Gas Permeation Properties of Brominated Polysulfone Membranes

브롬화된 Polysulfone막에 의한 기체 투과 특성에 관한 연구

  • Rhim, Ji-Won (College of Life Science & Nano Technology, Department of Chemical Engineering & Nano-Bio Technology, Hannam University) ;
  • Lee, Bo-Sung (College of Life Science & Nano Technology, Department of Chemical Engineering & Nano-Bio Technology, Hannam University) ;
  • Kim, Tae-Young (College of Life Science & Nano Technology, Department of Chemical Engineering & Nano-Bio Technology, Hannam University) ;
  • Kim, Dae-Hoon (College of Life Science & Nano Technology, Department of Chemical Engineering & Nano-Bio Technology, Hannam University) ;
  • Lee, Byung-Sung (College of Life Science & Nano Technology, Department of Chemical Engineering & Nano-Bio Technology, Hannam University) ;
  • Yoon, Seok-Won (Korea Electric Power Research Institute) ;
  • Im, Hyeon-Soo (Korea Electric Power Research Institute)
  • 임지원 (한남대학교 대덕밸리캠퍼스 생명.나노과학대학 나노생명화학공학과) ;
  • 이보성 (한남대학교 대덕밸리캠퍼스 생명.나노과학대학 나노생명화학공학과) ;
  • 김태영 (한남대학교 대덕밸리캠퍼스 생명.나노과학대학 나노생명화학공학과) ;
  • 김대훈 (한남대학교 대덕밸리캠퍼스 생명.나노과학대학 나노생명화학공학과) ;
  • 이병성 (한남대학교 대덕밸리캠퍼스 생명.나노과학대학 나노생명화학공학과) ;
  • 윤석원 (한국전력공사 전력연구원) ;
  • 임현수 (한국전력공사 전력연구원)
  • Published : 2009.06.30

Abstract

To improve the permselective efficiency of polysulfone membranes, the bromination was performed and then the resulting membranes were investigated in terms of membrane structures and gas transport characteristics. The brominated Polysulfone membranes were characterized by FT-IR, 1H-NMR, TGA, contact angle measurements, and gas permeation measurements were accomplished with He, $N_2,\;CO_2\;and\;O_2$. In general, the permeation rates were reduced while the selectivities increased as the bromination progressed.

Polysulfone막의 효율을 향상시키기 위하여 막에 브롬화 시킨 후 막의 구조 및 기체투과 특성에 대해 연구하였다. 막의 특성은 FT-IR, 1H-NMR, TGA, Contact angle 등을 사용하여 조사하였고, 브롬화된 막의 기체투과 특성을 알아보기 위해 He, $N_2,\;CO_2,\;O_2$를 사용하였다. 브롬화된 Polysulfane막의 기체투과결과 브롬의 양이 증가할수록 투과도는 감소하고 투과 선택도는 증가하는 결과를 얻을 수 있었다. 그 중 질소는 불소화에 따라서 가장 큰 영향을 받아 투과도가 최고 36%까지 낮아지는 결과를 나타내었으며, 이산화탄소에 대한 질소의 투과선택도는 15% 이상의 매우 향상된 결과를 나타내었다.

Keywords

References

  1. H. Strathmann, 'Membranes and membrane processes in biotechnology', Trend in Biotechnol., 3, 112 (1985) https://doi.org/10.1016/0167-7799(85)90125-8
  2. H. K. Lonsdale, 'The growth of membrane technology', J. Membr. Sci., 10, 81 (1982) https://doi.org/10.1016/S0376-7388(00)81408-8
  3. B. K. Park, S. H. Kong, S. Y. Lee, Y. J. Kim, and S. Y. Nam, 'Organic/inorganic hybrid electrolytes for the application of direct methanol fuel cell (DMFC) preparation and properties of sulfonated SEBS (SSEBS)-clay hydrid membranes', Membrane Journal, 15, 165 (2005)
  4. H. I. Cho, M. Y. Seo, D. H. Kim, I. C. Park, S. Y. Nam, and J. W. Rhim 'Pervaporation separation of water/ethanol mixture using PVA/PSSAMA ion exchange membranes', Membrane Journal, 16, 235 (2006)
  5. J. W. Park, D. H. Shin, and Y. T. Lee, 'The concentration of magnolia aroma model solution using pervaporation and preparation of PVDF/PDMS composite membranes', Membrane Journal, 17, 14 (2007)
  6. H. Matsuyama, M. Teramoto, and K. Iwai, J. Membr. Sci., 93, 237 (1994) https://doi.org/10.1016/0376-7388(94)00082-4
  7. M. Teramoto, K. Nakai, N. Ohnishi, Q. Huang, T. Watari, and H. Matsuyama, J. Membr. Sci., 35, 538 (1996)
  8. H. Matsuyama, A. Terada, T. Nakagawa, Y. Kiramura, and M. Teramoto, J. Membr. Sci., 163, 221 (1999) https://doi.org/10.1016/S0376-7388(99)00183-0
  9. W. J. Schell, 'Commercial applications for gas permeation membrane systems', J. Membr. Sci., 22. 217 (1985) https://doi.org/10.1016/S0376-7388(00)81281-8
  10. 김정훈, 임지원, 이수복, '온실기체 분리회수를 위한 막분리 기술 연구 동향', Membrane Jouranl, 12(3), 121 (2002)
  11. Y. Hirayama, Y. Kase, N. Tanihara, Y. Sumiyama, Y. Kusuki, and K. Haraya, J. Membr. Sci., 160, 87 (1999) https://doi.org/10.1016/S0376-7388(99)00080-0
  12. G. T. Paulson, A. B. Clinch, and F. P. McCandless, J. Membr. Sci., 14, 129 (1983) https://doi.org/10.1016/S0376-7388(00)80099-X
  13. K. Tanaka, M. Okana, H. Toshino, H. Kita, and K.-I. Okamoto, H. Toshino, H. Kita, and K.-I. Okamoto, J. Polym. Sci., Polym Phys., 30, 907 (1992) https://doi.org/10.1002/polb.1992.090300813
  14. S. A. Stern, Y. MI, and H. Yamarnoto, J. Polym. Sci., Polym Phys., 27, 1887 (1989) https://doi.org/10.1002/polb.1989.090270908
  15. J. S. McHattie, W. J. Koros, and D. R. Paul, Polymer, 32, 2618 (1991) https://doi.org/10.1016/0032-3861(91)90343-H