[무기화학실험]제올라이트 A의 합성 및 분석

소개글

"[무기화학실험]제올라이트 A의 합성 및 분석"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험 목적

2. 실험 이론 및 원리
1) 제올라이트
2) 제올라이트의 응용
3) 제올라이트의 구조
4) 제올라이트 A
5) XRD (X-Ray Diffraction)
6) SEM (Scanning Electron MIcroscope) : 주사 전자 현미경

3. 실험 기구 및 시약
1) 실험 기구
2) 실험 시약

4. 실험 방법
1) 실험 과정

5. 실험 결과
1) 결과 분석

6. 토의 사항
1) 실험 고찰

본문내용

1. 실험 목적
가. 제올라이트 A를 합성하고 분석기기를 이용하여 구조를 분석한다.

2. 실험 이론 및 원리
가. 제올라이트
SiO _{4}와 AlO _{4} 사면체 기본구조로 이루어진 다공성 Alumino Silicate결정이다. SiO _{4}와 AlO _{4}의 두 정사면체가 산소를 공유하면서 연결되는 3차원적 결정구조를 이룬다. 산소가 공유된 점을 고려하여 실리콘과 알루미늄 당 산소가 두개씩 결합되었다고 볼 때 SiO _{4}는 전기적으로 중성이지만 AlO _{4}는 음전하를 띄게 되며 이를 중화시키기 위해 양이온이 있어야 한다. 따라서 제올라이트의 분자식은 다음과 같이 쓴다.

M _{x/n} [(Al _{2} O _{3} ) _{x} (SiO _{2} ) _{y} ]zH _{2} O
M : 양이온, x,y,z : 임의의 정수, n : 양이온의 전하

나. 제올라이트의 응용
제올라이트는 천연물로 산출되기도 하고 수열반응을 통해 합성되기도 한다. 천연 제올라이트는 30여종에 불과하며 세공크기, 결정구조, 순도 등의 문제로 공업적 응용에는 제약이 있다. 이에 비해 합성 제올라이트는 세공크기나 구조 및 물성에 따라 다양하게 만들 수 있다.
1) 촉매
제올라이트는 강한 산성과 고온에서의 안정성으로 원유를 절단하여 가솔린 등 작은 탄화수소 분자를 생성하는 크래킹 촉매 등 다양한 반응의 산촉매로 활발하게 쓰이고 있고, 그 밖에도 제올라이트 세공 내부에 미세한 금속 나노 입자들을 내포시켜 이들 이용한 다양한 촉매 반응도 널리 이용되고 있다. 특히 제올라이트 세공 속의 표면적은 보통 1000㎡/g에 이르며 이렇게 넓은 표면적은 활성점(Active site)을 넓은 면적에 분포시키는데 매우 유리하여 제올라이트를 유용한 촉매로 사용하는데 크게 기여하고 있다. 미국의 유명한 정유사인 Mobil사는 1970년대 초의 석유파동 후 대체자원의 일환으로 제올라이트 촉매인 ZSM-5 촉매의 물질특허를 1972년에 출원하고 1976년 메탄올로부터 한 단계의 공정으로 C4-C11사이의 고옥탄가의 가솔린을 합성하는 MTG(methanol to gasoline)공정을 개발.

참고 자료

촉매 첫걸음, 전남대학교 출판부, 전남대학교 촉매연구소편, 서곤 외 (2003)
기기분석, 동화기술, 신은상 외 (1998)
물리학과 첨단기술, (2004, 7-8월호)