메조다공성 X 제올라이트의 합성에 대한 벌크 결정 시드의 영향

Abstract

메조다공성 X 제올라이트는 3차원으로 연결된 큰 기공과 메조기공을 동시에 가져 흡착제로 각광받고 있다. 이 물질의 합성에는 유기실란 계면활성제를 이용한 주형합성법과 저온 합성방법이 사용된다. 그러나 이 방법들은 불순물의 발생과 매우 느린 결정화 속도 때문에 산업적 응용에 한계를 가지고 있다. 일반적으로, 느린 결정화 속도와 불순물의 발생은 벌크 결정을 이용한 시딩을 적용하여 극복 가능하다. 하지만 X 제올라이트를 이용한 시딩은 두 메조기공 도입방법에 효과적으로 적용되지 않았다. 본 학위논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 염기성 조건에서 잘 분해되는 알루미늄의 함량이 더 낮은 FAU 제올라이트를 시드로 적용하였다. 그 결과 불순물이 발생하지 않는 유기실란 계면활성제의 사용가능 범위가 실리카 대비 2 mol%에서 4 mol%로 확장되었다. 뿐만 아니라, 메조기공 유도체를 사용하지 않은 저온 합성에서도 결정화 속도가 증가하여 25 °C 에서 20일 만에 메조다공성 제올라이트가 합성될 수 있었다. 두 경우 모두 벌크 FAU 제올라이트에 비해 미세기공 부피가 감소되는 현상이 관측되었다. 이러한 미세기공성 감소의 원인은 EMT/FAU의 호생에 의해 발생하는 고립된 미세기공의 형성 때문인 것으로 추정된다.