논문 상세보기

수소분리를 위한 Polyetherimide계 고분자 중공사막의 제조 및 기체투과 특성 KCI 등재

Preparation and Gas Permeation Characteristics of Polyetherimide Hollow Fiber Membrane for the Application of Hydrogen Separation

  • 언어KOR
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/412068
구독 기관 인증 시 무료 이용이 가능합니다. 4,800원
멤브레인 (Membrane Journal)
한국막학회 (The Membrane Society Of Korea)
초록

본 연구에서는 비용매 유도 상분리법을 이용하여 폴리에테르이미드 계열의 중공사형 분리막을 제조하였다. 제조 된 중공사막의 모폴로지 조절을 위해 첨가제로는 THF, Ethanol, LiNO3를 사용하였다. 또한 높은 수소분리막의 개발을 위해 모폴로지와 기체투과성능을 특성평가를 통해 방사조건을 최적화하였다. 그 결과 THF의 함량이 증가할수록 수소/이산화탄소 선택도가 증가하였다. 하지만 trade-off 관계로 인하여 투과율은 감소하였다. Ethanol을 첨가하였을 때는 finger-like 구조를 나타냈고, LINO3를 첨가하였을 때 Sponge 구조를 보였다. 특히, PDMS 코팅층을 최적화한 중공사막의 경우, 투과율은 40 GPU, 수소/이산화탄소 선택도는 5.6을 나타냈다.

In this study, polyetherimide-based hollow fiber membranes were manufactured using the NIPS (nonsolvent induced phase separation) method. THF, Ethanol, and LiNO3 were used as additives to control the morphology of the PEI-hollow fiber membranes. Furthermore, for the development of a high hydrogen separation membrane, the spinning conditions were optimized through the characterization of SEM and gas permeance. As a result, as the content of THF increased, the hydrogen/carbon dioxide selectivity increased. However, the permeance decreased due to the trade-off relationship. When ethanol was added, a finger-like structure was shown, and when LiNO3 was added, a sponge structure was shown. In particular, in the case of a hollow fiber membrane with an optimized PDMS coating layer, the permeance was 40 GPU and the hydrogen/carbon dioxide selectivity was 5.6.

목차
요 약
Abstract
1. 서 론
2. 실 험
    2.1. 재료 및 시약
    2.2. PEI 중공사막 제조
    2.3. 특성평가
3. 실험결과 및 고찰
    3.1. 점도측정
    3.2. 기체분리막의 모폴로지(morphology)
    3.3. 기계적 특성 평가
    3.4. 기체분리막의 순수 기체 투과율 (Permeance) 측정
4. 결 론
Reference
저자
  • 권현웅(경상국립대학교 고분자공학과) | Hyeon Woong Kwon (Department of Polymer Science & Engineering, School of Materials Science & Engineering, Gyeongsang National University)
  • 임광섭(경상국립대학교 나노신소재융합공학과) | Kwang Seop Im (Department of materials Engineering and Convergence Technology, Gyeongsang National University)
  • 김지현(경상국립대학교 나노신소재융합공학과) | Ji Hyeon Kim (Department of materials Engineering and Convergence Technology, Gyeongsang National University)
  • 김성헌(경상국립대학교 나노신소재융합공학과) | Seong Heon Kim (Department of materials Engineering and Convergence Technology, Gyeongsang National University)
  • 김도형(경상국립대학교 그린에너지융합연구소) | Do Hyeong Kim (Research Institute for Green Energy Convergence Technology, Gyeongsang National University)
  • 남상용(경상국립대학교 고분자공학과/경상국립대학교 나노신소재융합공학과/경상국립대학교 그린에너지융합연구소) | Sang Yong Nam (Department of Polymer Science & Engineering, School of Materials Science & Engineering, Gyeongsang National University/Department of materials Engineering and Convergence Technology, Gyeongsang National University/Research Institute for Green Energy Convergence Technology, Gyeongsang National University) Corresponding author