Abstract
Ceramic membranes are prepared by using molding method of the glass materials, ceramic-silicone composite membranes are synthesized with immersing silicone compound of sodiumate, $S_3$-Al, S3and we investigated the properties of gas permeation. Ceramic membranes and ceramic-sodiumate membranes that has been prepared were identified as porous structure and ceramic-$S_3$-Al membranes and ceramic-$S_3$ membranes were showed with dense structure by immersion of silicone compounds. Gas permeation properties through the ceramic membranes and ceramic-sodiumate membranes decreased with increasing temperature and linearly increased with increasing pressure, ceramic-$S_3$-Al membranes and ceramic-$S_3$ membranes increased with increasing temperature and pressure effect was low. Permeation rate was found out high value with ceramic membranes and in order of ceramic-sodiumate membranes, ceramic-$S_3$-Al membranes and ceramic-$S_3$ membranes, but selectivity reversed in the order. Gas permeation mechanism through the ceramic membranes and ceramics-sodiumate composite membrane decreased with increasing temperature, suggesting an Knudsen diffusion mechanism, but ceramic-$S_3$-Al composite membranes and ceramic-$S_3$ composite membranes showed an activated diffusion by which gas permeation rates through the membranes increased with an increase in temperature.
유리를 원료로 주형법에 의해 세라믹막을 제조하고, sodiumate, $S_3$-Al, $S_3$등의 실리콘 화합물을 침적시켜 세라믹-실리콘 복합막을 제조하여 이에 따른 기체 투과특성에 대해 연구하였다. 제조된 세라믹막과 세라믹-sodiumate 복합막은 다공성 구조임을 알수 있었고, 세라믹-$S_3$-Al과 세라믹-$S_3$ 복합막은 실리콘 화합물의 공극도입에 의한 치밀한 공극구조가 확인되었다. 세라믹막과 세라믹-sodiumate막의 경우 온도가 증가함에 따라 투과속도가 감소하고 압력에 따라 선형적으로 투과속도가 증가하였으며, 세라믹-$S_3$-Al과 세라믹-$S_3$ 복합막은 온도가 증가함에 따라 투과속도가 증가하는 경향을 보였으며, 상대적으로 투과속도에 미치는 압력의 영향이 적었다. 투과속도는 세라믹막이 가장 빠르게 나타났고, 세라믹-sodiumate, 세라믹-$S_3$-Al, 세라믹-$S_3$ 복합막 순서였으며, 선택도는 이와 반대 경향을 보였다. 또한 침적을 통한 투과속도를 구하여 실제 복합막의 투과속도와 비교한 결과, $S_3$가 가장 큰 영향이 있음을 확인하였다. 투과 메카니즘의 변화에서 세라믹막과 세라믹-sodiumate 복합막은 온도에 따라 투과기체의 투과도가 감소하는 Knudsen영역의 투과특성을 보였으나, 세라믹닉-$S_3$-Al과 세라믹-$S_3$ 복합막은 이와 반대로 온도에 따라 투과도가 증가하는 activated 확산 메카니즘을 따르는 특성을 보였다.
