• 제목/요약/키워드: Gas separation membrane

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기체분리용 세라믹 복합분리막의 개발 : IV. ${\gamma}$-알루미나 분리막의 투과 특성 (Development of Ceramic Composite Membranes for Gas Separation: IV. Permeation Characteristics of ${\gamma}$-Alumina Membranes)

  • 현상훈;강범석;최두진
    • 한국세라믹학회지
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    • 제29권12호
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    • pp.970-980
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    • 1992
  • ${\gamma}-alumina$ membranes were prepared by sol-gel dip coating or pressurized coating of boehmite sols on slipcasted ${\gamma}-alumina$ support tubes. The particle size of sols synthesized via the modified Yoldas-method could be controlled below 5 mn according to the mole ratio of nitric acid/aluminumtri-sec-butoxide (0.07~1.0). The reproducible crack-free composite membranes were produced by the 2nd dip coating or the pressurized coating technique using very stable sols with the particle size of 45 nm. Nitrogen gas permeability through the top-layer in the composite membrane was about $70~55{\times}10^{-7}\;mol/m^2{\cdot}s{\cdot}Pa$. The thermal stability of the top layer was proved to be good enough upto the heat-treatment temperature of $500^{\circ}C$.

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제올라이트: 압력순환형 흡착제로서의 특성과 CO2 흡착성능 (Zeolites: Their Features as Pressure Swing Adsorbents and CO2 Adsorption Capacity)

  • 김문현;조일흠;최상옥;추수태
    • 한국환경과학회지
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    • 제23권5호
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    • pp.943-962
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    • 2014
  • Industrial gas drying, dilute gas mixtures purification, air fractionation, hydrogen production from steam reformers and petroleum refinery off-gases, etc are conducted by using adsorptive separation technology. The pressure swing adsorption (PSA) has certain advantages over the other methods, such as absorption and membrane, that are a low energy requirement and cost-effectiveness. A key component of PSA systems is adsorbents that should be highly selective to a gas being separated from its mixture streams and have isotherms suitable for the operation principle. The six standard types of isotherms have been examined in this review, and among them the best behavior in the adsorption of $CO_2$ as a function of pressure was proposed in aspects of maximizing a working capacity upon excursion between adsorption and desorption cycles. Zeolites and molecular sieves are historically typical adsorbents for such PSA applications in gas and related industries, and their physicochemical features, e.g., framework, channel structure, pore size, Si-to-Al ratio (SAR), and specific surface area, are strongly associated with the extent of $CO_2$ adsorption at given conditions and those points have been extensively described with literature data. A great body of data of $CO_2$ adsorption on the nanoporous zeolitic materials have been collected according to pressure ranges adsorbed, and these isotherms have been discussed to get an insight into a better $CO_2$ adsorbent for PSA processes.

연소전 탈탄소화 적용을 위한 $CO_2/H_2$ 하이드레이트 형성 및 분리 연구 ($CO_2$ Separation in Pre-Combustion using Principles of Gas hydrate Formation)

  • 이현주;이주동;이윤석;이은경;김수민;김양도
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.698-698
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    • 2009
  • 화력발전이 많은 비중을 차지하는 전력생산 산업은 온실가스($CO_2$)의 최대 배출 원으로 알려져 있으며 증가하는 전력 수요 뿐 만 아니라 다가오는 기후변화협약에 대응하기 위하여 $CO_2$ 회수 및 공정 개선에 관한 연구가 많이 수행되고 있다. 특히 현재 연구되고 있는 전력분야의 대표적인 $CO_2$ 회수기술은 연소 후 포집(Post-combustion capture), 순산소 연소(Oxy-fuel combustion), 연소전 탈탄소화(Pre-combustion) 3가지로 구분된다. 이중 연소전 탈탄소화 기술은 석탄가스화복합발전(IGCC) 기술과 연계하여 $CO_2$를 회수할 수 있는 방법으로 가스화 된 석탄가스에 Water-Gas Shift 반응과, $CO_2$ 분리로 얻어진 탈 탄소 연료를 통해서 전력을 생산한다. 이 기술의 핵심은 생성된 $CO_2/H_2$ 복합가스로부터 $CO_2$를 분리하는 공정으로 차세대 회수 기술로는 Membrance Reactor, SOFC, Oxygen Ion Transfer Membrane(OTM), 그리고 가스 하이드레이트가 있다. 이중 가스 하이드레이트는 $CO_2$의 회수 뿐 만 아니라 처리 기술에도 적용 가능하지만 우리나라에는 이에 관한 기술이 전무한 형편이다. 본 연구에서는 가스 하이드레이트 형성원리를 이용하여 정온 정압 조건에서 $CO_2/H_2$ 하이드레이트를 제조하였으며 특히, 하이드레이트 형성 촉진제인 THF(Tetrahydrofuran)를 첨가하여 THF 농도에 따른 상평형 및 속도론 실험을 수행 하였다. 이러한 연구는 연소전 탄소화 기술에서의 $CO_2$ 회수 분리에 대한 핵심 연구임과 동시에 탄소배출권 규제에 실질적인 기여를 할 수 있을 것으로 사료된다.

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$YBaCo_2O_{5+{\delta}}$ 세라믹 분리막의 산소투과 특성 (Characteristics of Oxygen Permeation on $YBaCo_2O_{5+{\delta}}$ Ceramic Membrane)

  • 표대웅;김종표;박정훈
    • 멤브레인
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    • 제22권2호
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    • pp.113-119
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    • 2012
  • $YBaCo_2O_{5+{\delta}}$조성의 산화물을 고상반응법을 이용하여 합성하였으며, 합성된 분말은 압축 성형 후 $1,180^{\circ}C$에서 소결하여 치밀한 분리막을 제조하였다. $YBaCo_2O_{5+{\delta}}$ 분리막은 X-선 회절분석기(XRD)와 전자 주사 현미경(SEM)을 이용하여 분석하였다. XRD 분석결과 $1,150^{\circ}C$ 이상에서 다른 불순물 없이 이중층 페롭스카이트 구조가 얻어졌다. 산소투과량은 분리막 양면에 산소분압 차이에 따라 $750{\sim}950^{\circ}C$ 온도범위에서 측정하였다. 산소투과량은 온도와 산소분압이 증가할수록 증가하였고, 두께 1.0 mm의 $YBaCo_2O_{5+{\delta}}$ 분리막은 $950^{\circ}C$, $PO_2$ = 0.42 atm에서 약 0.15 mL/$cm^2{\cdot}min$의 최대 투과량을 보였다. 산소투과에 대한 활성화 에너지는 산소 분압이 감소할수록 감소하였고 $PO_2$ = 0.21 atm의 조건에서 76.0 kJ/mol이었다.

Mg-Al Layered Double Hydroxide/Ethylene Vinyl Acetate 나노복합막의 기계적 특성과 기체투과 특성에 관한 연구 (Mechanical and Oxygen Permeation Properties of Layered Double Hydroxide/Ethylene Vinyl Acetate Nanocomposite Membranes)

  • 황지영;이상협;이종석;홍세령;이현경
    • 멤브레인
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    • 제23권2호
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    • pp.151-158
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    • 2013
  • EVA의 기체 분리 성질에 미치는 LDH의 영향을 알아보았다. Mg-Al LDH/EVA 나노복합막은 유기적으로 수정된 DS-LDH를 이용하여 용액 삽입법으로 제조되었다. DS-LDH는 LDH 층간에 DS 음이온을 삽입하여 제조하였다. 나노복합막의 구조는 XRD, FT-IR, SEM으로 알아보았다. DS-LDH가 EVA 내에 무질서하게 분산되었음을 XRD로부터 확인하였다. LDH가 3 wt% 첨가된 나노복합막에서 인장강도와 파단신율 모두 최댓값을 나타내었다. 열적 안정도 역시 EVA에 LDH가 첨가되면서 향상되었다. 1, 3, 5 wt%의 LDH를 함유한 LDH/EVA 나노복합막의 기체투과도는 $O_2$$CO_2$에 대하여 측정하였다. 3 wt% LDH를 함유한 경우 나노복합막의 $O_2$에 대한 투과도가 EVA막에서보다 53% 감소하였다. 하지만 $CO_2$ 투과도는 나노복합막의 기체 차단 특성에도 불구하고 LDH 내의 OH기와 $CO_2$ 간의 높은 친화력으로 인하여 기체투과도는 증가하였다.

Poly(vinyl alcohol)/AgCF3SO3/Al(NO3)3 전해질의 올레핀 촉진수송 현상 연구 (Study on Facilitated Olefin Transport Phenomena of Poly(vinyl alcohol)/AgCF3SO3/Al(NO3)3 Electrolyte)

  • 박영성;강상욱
    • 멤브레인
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    • 제26권1호
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    • pp.32-37
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    • 2016
  • 본 연구에서는 Poly(vinyl alcohol) $(PVA)/AgCF_3SO_3/Al(NO_3)_3$ 전해질 분리막을 제조하여 기존의 poly(vinylpyrrolidone) $(PVP)/AgCF_3SO_3/Al(NO_3)_3$ 분리막보다 더 향상된 성능을 보이는 고투과성 올레핀 촉진수송 분리막을 얻고자 하였다. $PVA/AgCF_3SO_3/Al(NO_3)_3$ 막의 특성은 SEM, FT-IR, FT-Raman에 의해서 조사되었다. 다양한 $Al(NO_3)_3$ 농도 중 1:1:0.01 $PVA/AgCF_3SO_3/Al(NO_3)_3$에서 가장 좋은 분리성능을 보였다. 결과적으로 선택도는 12, 혼합 기체 투과도는 3.5 Barrer를 나타내었으며, 선택도와 투과도는 115시간 동안 유지되었다.

수처리용 상용 고분자 분리막 제품 기술동향 (Technology Trend on Commercial Polymeric Membranes for Water Treatment)

  • 장해남
    • 멤브레인
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    • 제29권1호
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    • pp.11-17
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    • 2019
  • 수처리 분리막 분야에서 고분자는 세라믹과 함께 가장 중요한 소재로 이용되고 있다. 본 총설에서는 이러한 고분자 분리막 소재의 기술동향을 상용화 제품을 중심으로 분석하고자 하였으며, 이를 위하여 수처리 분리막의 종류에 따라 MF (Microfiltration), UF (Ultrafiltration), NF (Nanofiltration)/RO (Reverse Osmosis) 분리막으로 구분하여, 국가별, 소재별, 회사별 고분자 분리막 제품 동향을 살펴보았다. 이를 통하여, 각 분리막 종류별로 주로 사용되고 있는 소재의 종류를 파악할 수 있었으며, 동시에 시장 지배적인 위치에 있는 업체들을 파악하고 이들 업체들이 어떤 소재들로 제품 포트폴리오를 구성하고 있는지 분석할 수 있었다. 이러한 결과들을 바탕으로 각각의 분리막 종류에 따른 소재 시장의 특징을 제시하였으며, 이런 특징을 바탕으로 각 시장에 신규로 진입하기 위한 기술 개발 전략을 제안하였다.

PDMS-NaA zeolite 혼합기지분리막에 의한 수소-질소 분리 (Separation of Hydrogen-Nitrogen Gases by PDMS-NaA zeolite Mixed Matrix Membranes)

  • 강태범;홍세령
    • 멤브레인
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    • 제25권3호
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    • pp.295-300
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    • 2015
  • PDMS에 NaA zeolite를 0~40 wt% 가하여 PDMS-NaA zeolite 막을 제조하였다. SEM 관찰에 의하면 PDMS-NaA zeolite 막 내에 분산되어있는 NaA zeolite 입자의 크기는 $2{\sim}5{\mu}m$이었다. PDMS-NaA zeolite 막의 $N_2$$H_2$ 투과도는 막 내의 NaA zeolite 함량이 증가하면 증가하였고, $N_2$보다는 $H_2$의 투과도가 더 컸다. 그리고 PDMS-NaA zeolite 선택성($H_2/N_2$)은 NaA zeolite 함량이 증가하면 증가하였다.

남부지역 시설원예산물의 저장성 향상 및 가공품 개발에 관한 연구-시설원예산물의 선도유지를 위한 항균소재의 개발을 중심으로(II)- (Development of Postharvest Technologies to Preserve High Quality of Greenhouse Horticultural Commodities and their Processed Products -Development of Natural Antimicrobial Agents for preserving Greenhouse Fresh Produce(II))

  • 조성환;정순경;김영록
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.1-7
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    • 2000
  • To develop natural antimicrobial agents for keeping qualities of postharvested greenhouse produce the antimiocrobial actions of Polygonum cuspidatum Sieb. et Zucc. extract , which showed remarkable antimicrobial effects against microorganism causing the postharvest decay of greenhouse produce, were investigate. In the inhibitory experiment of enzymes related to energy production metabolism hexokinase activities decreased to 73% and 68% by treating with Polygonum cuspidatum Sieb. et.Zucc. extract and Eugenia caryophyllata Thumnberg extract in comparison with control, respectively. Direct visualization of microbial cells by using both transmission electron microscope and scanning electron microscope showed that microbial cell membrane was destroyed by treating with the dilute extract solution. this change of celluloar membrane permeability could be identified in the experiment that 0-nitrophenyl-${\beta}$-D-galactopyrano-side(ONPG), the artificial substrate of ${\beta}$-galactosidase, was hydrolyzed in the presence of the extract, indicating that the membrane was perturbed. The separation and identification of the most antimicrobialo substances isolated from Polygonum cuspidatum Sieb et. Zucc. extract and Eugenia caryophyllata Thunberg extract were carried out by using gas chromatography and mass spectrometry 9GC/MSD), which were identified as eugenol. As a result, the functionality of Polygonum cuspidatum Sieb. et Zucc. extract and Eugenia caryophyllata Thunberg extract as antimicrobial agents for keeping qualities of postharvested greenhouse produce may be recommended.

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