• 멤브레인
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• 제27권4호
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• pp.313-318
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• 2017

올레핀/파라핀 분리를 위해 $Poly(ethylene oxide)(PEO)/AgBF_4/Al(NO_3)_3/Ag_2O$ 복합막이 제조되었으며, $Ag_2O$가 도입되었을 때, 복합체 분리막의 초기성능은 선택도 13.7과 투과도 21.7 GPU로 관찰되었다. $PEO/AgBF_4/Al(NO_3)_3$ 분리막의 성능(선택도 13와 투과도 7.5 GPU)에 비해서 초기성능이 증가한 이유는 $Ag_2O$의 첨가로 인한 Ag ion의 활성도 증가로 생각되었다. 하지만 시간에 따른 성능저하 현상이 관찰되었는데 이는 고분자 matrix인 PEO 때문인 것으로 생각되었다. PEO 고분자는 $Ag_2O$ 입자를 안정화 시킬 수 없기 때문에 용매가 증발하면서 $Ag_2O$ 입자끼리 뭉치게 되고, $Ag_2O$가 barrier 역할을 하게 돼서 시간이 지나면 투과도가 감소하는 것으로 분석되었다.

• Macromolecular Research
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• 제14권2호
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• pp.199-204
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• 2006

Remarkably high and stable separation performance for olefin/paraffin mixtures was previously reported by facilitated olefin transport through ${\pi}$-complex membranes consisting of silver ions dissolved in poly(hexamethylenevinylene) (PHMV). In this study, the ${\pi}$-complex formation of $AgBF_4,\;AgClO_4\;and\;AgCF_{3}SO_3$ with PHMV and their ionic interactions were investigated. FT-Raman spectroscopy showed that the C=C stretching bands of PHMV shifted to a lower frequency upon incorporation of silver salt, but the degree of peak shift depended on the counter-anions of salt due to different complexation strengths. The symmetric stretching modes of anions indicated the presence of only free ions up to [C=C]:[Ag]=1:1, demonstrating the unusually high solubility of silver salt in PHMV. Above the solubility limit, the ion pairs and higher-order ionic aggregates started to form. The coordination number of silver ion for C=C of PHMV was in the order $AgBF_4$ > $AgClO_4$ > $AgCF_{3}SO_3$, but became similar at [C=C]:[Ag]=1:1. The different coordination number was interpreted in terms of the different transient crosslinks of silver cations in the complex, which may be related to both the interaction strength of the polymer/silver ion and the bulkiness of the counteranion.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권4호
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• pp.484-491
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• 2019

산업적으로 중요한 가치를 지니는 폴리프로필렌 합성의 원료인 프로필렌을 고순도로 얻기 위해서는 효율적인 프로필렌/프로판 분리 기술이 필요하다. 기존 증류 공정은 프로필렌과 프로판의 유사한 물리화학적 성질로 인해 매우 높은 에너지가 소모되기때문에, 흡착분리 기술이큰관심을받고있다. 본연구에서는 Grand Canonical Monte Carlo (GCMC) 분자 모사를 활용하여 기공의 형태가 다른 두 종류의 유무기복합다공체(Metal-Organic Frameworks)의 빈금속배위자리(open metal sites) 흡착 강도를 임의로 조절하며 프로필렌/프로판 흡착 분리 성능의 변화를 조사하였다. 흡착 분리 성능은 작업 용량, 선택도, Adsorption Figure of Merit (AFM) 등으로 평가하였고, 이를 통해 흡착제가 최적의 프로필렌/프로판 분리 성능을 가지기 위해 필요한 흡착 사이트의 밀도 및 강도 그리고 온도 조건 등을 제시하였다.

• 멤브레인
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• 제30권4호
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• pp.252-259
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• 2020

올레핀 가스는 다양한 석유화학물질의 합성에 사용되는 산업적으로 매우 중요한 물질로, 합성 과정에서 미반응된 올레핀은 다량의 질소와 함께 배출된다. 이러한 화학 공정의 경제성을 향상시키기 위해서는 미반응한 올레핀을 질소로부터 효율적으로 회수해야 한다. 본 연구에서는 올레핀 중 프로필렌을 질소로부터 효과적으로 분리하기 위해 PGMA-co-PMMA (PGM) 가지형 공중합체를 합성하고, 4,4'-diaminoazobenzene (DAAB)를 도입하여 가교된 멤브레인을 제조하였다. PGM과 DAAB는 상온에서 에폭사이드-아민 반응을 통해 쉽게 반응하여 별도의 열처리 없이도 가교 구조의 멤브레인을 형성하였다. 유리상 고분자인 PGM 기반의 멤브레인은 C₃H₆에 비해 N₂를 더 빠르게 투과시키는 결과를 나타내었는데, 순수 PGM 멤브레인의 경우, 0.12 barrer의 N₂ 투과도와, 32.4의 높은 N₂/C₃H₆ 선택도를 보고하였다. DAAB가 가교제로 도입됨에 따라 멤브레인의 열적 안정성이 크게 향상된 것을 TGA 결과로부터 확인하였다. 1 wt%의 DAAB 함량에서 N₂/C₃H₆ 선택도는 감소하였으나, N₂ 투과도가 약 4.7배 증가하는 결과를 나타내었다. 본 연구에서는 많이 연구되지 않은 유리상 고분자 기반의 멤브레인에서의 N₂/C₃H₆ 기체 분리 특성을 분석하였으며, 가교를 통해 멤브레인의 열적 안정성을 크게 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권1호
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• pp.69-83
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• 2020

경질 올레핀은 중요한 석유화학제품일 뿐 아니라 다양한 화학 중간체들을 위한 기본 구성체이다. 최근 에틸렌이 생산 제품의 대부분을 차지하는 Ethane Cracking Center (ECC) 공정이 크게 늘어남에 따라 프로필렌 공급이 매년 꾸준히 증가하는 프로필렌 수요를 따라잡지 못하고 있다. 이에 따라 프로필렌의 수요를 따라잡기 위하여 메탄올로부터 올레핀으로 전환하는 기술이 보다 중요하게 되었다. Methanol to olefins (MTO) 공정은 합성가스를 통해 메탄올을 생산하고 메탄올로부터 프로필렌 등 올레핀을 생산한다. 메탄올을 올레핀으로 전환하는 반응은 사용되는 촉매에 따라 다른 반응생성물 조성을 갖기 때문에 생성물에 따른 적절한 분리 방법이 고려되어야 한다. 따라서 네 가지의 대표적인 반응 생성물 조성들에 대하여 네 가지의 분리공정 대안들을 Aspen plus를 이용하여 모사하였다. 또한 모사 결과를 바탕으로 기술적 경제적 분석을 통하여 MTO 공정의 반응 생성물 조성에 대한 각 분리공정의 성능을 평가하였으며, 이를 통해 MTO 공정의 반응기에서 생산되는 생성물 조성에 따라 적합한 분리공정 선정을 위한 지침을 제시하였다.

• 멤브레인
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• 제16권4호
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• pp.294-302
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• 2006

은 고분자 전해질은 올레핀/파리핀 혼합물 분리에 매우 효과적인 분리막 재료이다. 이는 고분자 매질속에 녹아 있는 은이온이 올레핀과 선택적, 가역적 반응을 통해 올레핀만을 분리막속으로 통과시키기 때문이다. 그러나 이러한 은 고분자 전해질 분리막은 실제 공정에 응용되기에는 다소 약한 장시간 운전 성능 안정성을 보인다. 즉 분리 성능이 시간이 지남에 따라 점차 감소되는데 이는 은이온이 은 나노입자로 환원되기 때문이다. 따라서 본 연구에서는 poly(vinyl pyrrolidone) (PVP)와 $AgBF_4$로 이루어진 고분자 전해질막의 안정성을 향상시키고자 비이온 계면활성제인 $C_{18}H_{35}(OCH_2CH_2)_{20}OH$ (Brij98)를 첨가제로 사용하였다. 분리막속에서 은이온의 은 나노입자로의 환원현상을 원자전자 현미경과 자외선 분광학을 이용하여 분석하였다. 그 결과 Brij98이 첨가된 분리막의 경우 은 나노입자의 성장이 늦춰졌으며, 프로판/프로핀렌 선택도가 장시간 유지됨을 알 수 있었다.

• Korean Membrane Journal
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• 제8권1호
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• pp.43-49
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• 2006

Complex membranes consisting of silver salt ($AgBF_4,\;AgCF_3SO_3,\;AgSbF_6,\;AgNO_3$) and poly(vinyl alcohol) (PVA) or crosslinked PVA (CPVA) were prepared and tested for the separation of propylene/propane mixtures. For the tested membranes, the complex membranes containing $AgBF_4$ exhibited the highest separation properties, i.e., approximately 20 GPU ($1 GPU=10^{-6}cm^3 (STP)/(cm^2 sec cmHg)$) and 100 of selectivity at 0.2 of silver mole fraction. The CPVA membranes containing silver salt always showed higher selectivity than PVA membranes, presenting silver ions coordinated to -CHO are more effective than those to -OH groups. The threshold silver concentration of CPVA membranes was lower than that of PVA membranes, which might be due to stronger interaction of silver ions with -CHO than that with -OH. The composition at which the selectivity is the highest did not significantly depend on the crosslinking, but did on the kind of silver salt.

• Macromolecular Research
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• 제16권8호
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• pp.676-681
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• 2008

The $\pi$-complex membranes of poly(styrene-b-(ethylene-co-butylene)-b-styrene) (SEBS) of two silver salts of $AgBF_4$ and $AgCF_3SO_3$ were prepared and tested for the separation of the propylene/propane mixtures. The Fourier-transform infrared (FT-IR) spectra of these complexes showed that the silver salts were dissolved in SEBS up to a silver mole fraction of 0.14, due to $\pi$-complexation between the aromatic C=C bonds of styrene blocks and silver ions. Above this solubility limit, ion pairs and high-order ionic aggregates began to form, so that silver salts were distributed unselectively in both the EB and PS blocks. The domain size of the PS blocks was enlarged up to this critical concentration with increasing silver concentration without structural transitions, as confirmed by small angle x-ray scattering (SAXS). These structural properties of the SEBS/silver salt complexes may explain the lower separation properties for propylene/propane mixtures compared to poly(styrene-b-butadiene-b-styrene)(SBS)/silver salt complex membranes.

• 한국고분자학회:학술대회논문집
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• 한국고분자학회 2006년도 IUPAC International Symposium on Advanced Polymers for Emerging Technologies
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• pp.307-307
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• 2006

The reduction behavior of silver ions to silver nanoparticles is an important research topic in polymer/silver salt complex membranes for facilitated olefin transport, because it has a significant effect on the long-term stability of membrane performance. In this study, the effects of solvent on the formation of silver nanoparticles and long-term membrane performance in polymer/silver salt complex membrane were investigated. This effect was assessed for the complexes of poly(N-vinyl pyrrolidone) $(PVP)/AgBF_{4}$ with the use of ionic liquid (IL), acetonitrile (ACN) and water as a solvent. Membrane performance test shows that long-term stability is strongly dependent on the kind of solvent and arranged: IL > ACN >> water.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 2004년도 Proceedings of the second conference of aseanian membrane society
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• pp.78-81
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• 2004

Here the effect of various amino acids on the separation performance for these two contrastive membranes is investigated. It was especially focused on the structures of amino acids, and their effects on the silver ion activity as well as the interaction between polymer electrolytes and amino acid. The amino acids studied include asparagine, valine, glutamic acid and lysine.(omitted)