• Title/Summary/Keyword: 산소 투과도

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산소전극 시스템에 사용되는 고분자막에 관한 연구 (A Study on Polymeric Membranes for Oxygen-electrode System)

  • 박희영;김현준;정용섭;홍석인
    • 한국막학회:학술대회논문집
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    • 한국막학회 1995년도 춘계 총회 및 학술발표회
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    • pp.52-53
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    • 1995
  • 현재 상용화 되어있는 산소/질소 분리용 고분자 분리막은 비교적 낮은 선택도를 가지고 있다. 즉, 이점은 확산도와 용해도를 조절함으로써 분리막의 투과선택도를 높일 수 있는 가능성을 보여주고 있으며 보다 높은 투과도와 투과선택도를 갖는 새로운 고분자 재료의 선택이 분리막을 통한 기체 분리나 그 상업적 이용에 절실히 요구되고 있다. PSf는 상용성, 화학적 내구력, 강도, 높은 유리전이온도와 우수한 기체투과성질을 가진 고분자로 분리막에 많이 응용되고 있다. Erb 등은 용매로 DMF(dimethylformamide)와 THF(tetrahydrofuran)를 사용하여 막을 제조하였다. 상부 흐름압력이 5atm일때 각 기체의 투과도 계수는, 헬륨이 11, 이산화탄소가 5.5, 메탄이 0.5, 질소가 0.2였으며, PSf막에 대한 각 기체의 투과는 Henry mode보다 Langmuir mode에서 더욱 우세하게 일어난다고 생각하였다. 또한 Ghosal 등은 PSf에 nitro기를 도입한 nitrated PSf의 투과특성을 조사하였다. 실험결과 nitro group이 치환된 PSf막이 nitro group이 없는 막에 비해 투과도는 낮았지만 선택도는 증가하였다. 구조가 다른 여러가지의 PSf막을 통한 기체 투과성질은 Ghem 등에 의해 밝혀졌다. Membrane-covered probes를 이용한 폴라로그램(polarogram) 방법은 산소를 측정하는데 가장 보편적인 방업ㅂ으로, 산소 탐침(oxygen probe)의 원리는 소위 효소 전극을 발전시키는데 이용되어 왔다. 효소전극은 산소와 실험하고자 하는 물질간의 특정한 효소반응에 기초를 둔 다양한 물질의 선택적 측정을 위한 것이다. 이때 센서에 응용되는 합성막은 산소에 대해 선택적인 투과를 해야하며, 상대적으로 높은 산소확산계수와 물에 대해서는 낮은 투과도를 가져야 한다. 높은 산소확산계수는 반응을 빠르게 하는 잇점이 있으며 물에 대한 낮은 투과도는 센서내의 전해질 물질을 유지보호하는 역할을 한다. 분리막이 산소전극에 이용될 경우 높은 산소 확산계수 이외에도 적절한 기계적 강도, 열적 안정성 등이 요구된다.

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폴리설폰 중공사막에 대한 산소/질소의 투과도에 미치는 수분의 영향 (The Effect of Water Vapor on th ePermeation of Oxygen/Nitrogen through Polysulfone Hollow -Fiber Membrane)

  • 김진천;김종수;조정식;최기석;이광래
    • 멤브레인
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    • 제9권1호
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    • pp.43-50
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    • 1999
  • 폴리설폰 중공사막에 대한 산소와 질소의 투과도에 미치는 수분의 영향에 대한 실험을 수행하였다. 상대습도가 증가할수록 수분을 함유한 산소와 질소의 투과도는 감소하였따. 공급압력 3 kgf/$cm^2$와 온도 3$0^{\circ}C$에서, 상대습도 100% 인 산소의 투과도는 건조산소의 투과도보다 20%만큼 감소하였으며, 질소는 14%만틈 감소하였다. 수분을 gkadmb한 산소의 투과도는 운전시간이 경과함에 따라 단조하게 감소하여 정상상태에 도달하였다. 그러나, 질소의 투과도는 일시적으로 증가하였다가 감소하여 정상상태에 도달하였다.

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기체투과에 미치는 수분의 영향과 공정모사 (Effects of water vapor on gas permeation and process simulation)

  • 김종수;안순철;이광래
    • 한국막학회:학술대회논문집
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    • 한국막학회 1997년도 추계 총회 및 학술발표회
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    • pp.73-74
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    • 1997
  • 1. 서론 : 공기중의 산소와 질소를 분리하여 공기 중에 21% 함유된 산소를 보다 높은 농도(21%이상)로 농축하기 위한 기초자료로서 건조 산소(dry O$_2$)와 건조 질소(dry N$_2$)의 투과도를 측정하였다. 그러나 공기중에는 항상 수분이 포함되어 있으므로 공기 중에 함유된 수분(water vapour)에 의한 산소 투과도와 질소 투과도의 변화를 측정하기 위하여 상대숩도 및 압력차이에 따른 영향을 고찰하였다. 그리고 분리막공정에서 순수기체의 막에 대한 투과도를 알 수 있다면 기체 혼합물에 대한 이상분리인자(ideal separation factor)를 알 수 있으며, 이를 이용하여 분리막의 분리 성능 예측이 가능하므로 투과도 예측식을 얻는다는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 counter-current model을 이용하여 기체 혼합물의 투과도를 예측하고 실험치와 비교하였다.

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의료용 산소센서를 이용한 폴리프로필렌계 고분자막의 산소투과도 및 그의 온도변화 특성 연구 (A Study on Oxygen Permeability of Polypropylene Membranes and their Temperature Dependency using Medical Oxygen Sensor)

  • 김태진;이진하
    • KSBB Journal
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    • 제19권1호
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    • pp.62-66
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    • 2004
  • 의료용 갈바닉형 산소센서를 이용하여 BOPP, OPP 및 CPP 막의 두께와 온도 변화에 따른 산소 투과 특성을 연구한 결과, 전류와 산소농도의 탁월한 선형관계 (R>0.999)로부터 구한 산소 투과도는 BOPP > OPP > CPP의 순으로 막의 두께에 의존하는 것으로 나타났다. 본 전기화학적 산소투과도 측정방법은 기존의 압력법에 비하여 간편한 실험방법임을 확인하였다 한편, 산소 투과도에 대한 활성화에너지는 13.1 kJ/mol에서 28.5 kJ/mol 사이의 값으로, 각 막에 따라 다른 값을 나타냈지만 같은 종류의 막에서 두께에 의존하지는 않았다. 이는 고분자의 활성화 에너지는 고분자가 갖고 있는 고유의 물성에 의존하기 때문인 것으로 추정된다.

상업용 고분자 필름의 산소투과도 및 산소투과 방지도에 관한 연구 (Studies on the Oxygen Permeability and It's Proofness of the Various Commercial Polymer Films)

  • 서환규;김준수;이정근
    • Elastomers and Composites
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    • 제15권1호
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    • pp.3-9
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    • 1980
  • 일정온도와 압력에서 상업용 고분자필름들의 산소투과도와 산소투과방지도에 관하여 연주하였다. 산소투과방지 도는 산소특과도의 역수로 정의하고 coulometric oxygen permeability tester를 사용하여 $23{\pm}1^{\circ}C$, latm에서 24시간 동안 투과한 산소의 량을 측정하였다. 산소투과방지도의 상대적 크기는 다음과 같은 순서로 감소함을 밝혔다. 연신 Nylon (O. Nylon)> 연신 Polyester (O. PET)> 무연신 Nylon (N. Nylon)> 무연신 Polyester(N. PET)> 경질 Polyvinyl chloride (Rigid PVC)> 반경질 Polyvinyl chloride (Semirigid PVC)> 연신 Polypropylene (O. PP)> 연질 Polyvinyl chloride (P. PVC)> 무연신 Polypropylene (C. PP)> 저밀도 Polyethylene(LDPE)> 고밀도 Polyethylene (HDPE, Inflation)> 고밀도 Polyethylene (HDPE, T-die) 필름들의 산소투과방지도는 고분자의 극성, 필름의 두께 및 기계적 연신성의 증가에 따라서 증가하고 PVC에서는 가소제 첨가에 따라서 감소하였다. 포장재료로서 고분자 필름은 고분자 주쇄에 극성이 있는 필름과 극성이 없는 필름들을 산소 및 습기투과방지를 위하여 첩합하여야 한다.

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고분자분리막의 실리콘에 의한 산소투과향상에 관한 연구 (A Study on the Enhancement of Oxygen Permeability by Silicone in Polymeric Membranes)

  • 변홍식
    • 멤브레인
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    • 제9권3호
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    • pp.151-156
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    • 1999
  • 높은 산소투과도의 특성을 갖고있는 실리콘을 이용하여 가스분리용 고분자분리막의 산소투과도를 향상시키고자 하였다. 사용된 고분자는 poly(4-methyl 1-pentene)(PMP) 와 poly(methy methacrylate)(O\PMMa) 이며 PMP의 경우 공중합물을 합성하였으며, PMMA의 경우 interpenetratin polymer network(IPN)의 제법을 이용하여 분리막을 제조하였다. 공중합물을 합성하기 위하여 2가지 방법(합침방법과 용매증발방법)을 사용하였으며 이러한 제조방법은 산소투과도에 큰 영향을 보여주었다. 또한 각각의 단점을 보완할 수 있는 IPN의 제법은 산소투과도의 향상을 가져왔으나 약간의 분리계수의 감소를 유발하였다. 특히 산소투과도의 경우 10wt%의 PMMA 가 최적의 IPN임을 알 수 있었다.

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산화물 반도체 ITZO 박막의 산소 영향의 따른 광학적 특성 분석

  • 김상섭;김현기;최병덕
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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    • pp.178.1-178.1
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    • 2013
  • 산화물 반도체는 가시광선영역인 380~780nm에서의 투과율이 80% 이상이고, 3.2eV 이상의 밴드갭과 높은 이동도를 가지는 물질로 투명하고 휘어지는 디스플레이에 전도유망한 물질로 연구되고 있다. $10cm^2/V{\cdot}s$ 이상의 이동도를 확보하기 위해 IGZO에서 Ga대신 Sn을 첨가한 ITZO 산화물 반도체에 대한 연구가 되고 있다. 본 연구에서 ITZO 산화물 반도체 박막 증착 시 가장 중요한 특성으로 알려진 산소의 영향에 따른 광학적 특성을 알아보기 위한 실험이다. RF 마그네트론 스퍼터링을 이용하여 산소 가스 분압에 따라 ITZO 박막을 증착하였다. $(Ar+O_2)$의 합을 20으로 고정하고 $O_2/(Ar+O_2)$의 비율을 0~40%까지 가변하였고, $O_2$의 비율이 증가함에 따라 증착율은 감소하는 경향을 보였다. 투명 소자로서의 가능성을 판단하기 위하여 밴드갭과 투과도를 측정하였다. 광학적 밴드갭은 증착 시 산소 분압이 0%에서 40%로 증가할수록 3.46eV에서 3.32eV로 감소하였고, 또한 투과도가 가시광 영역(380~770nm)에서 87%에서 85% 감소하였다. In, Sn, Zn 의 금속 원자와의 결합 과정에서 산소의 빈자리가 줄어들어 전도도가 감소하여 광학적 밴드갭이 감소함에 따라 투과도가 감소하는 것을 확인하였다.

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지르코니아 박막의 광학적 특성에 미치는 산소 효과에 관한 연구

  • 방기수;윤회진;조덕호;이승윤
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.360.2-360.2
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    • 2014
  • 박막 태양전지의 변환효율을 높이기 위해 전면에는 반사방지막을, 후면에는 고반사막을 적용한다. 태양전지 구조에서 고반사막을 대신하여 선택적 투과막을 적용할 경우 가시광선은 투과하고 적외선은 광 흡수층으로 재반사되기 때문에 변환효율을 향상 시킬 수 있고 동시에 투명 태양전지를 얻을 수 있다. 선택적 투과 특성을 보이는 지르코니아 박막의 광학적 특성이 이미 보고된 바 있으며, 본 연구에서는 반응성 스퍼터링 방식을 이용하여 지르코니아 박막을 증착하고 산소 유량에 따른 광학적 특성을 관찰한 후 이를 통해 선택적 투과막 성장에 적합한 산소 유량 조건을 얻고자 하였다. 산소 유량에 따라 지르코니아 박막의 투과율은 400 nm 이상의 파장에서 약 10%에서 약 85%의 범위에서 변화하였고 반사율은 적외선 영역에서 최소 약 30%에서 최대 약 60%의 수치를 나타내었다. 이러한 결과로부터 반응성 스퍼터링 시 산소 유량이 지르코니아 박막의 광학적 특성 변화에 큰 영향을 미치는 인자임을 확인하였다.

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짧은 실록산사실을 가지는 폴리아조메틴의 합성 및 산소선택투과성

  • 신경한;;;;한정련
    • 한국막학회:학술대회논문집
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    • 한국막학회 1996년도 춘계 총회 및 학술발표회
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    • pp.38-39
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    • 1996
  • 우수한 산소선택 투과막 소재를 얻기 위하여 높은 산소투과계수를 보이는 짧은 실록산 사슬과 금속이온과 착체를 형성할 것으로 기대되는 피리딘 고리를 번갈아 가지는 폴리 아조메틴을 합성하여 얻어진 막의 산소투과성을 검토했다. 또 같은 방법으로 합성한 폴리아미드의 한소투과특성과의 비교도 시도하였다.

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Poly(3-Hydroxybutyric Acid)와 Chitosan 블렌드 필름의 기체 투과도, 유지 투과도 및 생분해도 (Gas and Lipid Permeabilities and Biodegradability of Poly(3-Hydroxybutyric Acid)/Chitosan Blend Film)

  • 김미라
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제33권7호
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    • pp.1224-1229
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    • 2004
  • PHB/chitosan 필름의 수분 투과도는 PHB 필름께서 280.25 g/m$^2$ㆍ24 hr로 가장 높았고 chitosan의 함량이 증파할수록 수분 투과도는 낮아지는 경향을 보였다. PEG가 첨가된 PHB/chitosan 필름에서도 PHB-P 필름의 수분 투과도가 294.5 g/m$^2$ㆍ24 hr로 가장 높았고, chitosan의 함량이 증가할수록 수분 투과도는 낮아졌다. 산소 투과도의 경우 PHB 필름이 0.026${\times}$$10^{-10}$$cm^3$(STP) cm/$cm^2$ㆍsecㆍcmHg로 가장 높았으며 chitosan의 첨가 비율이 증가할수록 산소 투과도는 낮아졌다. 또한 가소제인 PEG가 첨가되지 않은 필름이 PEG가 첨가된 필름보다 산소 투과도가 더 낮았다. 유지 투과도에서는 PHB와 PHB-P를 제외한 필름들이 24시간동안 유지론 통과시키지 않아 유지 차단성이 우수한 것으로 나타났다. 필름의 생분해도 측정시 필름을 첨가하지 않은 대조군에 비해 필름이 첨가된 실험군의 산소 소모량이 높아 필름이 생분해되고 있음을 확인할 수 있었으며 필름의 PHB의 비율이 높을수록 분해도가 높은 것으로 나타났다.