• 멤브레인
• /
• 제13권4호
• /
• pp.229-238
• /
• 2003

투과 증발은 막을 근거로 한 에너지 절약형 분리공정으로서 전통적인 증류 분리공정과 비교하여 높은 선택도를 나타내기 때문에 액상 혼합물 분리에 대체 공정으로서 주목받고 있다. 투과 증발에 이용되는 분리막으로서 제올라이트 분리막은 고분자 분리막보다 열적, 기계적, 화학적 안정성이 우수하며 특히 silicalite-1 분리막은 큰 소수성을 나타내기 때문에 유기화합물을 수용액으로부터 효과적으로 분리할 수 있다. 본 연구에서는 silicalite-1 분리막을 이용한 투과 증발 실험을 통하여 케톤계 휘발성 유기화합물을 분리하였다. 아세톤과 MEK의 공급 농도가 증가함에 따라 아세톤과 MEK의 투과 플럭스는 증가하였으며 선택도는 감소함을 관찰할 수 있었다.

• Membrane and Water Treatment
• /
• 제8권5호
• /
• pp.483-498
• /
• 2017

Novel mixed matrix membranes of Sodium Alginate (NaAlg) were developed by the incorporation ofunmodified, modified Phosphomolybdic acid (PMA) then cross-linked with glutaraldehyde externally. These membranes were prepared by the solution casting technique. Pervaporation (PV) experiments have been performed with pure NaAlg, unmodified NaAlg-PMA5, NaAlg-PMA10, modified NaAlg-mPMA5, and NaAlg-mPMA10 (wt. % of PMA 5 and 10) at 30, 40 and $50^{\circ}C$, to separate water-isopropanol feed mixtures containing 10-30 wt. % of water. Pervaporation results of NaAlg-mPMA10 produced a highest separation factor of 9028 with a flux of $0.269kg/m^2.h$ for 10 wt. % of water containing feed mixture. Both separation factor and flux for water increased significantly with increasing content of mPMA into NaAlg; a significant improvement in PV performance was observed for NaAlg-mPMA5 and NaAlg-mPMA10 membranes when compared to pure NaAlg& PMA-5, PMA-10 membrane.

• Korean Membrane Journal
• /
• 제8권1호
• /
• pp.31-35
• /
• 2006

Pervaporation of water/2,2,2-trifluoroethanol (TFEA) mixtures was performed using a NaY zeolite membrane which was prepared by a hydrothermal synthesis. Pervaporation with a zeolite membrane is one of the economic separation technologies for liquid mixtures including organic/water solutions. The effects of a TFEA feed concentration and a temperature were studied on the permeation flux and the separation factor. Not only the water flux increased significantly with the increase of the operating temperature, but also the TFEA flux through the NaY zeolite membrane rapidly increased with the increase of the temperature at the feed concentration below 0.8 mole fraction of TFEA.

• 멤브레인
• /
• 제19권3호
• /
• pp.212-221
• /
• 2009

본 연구는 PVDF/PDMS 복합막을 제조하여 부탄올을 농축을 위한 투과증발특성에 대해 알아보았다. 또한 복합막의 제조 방법에 따른 투과특성을 알아보기 위해 지지층의 PVDF 농도변화와 활성층의 경화조건에 따라 투과증발 최적막을 선정하였다. 이 막을 사용하여 공급액의 농도, 온도 및 순환 유속을 변화시켜 부탄올의 투과특성에 미치는 영향에 대해 알아보았다. 그 결과 공급액의 농도, 온도, 순환 유속이 증가할 경우 부탄올의 플럭스와 투과 농도가 증가함을 확인하였으며 상용막인 GKSS사의 PVDF/POMS 복합막과 비교한 결과 부탄올 투과 플럭스, 투과 농도, 선택도 등 모두 높은 값을 나타내었다.

• 멤브레인
• /
• 제9권4호
• /
• pp.215-220
• /
• 1999

고농도의 초산수용액(80 wt% 이상)을 분리 농축하기 위하여 내용매성이 우수하며 고온에서의 내열성을 가지는 폴리이미드 비대칭막을 만들어 막의 특성을 검토하고 물-초산 계의 투과증발 분리성능을 고찰하였다. 제막은 폴리아믹산의 상전이용액으로 톨루엔을 사용한 것이 가장 좋은 상태의 막을 얻을수 있었다. 열처리에 의한 imide화는 373, 473573 K에서 각각 1시간씩 연속적으로 처리하는 것이 가장 효과적이었다 막은 물-초산 계의 투과증발 분리에 의한 열내구성 및 화학적 안정성이 우수하였다 폴리이미드막의 투과증발 분리특성은 80 wt% 초산수용액 계에서 분리계수는 180 투과유속은 0.5kg/$m^2$hr을 얻을 수 있었다.

• 멤브레인
• /
• 제17권3호
• /
• pp.184-190
• /
• 2007

본 연구는 불소계 폴리실록산이미드 공중합체 막을 이용하여 휘발성 유기 화합물(Volatile Organic Compounds; VOCs)의 일종인 dichloromethane(DCM)을 물로부터 투과증발 분리하는 것을 목적으로 한다. 유연한 사슬을 갖는 diamine-terminated polydimethylsiloxane(SIDA)과 경직된 구조를 갖는 불소계 방향족 디아민 단량체(2-(perfluorohexyl)ethyl-3,5-diaminobenzene PFDAB)과 4,4'-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride(6FDA)를 이용하여 일련의 소수성 불소계 폴리실록산이미드 공중합체 막을 제조하여 다이아민의 구성성분에 따른 분리능의 변화를 상온에서 관찰하였다. 공중합체 막 내의 다이아민 성분 중 SIDA의 함량은 0, 25, 50, 75, 100 mol%로 조절되었으며, 원액의 조성은 DCM 0.05 wt%를 사용하였다. 소수성이 높고 자유부피가 큰 SIDA의 함량이 증가함에 따라 소수성 용매인 DCM의 수착도 및 수착선택도가 증가하는 경향을 나타내었으며, 확산계수 및 확산선택도 또한 증가하여 궁극적으로는 투과플럭스와 투과선택도가 증가하는 것을 확인할 수 있었다.

• Korean Membrane Journal
• /
• 제2권1호
• /
• pp.36-47
• /
• 2000

This paper deals with the separation of MTBE-methanol mixtures using crosslinked Poly(vinyl alcohol)(PVA) membranes with sulfur-succinic acid(SSA) as a crosslinking agent by pervaporation and vapor permeation technique. The operating temperatures, methanol concentration in feed mixtures, and SSA concentrations in PVA membranes were varied to investigate the separation performance of PVA/SSA membranes and the optimum separation characteristics by pervaporation and vapor permeation. And also, for PVA/SSA membranes, the swelling measurements were carried out to study the transport phenomena. The swelling measurements were carried out for pure MTBE and methanol, and MTBE/methanol=90/10, 80/20 mixtures using PVA/SSA membranes with varying SSA compositions. There are two factors of the membrane network and the hydrogen bonding. In pervaporation separation was also carried out for MTBE/methanol=90/10, 80/20 mixtures at various temperatures. The sulfuric acid group in SSA took an important role in the membrane performance. The crosslinking effect might be over the hydrogen bonding effect due to the sulfuric acid group at 3 and 5% SSA membranes, and this two factors act vice versa on 7% SSA membrane. In this case, the 5% SSA membrane shows the highest separation factor of 2,095 with the flux of 12.79g/㎡$.$hr for MTBE/methanol=80/20 mixtures at 30$^{\circ}C$ which this mixtures show near the azeotopic composition. Compared to pervaporation, vapor permeation showed less flux and similar separation factor. In this case, the flux decreased significantly because of compact structure and the effect of hydrogen bonding. In vapor permeation, density or concentration of methanol in vaporous feed is lower than that of methanol in liquid feed, as a result, the hydrogen bonding portion between the solvent and the hydroxyl group in PVA is reduced in vapor permeation. In this case, the 7% SSA membranes shows the highest separation factor of 2,187 with the flux of 4.84g/㎡$.$hr for MTBE/methanol=80/20 mixtures at 30$^{\circ}C$.

• 멤브레인
• /
• 제19권2호
• /
• pp.157-164
• /
• 2009

소수성, 고무상 고분자인 polydimethylsiloxane (PDMS) 소재를 대상으로 치밀한 단일막과 복합막을 제조하였으며 이들을 이용한 투과증발법을 통해 바이오부탄올을 농축하는 실험을 수행하였다. 바이오부탄올 회수를 위해 $1{\sim}5wt%$의 부탄올이 함유된 모델 수용액을 대상으로 조업온도$(20{\sim}40^{\circ}C)$와 막두께$(1{\sim}100{\mu}m)$를 변화시키면서 PDMS막의 투과증발 특성을 조사하였다. $100{\mu}m$ 두께 PDMS 단일막의 경우 공급부탄올의 농도가 증가할수록 포집된 부탄올의 농도, 선택도, 투과도가 증가하였다. 이러한 결과는 물보다 부탄올에 대한 PDMS 소재의 친화성과 막 사슬 내의 큰 자유부피(free volume)로 부탄올에 대한 확산저항이 적기 때문에 부탄올에 대한 선택도와 투과도가 높은 것으로 파악되었다. 조업온도를 $20{\sim}40^{\circ}C$로 증가시키며 투과증발특성을 조사한 결과, 온도의 상승에 따라 포집된 부탄올의 농도, 선택도, 투과도 모두 증가하였다. PDMS막의 두께가 $100{\mu}m$에서 $1{\mu}m$로 얇아질수록 포집된 부탄올의 농도와 선택도는 감소하였으며 투과도는 증가하는 경향을 보였다.

• 공업화학
• /
• 제10권2호
• /
• pp.319-323
• /
• 1999

비대칭 폴리에테르이미드막을 상전이 방법으로 제조하였고, 표면층 개질에서 NaOH 농도의 영향과 그에 따른 물/이소프로판올 혼합물 투과증발 분리에 대하여 연구하였다. 실험결과, 개질 용액의 농도가 증가할수록 폴리에테르이미드의 이미드 그룹이 가수분해에 의해서 쉽게 폴리아믹산 구조로 변하여 치밀층의 두께가 증가하였다. 따라서 사용된 NaOH 농도가 증가할수록 전반적인 투과도는 감소하였고, 선택도는 증가하였다. 그러나 NaOH 용액의 농도가 너무 높은 경우, 선택도가 오히려 감소하고 투과도는 증가되었다. 이러한 결과로부터, 비대칭 폴리에테르이미드막의 투과거동이 NaOH 농도에 크게 의존한다는 것을 알 수 있었다. 또한, NaOH로부터 개질된 막들의 투과증발 운전온도가 증가할수록 투과도와 선택도가 모두 증가되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제43권2호
• /
• pp.243-248
• /
• 2005

분리막 투과증발은 증류에 비하여 낮은 에너지를 요구하기 때문에 물/유기물 혼합물의 분리에 이용될 수 있으며 공비 혼합물이나 이성질체의 분리에 선호되는 방법이다. 제올라이트 분리막은 고분자 분리막에 비하여 열적, 기계적, 화학적 안정성이 우수하며 NaA 제올라이트 분리막은 큰 친수성을 나타내므로 물/유기물 혼합물로부터 효율적인 물 분리에 적합하다. 본 연구에서는 NaA 제올라이트 분리막을 이용한 투과증발 막분리 공정을 이용하여 물/에탄올 혼합물에서 선택적으로 물을 분리하고자 하였다. 에탄올의 공급 농도가 증가함에 따라 총투과플럭스는 감소하였으며 선택도는 증가한 후 높은 에탄올 농도에서 감소하는 것을 관찰할 수 있었다. 실험 온도의 증가에 따라 총투과플럭스는 증가하였으며 선택도 또한 증가하였지만 높은 에탄올 농도에서는 감소하였다. 160시간 이상의 장기간 실험을 통하여 총투과플럭스와 선택도가 안정적으로 일정함을 확인할 수 있었다. 또한, 본 연구를 통하여 얻어진 NaA 제올라이트 분리막은 증류 및 PVA 계열 고분자 분리막보다 우수한 성능을 나타냄을 알 수 있었다.