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본 연구에서는 PEBAX 2533에 합성된 PEI-GO@ZIF-8의 함량을 달리 첨가하여 혼합막을 제조하고 N2와 CO2의 투과 특성을 연구하였다. PEBAX/PEI-GO@ZIF-8 혼합막의 N2 투과도는 PEI-GO@ZIF-8 함량이 증가함에 따라 감소하였고, CO2 투과도는 PEI-GO@ZIF-8 함량에 따라 다른 경향을 보였는데 순수 PEBAX 막에서 PEI-GO@ZIF-8 0.1 wt%까지 CO2 투과도는 증가하다가 그 이후의 함량에서는 감소하였다. PEI-GO@ZIF-8 0.1 wt% 혼합막은 CO2 투과도 221.9 Barrer, CO2/N2 선택도는 60.0으로, 제조된 혼합막들 중 CO2 투과도와 CO2/N2 선택도가 향상되어 가장 높은 투과 특성을 보였고 Robeson upper-bound에 도달하는 결과를 얻었다. 이는 충진물이 PEBAX 내에 고루 분산되면서 CO2와 친화적인 상호작용을 하는 GO의 -COOH, -O-, -OH 작용기와 PEI에 결합된 아민기 그리고 CO2에 대해 gate-opening 현상이 일어나는 ZIF-8의 영 향 때문이다.
In this study, a mixed matrix membrane was prepared by varying the contents of PEI-GO@ZIF-8 synthesized in PEBAX 2533, and the permeation characteristics of N2 and CO2 were studied. The N2 permeability of the PEBAX/PEIGO@ ZIF-8 mixed matrix membrane decreased as the PEI-GO@ZIF-8 content increased, and the CO2 permeability showed different trends depending on the PEI-GO@ZIF-8 content. The CO2 permeability increased in pure PEBAX membrane up to PEBAX/PEI-GO@ZIF-8 0.1 wt%, but decreased at the subsequent content. The PEI-GO@ZIF-8 0.1 wt% mixed matrix membrane had a CO2 permeability of 221.9 Barrer and a CO2/N2 selectivity of 60.0, showing the highest permeation properties with improved CO2 permeability and CO2/N2 selectivity among the prepared mixed matrix membrane and we obtained a result that reached the Robeson upper-bound. This is due to the -COOH, -O-, and -OH functional groups of GO and the amine group bonded to PEI, which interact friendly with CO2, and the effect of ZIF-8, which causes gate-opening for CO2 while the fillers are evenly dispersed in PEBAX.
Abstract
1. 서 론
2. 실 험
2.1. 재료 및 시약
2.2. PEI-GO@ZIF-8의 합성
2.3. 혼합막 제조
2.4. 분석기기
2.5. 기체 투과 측정
3. 결과 및 고찰
3.1. 혼합막의 구조와 특성
4. 결 론
감 사
Reference
