Journal of the Mineralogical Society of Korea (한국광물학회지)

The Mineralogical Society of Korea (한국광물학회)
권호 표지

Hydrothermal Mechanism of Na-A Type Zeolite from Natural Siliceous Mudstone

규질 이암으로부터 Na-A형 제올라이트 수열합성 반응기구에 대한 연구

  • Published : 2007.09.30
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Abstract

The mechanism of hydrothermally synthesizing Na-A zeolite from siliceous mudstone at a $Na_2O/SiO_2$ ratio of 0.6, a $SiO_2/Al_2O_3$ 2.0 and a $H_2O/Na_2O$ 119 has been observed by IR, DTA, XRD and SEM. This mudstone is a tertiary periodic sedimentary rock and widely spreads around the Pohang area. In the early hydrothermal synthesis at $80^{\circ}C$ in an autoclave, sodium silicate and sodium aluminate were found to be preferentially reacted to generate Na-A type zeolite. Gibbsite and bayerite were also formed due to the presence of extra aluminum oxide in the feedstock. As reaction time in-creased up to 50 h, residual sodium aluminatewas reacted with siliceous mudstone, causing the Na-A zeolite crystal to grow and the hydroxylsodalite to generate. Therefore, in the $14{\sim}50\;h$ synthetic time, Na-A zeolite and hydroxylsodalite were formed. Also, if reaction time passed over 50 h, a part of the Na-A zeolite was finally redissolved and reacted with hydroxylsodalite to synthesize Na-P zeolite, generating porous surface of Na-A zeolite and disappearing hydroxylsodalite.

포항부근에 널리 분포하는 제3기 퇴적암인 규질이암(siliceous mudstone)으로부터 $Na_2O/SiO_2 =0.6,\;SiO_2/Al_2O_3 = 2.0,\;H_2O/Na_2O=119$ 몰 비의 수열조건에서 반응시간($10{\sim}70$시간)을 변화시켜 Na-A형 제올라이트를 합성하는 반응기구에 대한 연구를 수행하였다. 각 조건에서의 합성상은 X-선회절분석을 통하여 확인하였고, 적외선 분광분석, 열분석 및 주사전자현미경에 의한 특성분석을 수행하였다. 이러한 결과를 토대로, 규질이암으로부터 Na-A형 제올라이트의 단계별 반응기구는 초기에 규산 소다와 알루민산 소다의 반응에 의해 Na-A형 제올라이트가 1차적인 핵생성이 이루어진 후, 반응시간이 증가됨에 따라 잔여 알루민산 소다와 용해된 규질이암의 반응에 의해 Na-A형 제올라이트의 결정이 성장하였고 또한 하이드록시 소달라이트가 생성되었다. 그리고 반응 시간이 50시간의 장시간이 되면 Na-A형 제올라이트로부터 용해되면서 빠져나온 성분은 하이드록시 소달라이트와 반응에 의해 새로운 상인 Na-P형 제올라이트가 생성되는 일련의 과정으로 해석될 수 있다.

Keywords

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