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본 연구에서는 혼합 자일렌에서 에틸벤젠을 분리하기 위하여 제올라이트 분리막을 이용하였다. 마이크로웨이브 합성 온도에 변화를 주어 제조한 TS-1 제올라이트 결정을 알루미나 튜브에 성장시키기 위해 3-chloropropyltrimethoxysilane를 코팅 후 TS-1 nano seed를 안착시키고 마이크로웨이브 합성법을 이용한 2차 성장을 통해 3~4 mum의 두께를 가지는 얇은 TS-1 제올라이트 분리막을 제조하였다. 제조한 분리막을 이용하여 에틸벤젠/메타자일렌/파라자일렌이 혼합된 혼합 자일렌으로부터 에틸벤젠을 분리하였다. 마이크로웨이브 합성 온도가 증가할수록 제올라이트 결정의 크기가 비례하여 증가하였다. 또한 반응기의 온도가 200℃에서 가장 높은 투과 플럭스와 선택도를 가졌다. 가장 좋은 에틸벤젠 분리 성능을 보인 분리막은 마이크로웨이브 합성 온도가 170℃인 분리막이고 선택도 값은 2.64였다(에틸벤젠 투과 플럭스 : 1703.0 mol/m2·s·Pa).
In this study, separation of ethylbenzene from mixed xylene was performed by using TS-1 zeolite membrane. TS-1 zeolite membranes were prepared by microwave synthesis and changing the reaction temperature. MFI-type TS-1 membranes are synthesized on alumina tubes by functional coating using 3-chloropropyltrimethoxysilane (3CP-TMS). On top surface of interlayer, nano TS-1 crystals were seeded. To form interlayer, microwave-assisted growth of TS-1 zeolite was carried out and thin zeolite layers were produced. All of the prepared membranes are tested to separate ethylbenzene from mixed xylene at different operating temperatures. TS-1 membrane with zeolite seed synthesized at 170℃ compared to 120, 140℃ shows the best ethylbenzene separation at the operation temperature of 200℃ from ternary mixed xylene containing certain composition of ethylbenzene/p-xylene/m-xylene. (separation factor : 2.64, ethylbenzene flux : 1703.0 mol/m2·s·Pa).
