Observation of zeolite as a molecular sieve

목차

1. Title

2. Purpose

3. Theory
(1) molecular sieve
(2) zeolite의 구조적 특성
(3) zeolite의 ion-exchange property
(4) zeolite의 selectivity
(5) zeolite의 catalytic property
(6) charge transfer complex

4. Apparatus & Chemicals

5. Procedure
(1) Ion exchange of Organic Acceptors into Zeolite
(2) Formation of intrazeolite CT complexes

6. Data & Results
(1) 실험 결과 얻은 product
(2) UV data 그래프
(3) hv(CT) 계산
(4) ionization potential vs hv graph
(5) 추세선을 이용해서 계산한 Ionization potential 값

8. Reference

본문내용

1. Title: Observation of zeolite as a molecular sieve
2. Purpose: Zeolite 의 구조와 특성을 이해하고 이온교환 반응을 통해 zeolite 세공 내에 MV2+이온을 넣어준다. Zeolite 세공 내에서 다양한 종류의 방향족 화합물로 charge transfer 가 일어나는 현상을 관찰하여 zeolite 세공의 크기 및 모양 선택성을 살펴본다.
3. Theory
(1) molecular sieve
molecular sieve는 분자체로, 매우 작고 균일한 크기의 기공이 있는 물질을 통칭한다. 분자체의 구멍은 크기 선택적으로 물질을 통과시키기 때문에 크기가 큰 분자는 통과하거나 흡착될 수 없다는 특징을 갖는다. molecular sieve는 크기 배제 크로마토그래피, 건조제 등으로 활용될 수 있는데 2nm 미만의 직경을 갖는 경우에는 microporous, 50nm 이상의 직경을 갖는 경우에는 macroporous로 나눠진다. 이는 그 사이의 직경을 갖는 경우는 mesoporous 라고 한다. 이번 실험에서 사용하는 zeolite의 경우 microporous 물질에 속하며, 건조제로 흔히 사용되는 silica gel은 mesoporous에 속한다.

<중 략>

(3) zeolite의 ion-exchange property
Ion-exchange는 물 속에 포함된 이온을 다른 이온으로 교환하는 것을 의미한다. 이온 교환은 이온의 크기, 전하, 물질 구조 등에 따라서 선택적으로 작용될 수 있으며, 교환하는 이온의 종류에 따라 cation exchange와 annion exchange로 구분할 수 있다. 토양의 산성화는 대표적인 이온 교환 반응으로, 토양 속 금속 양이온과 수소 이온의 교환이 일어난다. 이러한 반응은 zeolite에서도 일어날 수 있다. zeolite는 Si와 Al이 각각 4개의 산소와 연결되어 있는 구조를 갖기 때문에 Al에는 음전하가 발생하며, 이렇게 발생한 음전하를 상쇄하기 위한 양이온이 함께 존재한다.

참고 자료

Scott M. Auerbach, Handbook of zeolite science and Technology, Marcel Dekker Inc, 2007, pp. 21-
23
Gray L. miessler, 무기화학 제 5판, 자유아카데미. 2013, p272-276