• 멤브레인
• /
• 제24권2호
• /
• pp.100-106
• /
• 2014

본 연구에서는 용해성 폴리이미드 합성을 위해 지환족(alicyclic) dianhydride 단량체인 5-(2,5-dioxotetrahydrofuryl)-3-methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride (DOCDA)와 diamine으로는 4,4'-diaminodiphenylether (ODA), 1,4-phenylenediamine (p-PDA)를 사용하여 두 가지 폴리이미드를 제조한 후 그 특성을 고찰하고 기체투과특성을 알아보았다. 제조된 폴리이미드는 FT-IR을 통해 합성이 성공적으로 이루어졌음을 확인하였고 DSC를 통하여 열적 안정성을 알아보았다. 제조된 폴리이미드막의 $CH_4$와 $CO_2$에 대한 기체투과계수(P)와 이상 선택도는 time-lag 장비로 측정하였다. 그 결과, DOCDA-ODA, DOCDA-p-PDA의 경우 $CO_2$의 투과도는 각각 6.10, 0.74 barrer로 나타났고 $CO_2/CH_4$의 선택도는 67.03, 46.25의 결과를 나타내었다. 두 가지 폴리이미드 중 DOCDA-ODA의 경우 폴리이미드 재료의 특성인 우수한 투과도 및 선택도로 새로운 기체분리막으로서의 이용가능성을 나타내었다.

• 센서학회지
• /
• 제30권2호
• /
• pp.94-98
• /
• 2021

In this study, pure and Co3O4/CoFe2O4-loaded Indium oxide (In2O3) nanofibers were synthesized by the electrospinning of an Indium/Polyvinylpyrrolidone precursor solution containing cobalt and iron bimetallic zeolitic imidazolate frameworks and subsequent heat treatment. The ethanol, toluene, p-xylene, benzene, carbon monodxide, and hydrogen gas sensing characteristics of the solution were measured at 250-400 ℃. 0.5 at%-Co3O4/CoFe2O4-loaded In2O3 nanofibers exhibited extreme response (resistance ratio - 1) to 5 ppm of ethanol (210.5) at 250 ℃ and excellent selectivity over the interfering gases. In contrast, pure In2O3 nanofibers exhibited relatively low responses to all the analyte gases and low selectivity above 250-400 ℃. The superior response and selectivity toward ethanol is explained by the catalytic roles of Co3O4 and CoFe2O4 in gas sensing reaction and the electronic sensitization induced by the formation of p (Co3O4/CoFe2O4)-n (In2O3) junctions.

• 멤브레인
• /
• 제32권5호
• /
• pp.325-335
• /
• 2022

본 연구에서는 zeolitic imidazolate framework-9 (ZIF-9)을 합성하고 poly(ether-b-amide)-1657 (Pebax-1657) 내에 함량을 달리하여 Pebax/ZIF-9 혼합막을 제조한 다음 단일기체 (N₂, CO₂)를 투과하여 혼합막에 대한 기체 투과 특성을 조사하였다. 순수 Pebax 막 내에 혼입되는 ZIF-9 함량이 증가함에 따라 N₂ 투과도는 점차 감소하고, CO₂ 투과도는 Pebax/ZIF-9 3 wt% 혼합막까지 증가하다가 그 이후의 함량에서는 감소하였다. 그리고 혼합막들 중 Pebax/ZIF-9 3 wt% 혼합막은 극성 기체인 CO₂에 대해 gate-opening 현상이 일어나면서 선택적으로 CO₂를 받아들여 가장 높은 선택도 69.3을 보였다. 또한 CO₂ 투과도와 CO₂/N₂ 선택도가 모두 증가하여 Robeson upper-bound에 가장 근접하는 결과를 얻었다.

• 멤브레인
• /
• 제27권4호
• /
• pp.319-327
• /
• 2017

Chitosan과 Pebax[poly(ether-block-amide)의 mass ratio를 1 : 1, 1 : 2, 1 : 10, 1 : 30으로 하여 Chitosan/Pebax 복합 막을 제조하였다. 기체투과 실험은 압력 $6kgf/cm^2$ 하에서 35, 45, $65^{\circ}C$로 온도를 달리하여 진행되었고, Chitosan/Pebax 복합 막에 대한 $N_2$와 $CO_2$의 기체투과도와 선택도($CO_2/N_2$) 등을 조사하였다. $N_2$와 $CO_2$의 투과기체에 대해 Chitosan에 가해지는 Pebax의 함량이 증가할수록 $N_2$와 $CO_2$의 기체투과도는 모두 증가하였다. 선택도($CO_2/N_2$)는 Chitosan/Pebax 복합 막에서 6.9~44.3의 값을 가지며, Pebax의 함량이 증가할수록 그리고 온도가 낮을수록 큰 값을 보였다.

• 공업화학
• /
• 제35권2호
• /
• pp.85-95
• /
• 2024

직접공기포집 기술은 기후 변화 완화에서 중요한 역할을 하고 있다. 국제에너지기구와 기후변화에 관한 보고서에서는 이러한 중요성을 강조하고 있고, 탄소의 지속적인 배출에도 불구하고 이를 감소시킴으로써 지구 온난화를 1.5 ℃로 제한하는 것을 목표로 한다. 직접공기포집 기술은 초기 비용에도 불구하고 연구 및 개발, 운영 학습 및 규모의 경제를 통한 비용 절감의 가능성을 보여주고 있다. 최근 고투과도를 갖춘 고분자 막의 발전은 막 기반 직접공기포집 기술에 대한 잠재력을 제시하고 있으나, 효과적인 대기 중 CO₂ 분리를 위해서는 CO₂에 대한 높은 선택성과 투과성을 갖춘 막을 필요로 한다. 현재 연구는 막 최적화 연구를 다수의 연구팀에 의하여 연구되고 있으며, CO₂ 포집 효율을 향상시키는 데 중점을 두고 있다. 본 연구에서는 직접공기포집의 중요성, 발전 중인 비용 동향 및 기후 변화 완화에 있어서 막의 발전이 중요한 역할을 강조하고 있고, 덧붙여서 이 연구에서는 막 기반 DAC에서의 permeance와 selectivity의 이론적 배경, 조건, 구성, 장단점에 대해 알아보았다.

• 멤브레인
• /
• 제30권6호
• /
• pp.420-432
• /
• 2020

(PIM-1)과 ellagic acid로 만든 랜덤형 공중합체가 간단한 방법으로 합성되었으며, 이산화탄소 분리막에 대한 적용 가능성에 대해서 연구하였다. 이 공중합체의 경우 PIM (polymers with intrinsic microporosity) 고분자의 미세 기공 구조에 기인한 높은 기체 투과도와 평면 구조와 친수성을 갖는 ellagic acid에 기인한 높은 이산화탄소에 대한 선택성에 의해 우수한 이산화탄소 기체 분리 성능을 나타내었다. 즉, 이산화탄소에 대한 투과도 4516 Barrer와 CO2/N2 (> 23~26) 및 CO2/CH4 (>18~19)의 높은 선택성으로 두 쌍의 가스 혼합물에 대해 Robeson 상한(2008)을 초과한 결과를 나타내었다. 이와 같이 PIM-1에 평면구조를 갖는 ellagic acid을 혼입하면 PIM-1의 꼬인 구조를 방해하여 기체 투과성을 향상 시킬 뿐만 아니라 공중합체의 강성과 극성이 증가하여 N2 및 CH4에 대한 CO2의 선택성을 증가시키는 결과를 확인하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제14권2호
• /
• pp.155-170
• /
• 2003

$Cu-Ce/{\gamma}-Al_2O_3$ based catalysts were prepared and tested for selective oxidation of CO in a $H_2$-rich stream(1% CO, 1% $O_2$, 60% $H_2$, $N_2$ as balance). The effects of Cu loading and weight ratio(=Cu/(Cu+Ce)) upon both activity and selectivity were investigated upon the change in temperatures, It was also examined how the activity and selectivity of catalysts were varied with the presence of $CO_2$ and $H_2O$ in the reactant feed. Among the various Cu-Ce catalysts with different catalytic metal composition, Cu-Ce(4 : 16 wf%) /${\gamma}-Al_2O_3$ catalyst showed the highest activity(>$T_{99}$) and selectivities(50-80%) under wide range of temperatures($175-220^{\circ}C$). However, in the Cu-Ce(4 : 16 wt%)/ ${\gamma}-Al_2O_3$, the presence of $CO_2$ and $H_2O$ in the reactant feed decreased the activity and the maximum activity(>$T_{99}$) in terms of reaction temperature moved by about $25^{\circ}C$ toward higher temperature, the $T_{>99}$ window was seen between $210-230^{\circ}C$ (selectivity 50-75%). From $CO_2-/H_2O-TPD$, it can be concluded that the main cause for the decrease in catalytic activity may be attributed to the blockage of the active sites by competitive adsorption of water vapor and $CO_2$ with the reactant at low temperatures.

• 공업화학
• /
• 제26권4호
• /
• pp.413-420
• /
• 2015

기체 투과도가 우수한 PTMSP [Poly(1-trimethylsilyl-1-propyne)] 고분자막의 양립현상(trade-off relationship)을 개선하기 위해서 ZIF-8 (zeolitic imidazolate framework)을 첨가하여 PTMSP-ZIF 복합막을 제조하였다. PTMSP-ZIF 복합막은 PTMSP에 ZIF-8의 함량을 0, 5, 10, 20, 30, 40 wt%로 하여 제조하였고, PTMSP-ZIF 복합막의 ZIF-8 함량 변화에 따른 $H_2$, $N_2$, $CO_2$, $CH_4$의 기체투과 특성을 알아보았다. 기체투과 실험에서 ZIF-8의 함량 5~30 wt%까지는 ZIF 함량이 증가함에 따라 기체투과도는 증가하였고, 그 이후에는 감소하였다. PTMSP-ZIF 30 wt% 복합막에서 $CO_2$의 기체투과도가 76080 barrer로 가장 큰 기체투과도를 보였고, PTMSP-ZIF 20 wt% 복합막에서 선택도($CO_2/N_2$)는 8.2로 가장 높은 값을 보였다. 선택도($H_2/N_2$)와 선택도($CO_2/CH_4$)는 ZIF-8 함량 10~40 wt% 범위에서 PTMSP 단일막과 거의 비슷한 값을 보였다. 전체적으로 PTMSP-ZIF 복합막들은 PTMSP 단일막보다 선택도는 감소되지 않으면서 투과도는 향상된 결과를 보였다.

• 센서학회지
• /
• 제20권6호
• /
• pp.428-433
• /
• 2011

We report on the building of a micro sensor array based on typical semiconductor fabrication processes aimed at monitoring selectively a specific gas in ambient of other gases. Chemical sensors can be applied for an electronic nose and/or robots using this technique. Microsensor array was fabricated on the same chip using 0.6${\mu}m$ CMOS technology, and unique gas sensing patterns were obtained by principal component analysis from the array. $SnO_2$/Pt sensor for CO gas showed a high selectivity to buthane gas and humidity. $SnO_2$ sensor for hydrogen gas, however, showed a low selectivity to CO and buthane gas. We can obtain more distinguishable patterns that provide the small sensing deviation(the high seletivity) toward a given analyte in the response space than in the chemical space through the specific parameterization of raw data for chemical image formation.

• 멤브레인
• /
• 제31권6호
• /
• pp.404-416
• /
• 2021

본 연구에서는 PEBAX2533에 합성된 GO와 PEI-GO의 함량을 달리 첨가하여 혼합막을 제조하고 N₂와 CO₂의 투과 특성을 연구하였다. PEBAX/GO 혼합막의 N₂와 CO₂ 투과도는 전체적으로 GO 함량이 증가할수록 감소하였고, GO 0.3 wt%에서 가장 높은 CO₂/N₂ 선택도 58.9를 보였다. 그리고 PEBAX/PEI-GO 혼합막에서 N₂ 투과도는 PEI-GO 함량이 증가함에 따라 감소하였고, CO₂ 투과도는 PEI-GO 함량에 따라 다른 경향을 보였으며 전체적으로 PEBAX/GO 혼합막보다 더 높은 CO₂/N₂ 선택도를 보였다. 특히 PEI-GO 0.3 wt%는 혼합막들 중 가장 높은 CO₂/N₂ 선택도인 73.5를 보이며 Robeson upper bound 위에 위치하는 긍정적인 결과를 얻었다. 이는 본연의 GO 구조에 의한 molecular sieving channel 효과와 CO₂에 친화성이 있는 GO의 구조 내에 존재하는 작용기 그리고 GO를 PEI로 개질함으로써 PEI에 결합되어 있는 amine에 의한 효과가 함께 작용했기 때문으로 생각된다.