Thermal expansion behavior of zeolite microcrystals
Zeolite 결정의 열팽창 경향성 연구
- 주제(키워드) Zeolite , thermal expansion , X-ray powder diffraction , ETS-10. ZSM-5
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 김현정
- 발행년도 2013
- 학위수여년월 2013. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 물리학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000049536
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권 보호를 받습니다.
초록/요약
In this study, we measured thermal expansion behavior of ZSM-5 and ETS-10 zeolite crystals by X-ray powder diffraction. The crystal structure of ETS-10 is categorized into tetragonal structure polymorph-a and monoclinic structure polymorph-b. We observed different thermal expansion behavior depending on the crystal structures and sample environment in terms of moisture. Thermal expansion coefficient of dehydrate ETS-10 is 10-8K-1 in polymoph-a and polymorph-b. But hydrate ETS-10 crystal has different thermal expansion coefficients in polymorph-a and polymorph-b. ZSM-5 has orthorhombic structure. We observed different thermal expansion behavior depending on the calcinations condition. Calined ZSM-5 has negative thermal expansion behavior. But not calcined ZSM-5 has positive thermal expansion behavior before 250℃ and has negative thermal expansion after 250℃.
more초록/요약
본 연구에서는 X-ray powder diffraction을 이용하여 ZSM-5와 ETS-10의 두 종류의 zeolite 결정의 열팽창 경향성을 측정하고 열팽창 계수를 구하였다. Tetragonal 구조의 polymorph-a와 monoclinic 구조의 polymorph-b의 두 가지결정 구조를 가지는 ETS-10의 열팽창 계수를 각 구조와 수분 조건에 따라 구하였다. Polymorph-a 구조의 경우 물이 없는 dehydrate ETS-10은 30℃ ~ 300℃까지 열팽창 계수 10-8K-1의 적은 변화만을 보였으나 hydrate ETS-10은 30℃ ~ 100℃ 구간에서 열팽창 계수 10-5K-1의 큰 변화를 보였다. Polymorph-b의 경우 역시 dehydrate ETS-10은 적은 변화만을 보여주었으나, hydrate ETS-10은 구간별로 열팽창 계수가 다른 복잡한 변화를 나타내었다. 이 결과로부터 polymorph-a와 polymorph-b의 열팽창 경향성이 결정의 결합 방향에 의해 다름을 확인하였고, 열팽창 현상은 결정내부에 수분이 있는 경우에 큰 변화를 보이므로 ‘수분’이 결정적 역할을 함을 관찰하였다. 본 논문에서 사용한 ZSM-5는 orthorhombic구조를 가지고 있으며 합성초기 상태의 TPA-ZSM-5와 각각 450℃, 550℃에서 calcine한 H-ZSM-5 시료를 비교하였다. 그 결과 calcine을 통해 내부의 유기물을 제거한 H-ZSM-5는 온도 상승에 따라 수축하는 열팽창 경향성을 보였으나, 유기물을 제거하지 않은 TPA-ZSM-5는 250℃까지 팽창한 후 수축하는 열팽창 경향성을 보임을 확인하였다.
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