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표면 개질한 다공성 금속 지지체에 초음파 분무 열분해법을 이용하여 silica막을 합성하고, 고온 기체 선택 투과 분리 특성을 조사하였다. Tetraethyl orthosilicate (TEOS)를 전구체로 하여 지지체 세공을 통한 감압 진공을 하면서 873K에서 표면에 defect 없이 균일한 양질의 silica막이 형성되었다. 투과 온도 523 K에서 silica막의 수th/질소 및 수증기/메탄을 분리 계수가 각각 17 및 16 정도의 우수한 선택 투과 성능을 나타냈다. 다공성 금속 지지체의 불균일한 기공에 silica 분체 및 γ-alumina층을 중간층으로 도입하고, 그 위에 열분해법에 의한 silica를 합성한 결과, Knudsen 확산에 의한 투과 영역의 세공이 완전히 제거되어 높은 수소 및 수증기 선택성을 가지는 복합 막이 형성되었다.
Silica membranes were prepared on a porous metal sheet by ultrasonic spray pyrolysis method for gas separation at high temperatures. In order to improve the permselectivity, silica was deposited in the sol-gel derived silica/γ-alumina intermediate layer by pyrolysis of tetraethyl orthosilicate (TEOS) at 873 K. The pyrolysis with forced cross flow through the porous wall of the support was very effective in plugging mesopores, Knudsen diffusion regime, that were left unplugged in the membranes. At permeation temperature of 523 K, the silica/alumina composite membrane showed H2/N2 and water/methanol selectivity as high as 17 and 16, respectively, by molecular sieve effect.
