2007 대한민국학술원 우수학술도서 선정

제올라이트(zeolite)가 과학적 연구의 대상으로 본격적으로 대두된 이후 대략 반세기가 경과한 것으로 알려져 있고 그 동안에 제올라이트에 대한 지질학 광물학 합성과 구조 물성과 기능 그리고 응용기술 등에 관한 연구는 실로 괄목할 만한 진전을 가져왔다.

제올라이트는 초기에는 결정성 알루미노규산염으로 정의되었지만 오늘에 와서는 다양한 메타규산염 대체로 실리카만으로 이루어진 ZSM시리즈나 silicalite 또는 알루미늄 대신으로 갈륨 그리고 실리카 대신으로 게르마늄을 각각 동형치환한 화합물 그러므로 주기율표에서 실리카의 좌우 이웃에 위치한 알루미늄과 인의 축합산소산염인 인산알루미늄 더욱이 기타 금속원소에 의한 치환체 등이 합성된 것과 같은 것으로 된 여러 종류의 다양한 무기결정성 분자체로서 그 영역이 확대되었다.

광의의 제올라이트는 각각 고유한 세공경 표면전기장 이온교환능 흡착분리능 고체산 성질 등을 가지고 있고 이들의 물성이 학문적인 연구대상으로 됨과 동시에 그 기능을 건조제 흡착제 분자체 이온교환제 촉매 비료 사료첨가제 토양개량제 제지용 충전제 플라스틱용 첨가제 등 실로 다방면으로 이용하는 연구가 진행되고 또한 개발되고 있다.

추측하건대 실로 제올라이트는 매우 유용하고 독특한 특성을 지닌 기능성 소재의 하나이며 자원?에너지?환경 등과도 관련이 깊어 인류의 궁극적인 과제를 해결하는데 있어서 대단히 중요한 역할의 가능성을 가진 첨단소재라고 해도 과언이 아니다.

따라서 본서는 새로운 형의 제올라이트의 합성 구조결정에 대한 새로운 방법 물성과 기능 그리고 응용기술의 새로운 전개 및 용도 등을 취급하였다. 각 장에 나타난 바와 같이 시기적인 문제와 그 내용면에 있어서 참고할 만한 가치가 있는 문헌을
가능한대로 많이 인용하였다.

최근 NT BT ET 등 첨단기술혁신의 출현으로 인하여 급변하는 현대의 기술은 그 응용기술면에서 보면 본서의 내용과 분석결과와도 얼마간 차이가 나타날 경우도 있을 것으로 생각된다. 그러나 또한 학술적?기술적 내용의 기본요소에 대해서는 그 가치를 과소 평가할 수 없다는 판단으로 문헌의 내용을 깊이 있게 다루었다.

끝으로 제올라이트의 연구개발에 관계된 학계 산업계 기술인 연구가 공학도 등을 비롯하여 이 분야에 관심과 흥미를 가진 독자들에게 조금이나마 도움을 주고자 하는 뜻에서 본서를 내놓게 되었으나 이 분야에 관련된 용어들은 복잡하고 어느 부분에서는 생소할 뿐 아니라 이들 용어들이 주로 광물학적인 명칭에서 유래되었다는 점에서 순수한 우리말로 표현하기가 용이하지도 않을 뿐더러 또한 그의 의미를 충분히 전달하는데 어렵기 때문에 얼마간 혼란을 피하기 위하여 우리말과 영어를 혼용하였음을 밝혀둔다.

특히 각종 용어들은 학술적인 명칭이나 광물학적인 표현이 각기 다른 경우가 있어 우리말로 통일성 있게 구현하기에는 한계가 있으므로 어설픈 표현과 난해한 설명으로 하여금 과오가 스며들지나 아니하였는지 심히 걱정이 앞서며 독자제위의 질정을 받아 차후 수정 보완해 나갈 것이다.

2005. 12.
HOWARD HALL에서 저 자 씀

임재석 임굉

Ⅰ 서 론

Ⅱ 제올라이트의 분류와 구조

2.1 제올라이트의 조성과 구조
2.1.1 제올라이트의 유래
2.1.2 제올라이트의 결정계
2.1.3 규산염으로서의 제올라이트의 조성과 구조
2.2 제올라이트의 기본구조단위와 분류
2.2.1 제올라이트의 기본구조단위
2.2.2 제올라이트의 분류
2.2.3 구조와 특성
2.3 구조결정의 방법 및 그 원리와 실제
2.3.1 X-선회절법
2.3.2 핵자기공명법
2.3.3 적외선흡수법
2.3.4 전자현미경법


Ⅲ 천연 제올라이트의 광물

3.1 천연 제올라이트의 성인 산상과 분포
3.1.1 천연 제올라이트의 생성환경과 조건
3.1.2 제올라이트의 광석과 광물상
3.1.3 지표수?삼투지하수로 생성된 제올라이트의 산상
3.1.4 알칼리성 염호수로 생성된 제올라이트의 산상
3.1.5 해수에 의해 생성된 제올라이트의 산상
3.1.6 지층수에 의해 생성된 제올라이트의 산상
3.1.7 열수에 의해 생성된 제올라이트의 산상
3.2 광물학적 여러 성질
3.2.1 clinoptilolite 및 heulandite
3.2.2 mordente
3.2.3 alnalcime 및 wairakite
3.2.4 laumontite
3.3 천연 제올라이트광물의 자원
3.3.1 제올라이트광물의 종류 특징 및 이용상의 문제점
3.3.2 제올라이트광물의 이용상황과 장래
3.3.3 아시아 구미 및 유럽 등의 천연 제올라이트 자원


Ⅳ 제올라이트의 합성

4.1 제올라이트의 합성
4.2 수열합성반응
4.2.1 수열합성
4.2.2 제올라이트의 안정영역
4.2.3 결정화와 그 기구
4.3 주요 제올라이트의 합성반응조건
4.3.1 제올라이트 A형 faujasite(X Y)
4.3.2 제올라이트 L형 offretite erionite
4.3.3 mordenite
4.3.4 ferrierite
4.3.5 clinoptilolite
4.3.6 pentasil형 제올라이트
4.3.7 무결합제 제올라이트
4.4 새로운 제올라이트의 합성기초
4.4.1 고실리카 제올라이트
4.4.2 비알루미노규산염 제올라이트
4.4.3 알루미노인산 분자체
4.5 제올라이트의 수식
4.5.1 탈알루미늄
4.5.2 유효세공경의 제어
4.5.3 고체산성의 제어


Ⅴ. 제올라이트의 특성

5.1 서 론
5.2 물리적 성질
5.2.1 격자의 팽창계수
5.2.2 격자진동과 적외선흡수스펙트럼
5.2.3 격자에서의 전하분포와 격자산소의 분극룰
5.2.4 유전특성
5.2.5 29Si와 27Al의 핵자기공명
5.3 흡착과 분자체 특성
5.3.1 흡착특성에 영향을 주는 인자
5.3.2 분자체작용
5.3.3 흡습작용
5.3.4 극성효과
5.3.5 기체의 포장
5.3.6 흡착에너지
5.3.7 고실리카 제올라이트의 특징
5.3.8 이온교환특성과 촉매특성
5.4 이온교환
5.5 촉매작용
5.5.1 고실리카 제올라이트의 촉매작용
5.5.2 제올라이트의 고체산성
5.5.3 제올라이트의 염기성
5.5.4 2원기능촉매
5.5.5 형상선택성을 이용한 선택적 촉매반응
5.6 제올라이트의 용도
5.6.1 기체의 건조
5.6.2 액체의 건조
5.6.3 분자체효과를 이용한 흡착분리
5.6.4 기타의 용도


Ⅵ. 제올라이트의 응용기술

6.1 제올라이트의 이용에 관한 개요
6.2 흡착분리
6.2.1 제올라이트의 흡착제
6.2.2 제올라이트의 흡착조작
6.2.3 공업적 흡착분리공정
6.3 세제용 보조제
6.3.1 서 론
6.3.2 제올라이트의 성상
6.3.3 세제용 제올라이트의 역사적 배경
6.3.4 세제보조제로서의 효과
6.3.5 세제용 제올라이트의 제법과 비용
6.4 공업촉매로의 응용
6.4.1 서 론
6.4.2 석유정제공정에 있어서 제올라이트촉매의 이용
6.4.3 합성화학 및 석유화학원료로서의 제올라이트의 이용
6.4.4 공해와 환경관련으로의 제올라이트의 이용
6.5 농수산분야로의 응용
6.5.1 제올라이트의 특성과 토양개량재로서의 이용
6.5.2 비료제조로의 이용
6.5.3 축산용으로의 이용
6.5.4 농업용수 및 담수어양성용수의 수질정화로의 이용
6.6 제올라이트계 흡착제의 진보
6.6.1 서 론
6.6.2 나프타분해가스의 건조용 제올라이트
6.6.3 압력순환식 흡착법의 산소발생용 제올라이트
6.6.4 천연가스의 정제용 특수 제올라이트
6.6.5 공기의 정제용 특수 제올라이트
6.6.6 프레온냉매의 건조용 제올라이트
6.6.7 복층글라스용 제올라이트
6.6.8 새로운 기술의 동향
6.6.9 광물자원산업의 부가가치

Zeolite FAQs
참고문헌
부 록
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