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본 연구는 GO (graphene oxide)를 활용한 기체 분리막 연구를 위해 PEBAX [poly(ether-block-amide)]에 GO를 첨 가하여 PEBAX-GO 고분자 복합막을 제조하고, 이 복합막을 통해 H2, N2, CH4, CO2에 대한 기체투과 특성을 연구하였다. 기 체투과 실험결과 PEBAX-GO 복합막에 대해 N2, CH4, CO2의 기체투과도는 GO 함량이 증가함에 따라 점차 감소하였다. 반면 H2의 기체투과도는 GO 함량이 증가함에 따라 증가하였고, GO 함량 30 wt%에서는 21.43 barrer로 단일막에 비하여 약 5 배가 증가하였는데 GO는 H2에 대해 다른 기체들에 비해 빠르고 선택적인 기체운송 channel로 더 용이하게 작용하였기 때문이다. 증가된 선택도(H2/N2)와 선택도(H2/CH4)는 투과기체 크기에 의한 확산선택도가, 증가된 선택도(CO2/N2)와 선택도 (CO2/CH4)는 CO2와 GO의 -COOH와의 친화성으로 용해선택성이 더 크게 영향을 미친 것으로 나타났다.
To study gas membrane using GO (graphene oxide), the PEBAX [poly(ether-block-amide)]-GO polymer composite membrane was prepared by adding GO to PEBAX. Through this composite membrane, gas permeation characteristics for H2, N2, CH4, and CO2 were studied. As a result of the gas permeation test, the permeability of N2, CH4, and CO2 to PEBAX-GO composite membranes gradually decreased as the GO content increased. On the other hand, the gas permeability of H2 increased with the increase of GO content, and it was 21.43 barrer at the GO content of 30 wt%, which was about 5 times higher than that of PEBAX membrane. This is because the GO was easier to operate with a fast and selective gas transport channel for H2 than other gases. The increased selectivity (H2/N2) and selectivity (H2/CH4) were influenced by the diffusion selectivity by the permeate gas size. The increased selectivity (CO2/N2) and selectivity (CO2/CH4) were more influenced by the solubility selectivity due to the affinity of CO2 and GO for -COOH.
Abstract
1. 서 론
2. 실 험
2.1. 시료 및 시약
2.2. PEBAX-GO 복합막 제조
2.3. 특성분석
2.4. 기체투과 실험
3. 결과 및 고찰
3.1. 복합막의 물리적 특성
3.2. 복합막의 기체투과 특성
4. 결 론
Reference
