• 제목/요약/키워드: ceramic membranes

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산소 분리를 위한 무공성 세라믹- 금속 복합 무기막 (Dense Ceramic-metal Composite Inorganic Membranes for Oxygen Separation)

  • 김진수
    • 한국막학회:학술대회논문집
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    • 한국막학회 2002년도 춘계 총회 및 학술발표회
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    • pp.35-41
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    • 2002
  • Dense oxygen ionic conducting materials can be used for oxygen separation membranes at high temperatures. However, they show relatively low permeation flux because of their large resistances. To reduce resistances and improve the oxygen permeation flux, thin dense yttria-stabilized-zirconia (YSZ)/Pd composite dual-phase membranes were fabricated by a new approach that combines the reservoir method and chemical vapor deposition (CVD). A thin porous YSZ layer was coated on a porous alumina support by dip-coating the YSZ suspension. A continuous Pd phase was formed inside pores of the YSZ layer by the reservoir method. The residual pores of the YSZ/Pd layer were plugged with yttria/zirconia by CVD to ensure the gas tightness of the membranes. The oxygen permeation fluxes through these composite membrane were 2.0$\times$10$^{-8}$ mol/cm$^2$.s and 4.8$\times$10$^{-8}$ mol/cm$^2$.s at 105$0^{\circ}C$ when air and oxygen were used as the permeate gases, respectively. These oxygen permeation values are about 1 order of magnitude higher than those of pure YSZ membranes prepared under similar conditions.

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세라믹 멤브레인의 나노구조 제어 및 응용 (Control of Nano-Structure of Ceramic Membrane and Its Application)

  • 이혜련;서봉국;최용진
    • 멤브레인
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    • 제22권2호
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    • pp.77-94
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    • 2012
  • 내열성, 용매 저항성의 특징을 갖는 다공성 세라믹 소재를 이용한 무기 멤브레인이 기체분리(수소 분리, 이산화탄소 분리 등), 액체 분리(수처리, 폐수처리, 유기용매 분리 등) 등 여러 가지 분야로 그 응용이 확대되고 있다. 본 논문에서는 다공성 세라믹 멤브레인의 소재, 제조 방법에 따른 멤브레인의 구조 제어 및 성능 평가에 관한 연구를 소개하고, 멤브레인의 세공 크기에 따른 구조, 멤브레인의 특성을 이용한 여러 가지 기체 분리 및 액체 분리에 관한 연구 동향을 정리하였다.

Lake Water Treatment using Ceramic Ultrafiltration Membrane System with Periodic Water-backflushing

  • Park, Jin-Yong;Kyung, Gee-Yong;Han, Song-Hee;Kim, Hyun-Woo;Lee, Hyuk-Chan
    • Korean Membrane Journal
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    • 제8권1호
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    • pp.50-57
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    • 2006
  • We treated lake water by ceramic ultrafiltration membranes and found the optimal backflushing period and trans-membrane pressure (TMP) of periodic water-backflushing system. The optimal filtration time interval at fixed BT = 3 sec was 30 for A002 membrane in all viewpoints of $J/J_0,\;R_f$, and $V_T$, and we could acquire the highest $V_T$ value in the membranes used here. However, the highest $V_T$ was acquired at FT = 60 sec for M9, and at FT = 90 sec for C005 membrane. Then the lower TMP reduced the membrane fouling during filtration of lake water, and could maintain the higher permeate flux compared with the initial flux. However, the largest value $V_T$ could be obtained at the highest TMP condition for M9 membrane at fixed FT = 60 sec and BT = 3 sec. The quality of treated water in our UF ceramic system was Turbidity = $0.20{\sim}4.88NTU$, $COD_{Mn} = 0.00{\sim}2.58 mg/L$, $TDS = l8{\sim}71 mg/L$, and $NH_3-N = 0.004{\sim}1.689 mg/L$.

금속/세라믹 중공사형 복합 한외여과막의 제조 (Preparation of Metal/Ceramic Composite Ultrafiltration Hollow Fiber Membranes)

  • 김인철;정보름;이동욱;박주영;권자영;이규호
    • 멤브레인
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    • 제19권1호
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    • pp.47-53
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    • 2009
  • 본 연구의 목적은 금속 중공사형 필터에 무기 입자를 코팅하여 금속/세라믹 복합 한외여과막을 제조하는 것이다. 직경이 2.0 mm이며 기공 크기가 $2{\sim}8{\mu}m$ 범위를 갖는 니켈 중공사 필터에 급냉건조법과 침지-건조법으로 실리카 졸과 티타니아 졸을 코팅하여 금속쎄라믹 복합 한외여과막을 제조하였다. SEM과 PMI 결과로부터 기공 크기가 50 nm 수준을 갖는 것을 확인하였다. 기공 크기는 입자 크기, 소성시간 및 온도에 따라 차이를 보였다.

팔라듐/세라믹 막반응기를 이용한 수성가스전환반응 (Water Gas Shift Reaction in Palladium/Ceramic Membrane Reactor)

  • 최태호;소원욱;김광제;문상진;형기우;조성효
    • 공업화학
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    • 제16권2호
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    • pp.282-287
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    • 2005
  • 팔라듐 분리막은 수소에 대한 선택적 투과성능이 우수하여 수소의 분리 정제와 막반응기에 많이 이용된다. 무전해 도금법에 의해 팔라듐을 다공성 세라믹막 표면위에 도금하고 내구성을 향상하기 위한 후처리로서 사염화 티탄($TiCl_4$)을 이용한 에칭으로 팔라듐-세라믹 복합막을 제조하였다. 제조된 팔라듐-세라믹 복합막을 막반응기로 이용하여 수성가스전환반응에 적용하였으며, 여러 가지 실험 변수에 따른 CO 전환율을 조사하였다. 막반응기를 사용하지 않은 전통적인 반응기와 비교한 결과, 적정조건에서 막반응기의 CO의 반응전환율이 20~25% 이상 향상되었다. 막반응기에서의 수성가스반응은 120 h의 운전 결과, CO의 반응전환율이 변함없이 안정적으로 유지되었다.

수처리용 나노스케일 다공성 세라믹 멤브레인 제조 (Fabrication of nanoporous ceramic membrane for water treatment)

  • 한혁수;이호준;류정호
    • 한국결정성장학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.77-81
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    • 2019
  • 최근 환경오염에 관한 문제가 대두됨에 따라서 친환경 수처리 공법에 관한 다양한 방법들이 논의되고 있다. 현재 시장을 주도하고 있는 고분자 멤브레인은 저가이나, 내화학성 및 내구성 측면에서 많은 문제점을 안고 있다. 이에 따라 친환경적이며 내구성, 내화학성이 뛰어난 세라믹 멤브레인의 기공 구조, 크기 및 표면 처리를 통하여 고효율의 수처리용 세라믹 멤브레인을 제작하였다. $ZrO_2$$TiO_2$의 균일한 코팅막 형성을 통하여 멤브레인의 기공 크기를 조절 하였다. 테입케스팅, 졸겔 공정법을 활용하여 멤브레인 표면에 성공적으로 나노기공을 가지는 세라믹 코팅막을 형성하였다. 세라믹 멤브레인의 미세조직 분석, 코팅막의 기공의 크기 분석을 진행하였으며 이에 대한 수처리 특성 변화를 관측하였다.

Properties of Synthesized Al2O3-CuO-ZnO/Ni Composite for Hydrogen Membranes

  • Rim, Saetbyol;Jung, Miewon
    • 한국세라믹학회지
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    • 제51권5호
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    • pp.477-480
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    • 2014
  • An $Al_2O_3$-CuO-ZnO (ACZ) precursor powder was synthesized by a facial sol-gel process using a nonionic surfactant span 80 as the chelating agent to improve the surface area and morphology. When creating a hydrogen membrane, several kinds of properties are required, such as easy dissociation of hydrogen molecules, fast hydrogen diffusion, high hydrogen solubility, and resistance to hydrogen embrittlement. ACZ-Ni composite membranes (cermet) were prepared with this precursor and pure Ni powder via the hot press sintering (HPS) method. The ACZ powder was characterized by XRD, BET, and FE-SEM. Hydrogen permeation experiments were performed by Sievert's type of hydrogen permeation membrane equipment. The hydrogen permeability of ACZ/Ni 10 wt% and ACZ/Ni 20 wt% was obtained as 7.2 and $10molm^{-2}s^{-1}$ at RT, respectively. These values of the corresponding membranes were slightly increased with increasing pressures.