20 여 가지의 형태의 제올라이트 중에서 8-membered ring (8 MR) 구조를 지닌 제올라이트를 다공성 지지층 위에 연속적인 분리막 형태로 제작하고자 한다. 이 때, 궁극적인 분리막의 사용처에 해당되는 배가스 및 바이오가스 조건에서 이산화탄소를 분리하는 데 적합하도록 설계한 제올라이트 분리막에 대해 기술하고자 한다. 특히, 10% 정도의 수분에 의한 악영향을 최소화할 수 있는 방법에 대해 발표하고자 한다.

분자체(molecular sieve)로 알려진 제올라이트 분리막 중에 8-membered ring(8 MR) 구조를 지닌 제올라이트를 다공성 지지층 위에 연속적인 분리막 형태로 제작하고자 한다. 8 MR 구조 중에서도 소수성을 띠는 제올라이트 기반으로 높은 이산화탄소 선택적인 분리 능력을 보이고자 한다. 특히, 이산화탄소를 분자 크기가 큰 질소나 메탄으로부터 분리하는 게 아니라, 도전적인 과제로서 수분이 존재하는 feed 조건에서 높은 이산화탄소 분리 능력을 지닐 수 있도록 분리막을 제작하고자 한다. 이번 발표에서는 최근에 얻은 제올라이트 분리막을 만드는 방법과 그 방법으로 제작한 제올라이트 분리막의 이산화탄소 분리능력에 대해 발표하고자 한다.

A ZIF-8 membrane was prepared via counter diffusion method. To control the diffusion rate, two supports with different pore structure were employed, conventional and modified α-Al2O3 disc; disc A and disc B. The ZIF-8 membranes are derived their name from the supports; ZIF-8-A and ZIF-8-B. While ZIF-8-A was grown at the surface of the disc A, ZIF-8-B was grown inside the disc B. At 200°C, ZIF-8-A and -B exhibited H2/CO2 separation factor (SF) of 6.69 and 8.21. In long-term thermal stability tests, both ZIF-8-A and -B were withstood their properties at 200 and 250°C for 72 h. At 300°C, SF of ZIF-8-A fell after ~2 h, however, that of ZIF-8-B dropped after ~10 h. To sum up these features, ZIF-8-B showed higher H2 selectivity and thermal stability than ZIF-8-A, since ZIF-8 membrane was synthesized inside of the support.