• Korean Membrane Journal
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• 제5권1호
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• pp.43-53
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• 2003

The selectivity of a gas in the carbon molecular sieve membrane (CMSM) can be expressed as the ratio of the product of the diffusivity and the solubility of two different gases. The diffusivity is also expressed as the product of the entropy and the total energy (kinetic and potential energy) in the nano-sized pore of the membrane. The present study calculates the entropic-energy and selectivity of penetrant gases such as H$_2$, O$_2$, N$_2$, and CO$_2$ from the gas-in-a box theory to physically analyze the diffusivity of penetrant gas in slit-shaped pore of CMSM focusing on the restriction of gas motion based on the size difference between penetrant gas pairs. The contribution of each energy term is converted to entropic term separately. By the conjugated calculation for each entropic-energy, the entropic effects on diffusivity-selectivity for gas pairs such as H$_2$/N$_2$, CO$_2$/N$_2$, and O$_2$/N$_2$ were analyzed within active pore of CMSM. In the activated diffusion domain, the calculated value of entropic-selectivity lies between 9.25 and 111.6 for H$_2$/N$_2$, between 3.36 and 6.0 for CO$_2$/N$_2$, and between 1.25 and 16.94 for O$_2$/N$_2$, respectively. The size decrement of active pore in CMSM had the direct effect on the reduction of translational entropic-energy and the contribution of vibrational entropic-energy for N$_2$, O$_2$, and H$_2$ was almost negligible. However, the vibrational entropic term of CO$_2$ might extravagantly affect on the entropic-selectivity.

• 멤브레인
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• 제25권1호
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• pp.27-31
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• 2015

PEBAX[poly(ether-block-amide)]-NaY zeolite 복합막에 대한 $H_2$, $N_2$, $CO_2$, $CH_4$의 투과도와 선택도에 대하여 연구하였다. PEBAX-NaY zeolite 복합막에 대한 $H_2$, $N_2$, $CO_2$, $CH_4$ 투과도는 막 내의 NaY zeolite 함량이 증가할수록 $H_2$의 투과도는 증가하였고, $N_2$, $CO_2$, $CH_4$의 투과도는 감소하는 경향을 나타내었다. PEBAX-NaY zeolite 복합막 내의 NaY zeolite 함량이 증가함에 따라 $N_2$에 대한 $H_2$와 $CO_2$의 선택도, $CO_2$에 대한 $H_2$의 선택도, 그리고 $CH_4$에 대한 기체 선택도는 증가하였고, 그외의 $H_2$, $N_2$, $CO_2$에 대한 기체($H_2$, $N_2$, $CO_2$, $CH_4$)의 선택도는 감소하였다. 그리고 각 기체들에 대한 가장 높은 선택도는 $CO_2$인 경우에 얻어졌고, $H_2$, $N_2$, $CH_4$에 대한 $CO_2$의 선택도 값은 12~156이었다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제18권8호
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• pp.827-831
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• 1997

A novel ONNO-type tetradentate ligand, 1,3-diaminopropane-N,N'-di-α-(β-methyl)-pentanoic acid (H2apmp) and its cobalt(Ⅲ) complexes, [Co(apmp)X2]n+, (X=Cl-, NO2-, H2O, X2=CO32-, en, L-phenylalanine) have been synthesized. During the preparation of the dichloro cobalt(Ⅲ) complex of apmp, [Co(apmp)Cl2]-, the ligand has coordinated to the cobalt(Ⅲ) ion in a geometric selectivity to give only the uns-cis isomer and, during the substitution reaction between L-phenylalanine and [Co(apmp)Cl2]-, the L-phenylalanine has coordinated to the cobalt(Ⅲ) ion in a geometric selectivity to give only an uns-cis-meridional isomer. It is of interest that this is a rare case of the [Co(ONNO ligand)X2]n+-type complex preparations, which gives only an uns-cis isomer with geometric selectivity.

• 멤브레인
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• 제28권4호
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• pp.233-242
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• 2018

본 연구는 GO (graphene oxide)를 활용한 기체 분리막 연구를 위해 PEBAX [poly(ether-block-amide)]에 GO를 첨가하여 PEBAX-GO 고분자 복합막을 제조하고, 이 복합막을 통해 $H_2$, $N_2$, $CH_4$, $CO_2$에 대한 기체투과 특성을 연구하였다. 기체투과 실험결과 PEBAX-GO 복합막에 대해 $N_2$, $CH_4$, $CO_2$의 기체투과도는 GO 함량이 증가함에 따라 점차 감소하였다. 반면 $H_2$의 기체투과도는 GO 함량이 증가함에 따라 증가하였고, GO 함량 30 wt%에서는 21.43 barrer로 단일막에 비하여 약 5배가 증가하였는데 GO는 $H_2$에 대해 다른 기체들에 비해 빠르고 선택적인 기체운송 channel로 더 용이하게 작용하였기 때문이다. 증가된 선택도($H_2/N_2$)와 선택도($H_2/CH_4$)는 투과기체 크기에 의한 확산선택도가, 증가된 선택도($CO_2/N_2$)와 선택도($CO_2/CH_4$)는 $CO_2$와 GO의 -COOH와의 친화성으로 용해선택성이 더 크게 영향을 미친 것으로 나타났다.

• 멤브레인
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• 제20권1호
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• pp.47-54
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• 2010

소수성 고무상 고분자 PDMS에 NaYzeolite 함량을 1~40 wt%로 달리하여 PDMS-NaYzeolite 복합막을 제조하였다. 그리고 FT-IR, $^1H$-NMR, SEM에 의해서 막의 특성을 조사하였다. 복합막의 NaYzeolite 함량 변화에 따라 $H_2$와 $N_2$의 투과도와 선택도를 조사하였다. PDMS 단일막은 기체투과 압력이 증가하면 $H_2$와 $N_2$의 투과도와 선택도($H_2/N_2$)가 증가하였다. PDMS-NaYzeolite 복합막의 $H_2$와 $N_2$ 투과도는 NaYzeolite 함량 0~10 wt%까지는 증가하고 그 이후부터는 감소하였고, 선택도($H_2/N_2$)는 0~2 wt%까지는 감소하고 그 이상에서는 증가하였다. PDMS-NaYzeolite 복합막은 $H_2$ 투과도가 증가하면 선택도($H_2/N_2$)는 0~2 wt%와 10~40 wt% NaYzeolite 함량 범위에서는 감소하고, 2~10 wt% NaYzeolite 함량 범위에서는 증가하였다.

• 멤브레인
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• 제28권2호
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• pp.105-112
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• 2018

본 연구는 GO (graphene oxide)를 활용한 기체 분리막 연구를 위해 기체투과도가 우수한 PTMSP [poly(1-trimethylsilyl-1-propyne)]에 GO를 첨가하여 PTMSP-GO 고분자 복합막을 제조하고, $N_2$, $CH_4$, $CO_2$에 대한 투과특성을 연구하였다. PTMSP-GO 복합막의 기체투과는 $N_2$ < $CH_4$ < $CO_2$ 순으로 높은 기체투과도 값을 가졌다. $N_2$, $CH_4$, $CO_2$의 기체투과 경향은 GO 함량 0~10 wt% 범위에서 함량이 증감함에 따라 기체투과도가 감소하다가 10~30 wt% 범위에서 증가하는 현상을 보였다. 적은 GO 함량범위에서는 복합막 내에서 GO가 barrier로 작용하여 확산성 감소로 기체투과도가 감소하였고, 일정 함량범위 이상에서는 계면에 생기는 void로 인해 기체투과도가 증가하였다. 그리고 $CO_2$는 GO의 -COOH에 친화성을 가지고 있어 선택도($CO_2/N_2$)와 선택도($CO_2/CH_4$)는 GO 함량이 증가하면서 점차 증가하는데 선택도($CO_2/N_2$)는 PTMSP-GO 10 wt%에서 10.6로 가장 높은 선택도를 보였고, 선택도($CO_2/CH_4$)는 PTMSP-GO 20 wt%에서 3.4로 가장 높은 선택도를 보였다. 그러나 일정 함량 이상에서 선택도($CO_2/N_2$)와 선택도($CO_2/CH_4$) 모두 감소하였는데 GO 함량이 많아지면서 GO 충진물 간의 응집현상이 심해지고, GO 응집물로 인하여 $CO_2$에 대한 용해도 효과가 낮아져 선택도가 감소되었다. PTMSP-GO 20 wt% 복합막은 PTMSP 단일막보다 증가된 $CO_2$ 투과도와 선택도($CO_2/CH_4$)를 보이면서 기체투과 특성이 향상되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.132-132
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• 2010

In the nano-scale Si processing, patterning processes based on multilevel resist structures becoming more critical due to continuously decreasing resist thickness and feature size. In particular, highly selective etching of the first dielectric layer with resist patterns are great importance. In this work, process window for the infinitely high etch selectivity of silicon oxynitride (SiON) layers and silicon nitride (Si3N4) with EUV resist was investigated during etching of SiON/EUV resist and Si3N4/EUV resist in a CH2F2/N2/Ar dual-frequency superimposed capacitive coupled plasma (DFS-CCP) by varying the process parameters, such as the CH2F2 and N2 flow ratio and low-frequency source power (PLF). It was found that the CH2F2/N2 flow ratio was found to play a critical role in determining the process window for ultra high etch selectivity, due to the differences in change of the degree of polymerization on SiON, Si3N4, and EUV resist. Control of N2 flow ratio gave the possibility of obtaining the ultra high etch selectivity by keeping the steady-state hydrofluorocarbon layer thickness thin on the SiON and Si3N4 surface due to effective formation of HCN etch by-products and, in turn, in continuous SiON and Si3N4 etching, while the hydrofluorocarbon layer is deposited on the EUV resist surface.

• 공업화학
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• 제29권1호
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• pp.67-76
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• 2018

본 연구에서는 PDMS에 halloysite nanotube (HNT)와 modified HNT (mHNT)를 첨가하여 PDMS-HNT 복합막과 PDMS-mHNT 복합막을 제조하였다. 그리고 물리 화학적 특성을 조사하기 위하여 FT-IR, XRD, TGA, SEM을 사용하였고, $N_2$와 $CO_2$ 기체에 대한 투과도와 선택도 성질을 고찰하였다. 특히, $35^{\circ}C$에서 PDMS-HNT 10 wt% 복합막과 PDMS-mHNT 5 wt% 복합막은 가장 높은 $CO_2/N_2$ 선택도와 $CO_2$ 투과도를 보였다. 전체적으로 PDMS-HNT 복합막과 PDMS-mHNT 복합막은 PDMS 막보다 $CO_2/N_2$ 선택도가 증가하였다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2010년도 춘계학술 발표회
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• pp.199-199
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• 2010

Polymeric membranes have been widely used to separate gas mixtures, such as $O_2/N_2,\;CO_2/CH_4,\;CO_2/N_2$, and olefin/paraffin. The permeation selectivity is the ratio between composition ratio at the permeate side and composition ratio at the feed side. In addition, the permeation selectivity is a product of solubility selectivity and diffusivity selectivity. We present a novel idea and describe its experimental result, which was achieved by preparing polymer gel films that included a room temperature ionic liquid (RTIL) in a polymer matrix. It is known that $CO_2$ can dissolve easily in imidazolium-based RTILs. We prepared polymer-ionic liquid gel films using an ionic liquid, 1-ethyl-3-methylimidazolium acetate ([emim] acetate, C-tri) and a host polymer, poly (vinyl acetate) (PVAc, Aldrich).

• 환경위생공학
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• 제13권2호
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• pp.147-155
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• 1998

In this study, we prepared non-porous plasma membrane for having high permeability and selectivity and this membrane was deposited on the $Al_{2}O_{3}$ membrane by using $CHF_{3}$ & $SiH_{4}$ monomer. Also, we investigated for the permeation characteristics of the plasma polymer membrane by Ar plasma treatment. When the position of substrate was near cathode, the selectivity was increased with Ar plasma treatment time and rf-power. The pore size of $Al_{2}O_{3}$ membrane had an effect on the permeability and the position of substrate affected selectivity.