Separation of Trichlorinated Hydrocarbons by ZSM-5 Zeolite Membrane

ZSM-5 제올라이트 분리막에 의한 3가 염소화합물의 투과증발 분리

MFI(Mobil Five) structured hydrophobic ZSM-5 zeolite membrane was used for selective pervaporation of trichlorinated organic compounds(trichloromethane, trichloroethane, trichloroethylene) from their aqueous solutions. ZSM-5 zeolite membrane was hydrothermally synthesized on the inside of a porous stainless steel tube by secondary growth employing ZSM-5 seed powders. Separation factors for each binary mixtures were observed $16{\sim}66$ for trichloromethane/water, $3.3{\sim}4.6$ for trichloroethane/water and $1.4{\sim}8$ for trichloroethylene/water at the experimental conditions of the feed mole fraction from 0.0001 to 0.001 with temperature ranged $25{\sim}35^{\circ}C$.

휘발성 유기화합물로서 3가 염소탄화수소인 트리클로로메탄, 트리클로로에탄, 트리클로로에틸렌을 MFI 구조인 소수성 제올라이트 ZSM-5 분리막으로 투과증발을 이용하여 물과의 이성분계 혼합물로부터 선택적으로 분리하고자 하였다. 직경 9.5 mm 다공성 스테인리스 스틸 튜브의 내부 표면에 수열합성법으로 ZSM-5 제올라이트 결정을 성장시켜 박막을 만들어 분리막으로 이용하였으며, 합성된 ZSM-5 제올라이트 분리막으로 공급되는 3가 염소화합물의 농도 및 실험 온도에 따른 분리 특성을 고찰하였다. 3가 염소화합물의 수용액상 농도를 0.0001 몰분율부터 0.001 몰분율로 변화하면서, 또한 실험 온도를 25에서 $45^{\circ}C$로 바꾸면서 투과증발 실험을 수행한 결과 트리클로로메탄/물 이성분계에 대하여 약 $16{\sim}66$의 선택도를 얻었으며, 트리클로로에탄/물 이성분계에 대하여 $3.3{\sim}4.6$의 선택도와 트리클로로에틸렌/물 이성분계에 대하여 $1.4{\sim}8$의 선택도를 관찰할 수 있었다.