수열결정화법에 의한 A형 제올라이트 박막의 제조

초록

일반적으로 제올라이트를 수열합성하는 경우에는 미세한 분말 상태로 얻어지게 되는데, 이들을 무기막으로 사용하기 위해서는 지지체상에 필름형상으로 성장시켜야만 한다. 분말상태로 합성된 제올라이트를 각종 용도로 응용하기 위해서는 여러 바인더를 첨가하여 소성하는 공정을 거쳐야만 하는데, 바인더를 사용하지 않고 성형체를 제조하는 방법으로, 우선 원료 혼합물을 성형시키고 소성한 후에 강알칼리 용액중에서 100℃정도로 처리하면 처음의 형체를 유지하면서 고순도의 제올라이트로 결정화되는 것이 알려져 있다. 이와 유사한 제조법으로서 일본 오오사카 태학의 마쓰가타 등은 제올라이트를 합성할 수 있는 조성의 반응물을 제조한 뒤에, 이 겔을 다공성 지지체 위에 도포하여 건조시킨 다음 물과 유기화합물이 들어있는 반응기내에 넣어 제올라이트막을 합성하였다. 아직까지 제올라이트를 필름상으로 다공성지지체에 코팅시켜 합성하는 방법은 그다지 연구가 진행되지 못하였으며, 이제 많은 관심을 갖고 연구가 시작되는 실정이다. 더욱이 제올라이트의 결정막을 합성하여 분리막으로 사용하려는 경우에는 제올라이트가 갖는 미세한 세공의 특성 즉 Molecular sieve(분자체)적인 특성이 발휘되어야 하므로 핀-홀이 전혀 발생하지 않은 막을 합성하여야만 한다. 본 연구에서는 A형 구조를 갖는 제올라이트를 수열합성법으로 다공성 알루미나 지지판에 성장시켜 박막으로 제조하고 이들의 표면특성을 검토하였다. 또한 성장된 A형 제올라이트 결정필름을 무기막으로 사용하였을 때, 알코올과 물의 혼합액으로 부터 선택적으로 물을 분리할 수 있는지의 여부를 검토하였다.