...18
• 가. 개발기술의 에너지자원 효과...18
• 나. 개발기술의 보급환경(제도적, 경제적 여건 등)...19
• 다. 시장현황...19
• 라. 개발기술의 투자경제성...19
• 마. 개발기술의 실용화(상용화) 전략...19
• 제 2 절 제올라이트...20
• 제 3 절 제올라이트의 합성 이론...23
• 제 4 절 제올라이트의 합성 방법...26
• 1. 화학적 방법 (Hydrogel process)...26
• 2. 점토방법 (Clay process)...27
• 3. 산 점토법 (Acid clay process)...28
• 제 5 절 제올라이트의 용도...30
• 1. 이온교환제(세제 지지체)...32
• 2. 흡착제...33
• 3. 촉매...34
• 제 6 절 제올라이트 종류...35
• 1. A형 제올라이트...35
• 2. Y형 제올라이트...35
• 3. ZSM-5형 제올라이트...35
• 제 2 장 1차년도 연구내용 및 결과...37
• 제 1 절 사문석을 이용한 Zeolite A 합성...37
• 1. 시료...39
• 2. 자력 선광...41
• 3. 실리카 소스를 위한 H₂SO₄산처리...43
• 4. 합성 및 분석...44
• 가. 제올라이트 A 합성...44
• 나. 분석...45
• 제 2 절 White carbon을 이용한 Zeolite A 합성...46
• 1. 시료...46
• 2. 합성 및 분석...48
• 가. 제올라이트 A 합성...48
• 나. 분석...49
• 제 3 절 결과 및 고찰...50
• 1. 사문석을 이용하여 제올라이트 A 합성...51
• 2. White carbon을 이용하여 제올라이트 A 합성...56
• 제 4 절 결론...61
• 제 3 장 2차년도 연구내용 및 결과...62
• 제 1 절 제올라이트 분말 제조...64
• 1. 분쇄...64
• 2. 정제...66
• 가. 자력 선광...66
• 나. H₂SO₄산처리...67
• (1)H₂SO₄농도 변화에 따른 XRD 결과...68
• (2) 산처리 시간에 따른 XRD 결과...69
• 3. 합성 및 분석...70
• 가. Low-silica 제올라이트 13X형 합성...71
• 나. SiO₂/Al₂O₃의 비에 따른 제올라이트 13X형 합성...72
• 다. 합성 시간에 따른 Low-silica 제올라이트 13X형 합성...73
• 라. SiO₂/Al₂O₃의 비에 따른 합성된 제올라이트 13X형의 BET와 Pore Diameter...74
• 제 2 절 제올라이트 제립 공정...75
• 1. 결합제 종류 및 특성...75
• 2. 제립...76
• 3. Extruder를 이용한 Bead 성형...77
• 제 3 절 결론...80
• 제 4 장 3차년도 연구내용 및 결과...81
• 제 1 절 제올라이트 분말 제조...83
• 1. 분쇄...83
• 2. 정제...85
• 가. 자력 선광...85
• 나. HCl 산처리...87
• (1) HCl 산처리 농도 및 온도에 따른 XRD 결과...88
• (2) 산처리 시간에 따른 XRD 결과...90
• (3) NaOH 용해로 불순물 제거...91
• 3. 합성 및 분석...92
• 가. 사문석을 이용하여 제올라이트 13X형 합성...93
• 나. 합성 시간에 따른 제올라이트 13X형 합성...95
• 다. 열적안정성...102
• 라. 합성된 제올라이트 13X형의 물성...104
• 제 2 절 제올라이트 제립 공정...105
• 1. 결합제 종류 및 특성...105
• 2. 제립...106
• 가. binderless 제올라이트 13X 형의 제립...106
• 나. 세라믹 본드를 사용한 제올라이트 13X형의 제립...112
• 제 3 절 Pilot 공정...119
• 제 4 절 결론...121
• 제 5 장 총결론...122
• 참고문헌...124