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Journal of the Korean Industrial and Engineering Chemistry, Vol.18, No.4, 344-349, August, 2007
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마이크로파 및 기존 가열 방법에 의한 제올라이트 NaY의 합성
Synthesis of NaY Zeolites by Microwave and Conventional Heating
최고열†, W.CurtisConner1
  • 서울산업대학교 화학공학과
  • 1Department of Chemical Engineering University of Massachusetts
Ko-Yeol Choi†, and W. Curtis Conner1
  • Department of Chemical Engineering, Seoul National University of Technology, Seoul 139-743, Korea
  • 1Department of Chemical Engineering, University of Massachusetts, Massachusetts, USA
E-mail:
초록
마이크로파 가열(microwave heating)에 의하여 제올라이트 NaY를 합성하였으며, 그 결과를 기존의 가열 방법(conventional heating)에 의하여 합성한 결과와 비교하였다. 같은 승온 속도를 사용하였을 때는 마이크로파에 의하여 가열하였을 때가 기존의 가열 방법에 비하여 NaY 결정 생성의 유도 기간(induction period)이 감소하였으며 결정의 생성 속도가 증가하였다. 또한 마이크로파의 사용 여부와 관계없이 승온 속도가 빠를 때도 유도 기간이 감소하고 결정 생성 속도가 증가하였다. 빠른 승온 속도에서 합성하였을 때 최종 결정의 크기가 크며, 이는 마이크로파의 사용에 의하여 더욱 증가하였다. 빠른 승온 속도에서는 반응 시간이 짧아져서 NaY의 합성에 소모되는 에너지 소모량은 감소하였다. 본 연구의 조건에서는 에틸렌글리 콜조(ethylene glycol bath)를 사용한 기존 가열 방법에서의 에너지 소모량이 마이크로파 가열보다 적게 나타났는데, 이는 마이크로파 에너지를 사용하는 것이 항상 효율적인 것만은 아니라는 것을 말해준다. 그러나 승온 속도를 적절히 조절하면 마이크로파 가열에 의해서 에너지 면에서 보다 효율적으로 NaY를 합성할 수 있다는 것을 알 수 있었다.
NaY zeolites synthesized by microwave heating were compared with those obtained by conventional heating. When the same temperature increasing rates were adopted in both heating methods, the microwave heating shortened the induction period and enhanced the rate of crystallization of NaY zeolites compared with the conventional heating. Irrespective of microwave radiation, the fast temperature increasing rate also shortened the induction time and enhanced the crystallization of NaY zeolites. The crystal sizes of NaY zeolites were large under the fast temperature raise of the reaction mixture and became larger by microwave radiation. At the same time, the fast temperature increasing rate has reduced the energy consumption due to the fast completion of reaction during the synthesis of NaY zeolite. The energy consumption in the conventional ethylene glycol bath was lower than that in the microwave oven with the same temperature increasing rate in this study, which means that the energy efficiency is not always high in microwave heating. If the temperature increasing rate is carefully controlled, however, NaY zeolite can be produced with high energy efficiency in the microwave oven.
Keywords:microwave heating;NaY zeolite;temperature increasing rate;energy efficiency
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