• Title/Summary/Keyword: Gas Permeability

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직접메탄올 연료전지용 유무기 하이브리드 전해질 - 술폰화된 SEBS (SSEBS)-clay 하이브리드 막의 제조 및 물성 - (Organic/inorganic Hybrid Electrolytes for the Application of Direct Methanol Fuel Cell (DMFC) - Preparation and Properties of Sulfonated SEBS (SSEBS)-clay Hybrid Membranes -)

  • 남상용;박병길;공성호;김영진
    • 멤브레인
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    • 제15권2호
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    • pp.165-174
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    • 2005
  • 본 연구에서는 SEBS와 여러 가지의 유기화물로 처리된 MMT type의 clay를 이용하여 SSEBS-clay 하이브리드 막을 용액법으로 제조하였다. clay의 함량은 5 phr로 고정하였다. 용액법을 사용하여 clay를 SEBS에 분산시켰으며, 제조된 SSEBS-clay 하이브리드에서 clay의 특성피크가 완전히 박리되거나 이동하는 XRD 결과로부터 고분자의 clay 층간삽입을 확인하였다. Clay의 종류에 따라서 제조된 SSEBS-clay 하이브리드 막의 가스투과도, 기계적 물성 및 열적 성질을 측정하였다. SSEBS-clay 하이브리드 막은 clay 자체의 도입과 층간거리의 확대로 기체분자의 tortuosity를 증가시켜서 가스투과도를 저하시키는 것을 확인하였다.

비대칭 다공성 폴리(카르보벤족시-L-리신)막의 제조, 평가 및 기체투과 (Preparation, Characterization and Gas Permeability of Asymmetric Porous Membranes of Poly(carbobenzoxyl-L-Lysin))

  • Kawai, Tohru;Lee, Young Moo;Fujita, Hiroshi
    • 멤브레인
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    • 제6권2호
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    • pp.96-100
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    • 1996
  • 질소가스에 대한 헬륨가스의 선택도가 매우 높은 poly(carbobenzoxy-L-lysin)(PCLL)로 제조된 균일막의 투과도를 증가시키기 위해서 디옥산과 DMF의 20% 용액을 이용하여 캐스팅법으로 비대칭 다공성막을 제조하였다. 이 막에 대해서 표면에서의 공극의 수와 공극크기의 분포를 측정하였으며, 표면층의 두께는 주사전자현미경과 투과전자현미경을 이용하여 측정하였다. 평균공극크기와 평균공극밀도는 DMF용액보다 디옥산용액으로 제조한 경우 더 낮은 값을 나타내었으며, 어느 비대칭 다공성막에 있어서 공극의 형성메카니즘으로 설명할 수 있다. 투과계수는 표면층을 통한 점성흐름으로 어느 정도 설명될 수 있으나, 선택도는 점성흐름의 이론과 대치되었다.

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융점 제어형 개질유황의 개발 및 이를 활용한 콘크리트의 특성 연구 (Manufacture of melting temperature controllable modified sulfur (MS) and its application to MS concrete)

  • 김진희;최진섭;박노형
    • 한국결정성장학회지
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    • 제24권6호
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    • pp.261-267
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    • 2014
  • 본 연구에서는 용융 온도 제어형 개질 유황(MS)을 제조하였고, 이를 포함한 개질유황시멘트콘크리트(SMC)의 특성을 연구하였다. 저융점 개질유황의 합성에 있어서 황 함량과 피리딘 함량에 따른 효과를 살펴보았고, 반응은 라만분광기를 이용하여 확인하였다. SMC는 일반 포틀랜드시멘트 대비 Water (W)/Cement (C) = 45 wt%, Sand (S)/Aggregate (A) = 45 wt%로 하였고, 5, 10, 15, 20 %로 개질유황 혼입율을 다르게 하여 제조하였다. 그리고 SMC의 압축강도, 쪼갬인장강도, 투수계수 등의 물성을 측정하였으며 비폭렬성을 확인하였다. 개질유황이 첨가됨에 따라 낮은 물흡수를 보였으며, 강도 증가와 비폭렬성 증진에 다소 효과가 있음을 확인하였다. 또한, MS와 SMC의 안전성을 확인하기 위하여 Pyrolized-gas chromatography(P-GC)를 통한 고온에서의 발생 물질 및 가스 독성 실험을 진행하였고, 그 결과 고온에서의 안전성을 확인할 수 있었다.

PDMS-HNT 나노튜브 복합막의 제조와 기체투과 성질 (Preparation and Gas Permeation Properties of PDMS-HNT Nanotube Composite Membrane)

  • 이슬기;홍세령
    • 멤브레인
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    • 제24권3호
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    • pp.185-193
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    • 2014
  • 고무상 고분자인 PDMS (polydimethylsiloxane)에 HNT (halloysite nanotube)의 함량을 5, 10, 20, 30 wt%로 달리하여 PDMS-HNT 복합막을 제조하고, FT-IR, XRD, TGA, SEM에 의해서 막의 특성을 조사하였다. 기체투과 실험은 $25^{\circ}C$, $3kg/cm^2$ 조건에서 수행하였고, PDMS-HNT 복합막의 HNT 함량 변화에 따른 $H_2$, $N_2$, $CH_4$, $CO_2$들의 기체투과도와 선택도를 조사하였다. $H_2$, $N_2$, $CH_4$, $CO_2$의 투과기체에 대해 HNT 함량이 0~30 wt% 범위에서 HNT 함량이 증가할수록 기체들의 투과도는 전체적으로 감소하는 경향을 보였다. 선택도($CO_2/N_2$)는 14~44의 값을 보였고, 선택도($CO_2/CH_4$)는 3.0~7.7의 값을 보였다.

전도성고분자의 기체투과특성 I. -도판트에 따른 물성 및 기체투과특성의 변화- (Gas Separation through Conductive Polymer Membranes. I. - Effect of Dopants on Properties and Gas Separation of Polyanilines -)

  • 이연근;하성룡;이영무;홍성연
    • 멤브레인
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    • 제6권4호
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    • pp.258-264
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    • 1996
  • 폴리아닐린은 ammonium persulfate를 산화제로 하여 IM염산 수용액중에서 산화중합법으로 제조하였다. 탈수소 과정 후, 저분자량의 강산도판트, 및 분자량이 큰 도판트를 사용하여 도핑을 수행하였다. 폴리아닐린의 d-spacing을 $3.72{\AA}$에서 $4.844{\AA}$ 까지 조절할 수 있었는데, 고분자 또는 분자 크기가 큰 도판트를 찾아서 d-spacing이 폴리아닐린의 base film보다 크도록 조절하였다. 폴리아닐린의 물성은 Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), differential scanning calorimetry (DSC), dielectric analyzer (DEA) 등을 사용하여 측정하였다. 본 연구에서는 annealed film으로 산소와 질소가 각각 0.072, 0.0105 barrer의 투과도를 나타내었으며 선택도는 6.87이었다. 고분자량의 도판트로써 도핑한 폴리아닐린의 기체투과특성은 투과도가 증가하고 선택도는 감소하였다.

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(PIM-co-Ellagic Acid)-기반의 이산화탄소 분리막의 개발 ((PIM-co-Ellagic Acid)-based Copolymer Membranes for High Performance CO2 Separation)

  • 호세인 이크발;허스너 아스몰;김동영;김태현
    • 멤브레인
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    • 제30권6호
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    • pp.420-432
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    • 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.

가스분무법으로 제조한 MPP 분말코어의 자기적 특성에 미치는 열처리 효과 (The Effects of Heat-treatment on Magnetic Properties for Gas-atomized MPP Dust Cores)

  • 노태환;김구현;김광윤;정인범;최광보
    • 한국자기학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.173-178
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    • 2001
  • 가스분무법으로 만든 MPP 압분자심을 무자장 및 자장중에서 열처리한 후 냉각속도를 달리할 때 얻어지는 자기적 특성의 변화를 조사하였다. 무자장중에서 열처리시 냉각속도가 증가하면 교류투자율 및 자심손실이 감소하였으며, 이는 각각 빠른 냉각속도에서의 불균일한 내부음력의 발생과 이상 와전류손실의 감소에 기인하는 것으로 해석되었다. 한편 MPP 압분체를 무자장 열처리 후 냉각속도를 달리하여도 Ni-Fe 합금에서 전형적으로 나타나는 규칙상의 형성에 따른 자기적 특성의 변화는 보이지 않았으나, 느린 냉각속도의 조건하에서 자장열처리를 하면 용이하게 구성원자의 방향성 규칙화에 의해 유도자기이방성이 생성되며 상당한 투자율 및 자심손실의 변화가 얻어지는 것으로 관찰되었다.

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이산화탄소 분리를 위한 중공사막 모듈에서의 물질전달 거동 (On the Mass Transfer Behaviors in Hollcw-Fiber Membrane Modules for $CO_2$ Separation)

  • 전명석;김영목;이규호
    • 한국막학회:학술대회논문집
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    • 한국막학회 1994년도 춘계 총회 및 학술발표회
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    • pp.51-52
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    • 1994
  • High permeability, selectivity and stability are the basic properties also required for membrane gas separations. The $CO_2$ separation by liquid membranes has been developed as a new technique to improve the permeability and selectivity of polymeric membranes. Sirkar et al.(1) have atlempted the hollow-fiber contained liquid membrane technique under four different operational modes, and permeation models have been proposed for all modes. Compared to a conventional liquid membrane, the diffusional resistance decreased by the work of Teramoto et al.(2), who referred to a moving liquid membrane. Recently, Shelekhin and Beckman (3) considered the possibility of combining absorption and membrane separation processes in one integrated system called a membrane absorber. Their analysis could be predicted effectively the performance of flat sheet membrane, however, there are restrictions for considering a flow effect. The gas absorption rate is determined by both an interfacial area and a mass transfer coefficient. It can be easily understood that although the mass transfer coefficients in hollow fiber modules are smaller than in conventional contactors, the substantial increase of the interfacial area can result in a more efficient absorber (4). In order to predict a performance in the general system of hollow-fiber membrane absorber, a gas-liquid mass transfor should be investigated inevitably. The influence of liquid velocity on both a mass transfer and a performance will be described, and then compared with experimental results. A present study is attempted to provide the fundamentals for understanding aspects of promising a hollow-fiber membrane absorber.

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BPSf/TMSSf 블렌드막을 통한 산소와 질소의 투과특성 (The Permeation Properties of $O_{2}\;and\;N_{2}$ for BPSf/TMSPSf Blend Membrane)

  • 김현준;홍석인
    • 한국가스학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.29-36
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    • 2001
  • Poylsulfone의 phenyl 고리에 각각 -Br과 $-Si(CH_{3})_{3}$ 기능기를 치환시킨 BPSf와 TMSPSf을 합성하고, BPSf막, TMSPSf막 그리고 BPSf/TMSPSf 블렌드막에 대한 $O_{2}$$N_{2}$의 투과특성을 조사 $\cdot$ 비교하였다. BPSf막은 PSf막에 비해 높은 이상분리인자를 보였는데, 이는 유도 쌍극자에 의한 사슬간의 극성 상호작용 때문에 사슬간의 인력이 증가하고 따라서 사슬간의 거리가 감소하기 때문이라고 설명할 수 있다. 반면 TMSPSf막의 경우 부피가 큰 $-Si(CH_{3})_{3}$ 의 치환으로 인해 자유부피가 커져 PSf 보다 높은 투과도 계수를 나타내었다. 이러한 상반된 경향을 보이는 BPSf와 TMSPSf을 블렌드하여 제조한 BPSf/TMSPSf막의 경우 PSf보다 이상분리인자는 약간 감소한 반면 높은 투과도 계수를 나타내었다. 고분자의 구조와 투과 특성과의 상관관계를 밝히기 위해 고분자의 자유부피와 투과도 계수를 플로트한 결과, 투과도 계수가 자유부피에 잘 연관됨을 알 수 있었으며, 특히 specific free volme(SFV)과의 연관성이 보다 우수함을 알 수 있었다.

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플라즈마 중합된 고분자 복합막에서 기질의 기공크기가 기체투과 메카니즘에 미치는 영향 (The Effect of Substrate Pore Size on Gas Permeation Mechanism in Composite Membrane by Plasma Polymerization)

  • 현상원;정일현
    • 공업화학
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    • 제10권4호
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    • pp.502-508
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    • 1999
  • 서로 다른 기공크기를 가진 $Al_2O_3$막을 기질로 사용하여 단량체인 $CHF_3$로 플라즈마 중합시키고, 플라즈마 중합된 막을 Ar 플라즈마로 처리하여 표면을 개질시켜 $O_2/N_2$에 대한 투과도와 선택도를 비교하여 그 특성을 검토하고 기질의 기공크기가 투과메카니즘에 미치는 영향을 살펴보았다. 중합된 고분자 막을 cathode에 근접한 위치에서 Ar 플라즈마의 처리 시간과 rf-power 출력에 따라 표면 처리하였을 때 질소에 대한 산소의 선택도는 크게 향상된, 반면 투과도는 저하됨을 확인하였다. 또한 동일한 증착조건에서 서로 다른 기공크기를 갖는 기질에 플라즈마 중합시켰을 때, 증착된 비 다공성막인 고분자막에서는 동일하게 용해-확산 모델이 적용되나, 비 다공성층을 통과한 분자들은 Knudsen 확산모델에 의해 기질의 크기와 투과도와의 상관관계를 나타냈으며, 이로부터 투과메카니즘은 중합된 고분자막의 기능기와 기질의 기공크기에 지배적인 영향을 받음을 알 수 있었다.

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