본 연구에서는 높은 이산화탄소 투과성과 선택성을 가지는 미세다공성 고분자 PIM-1을 합성하고, 나노미터 수준 에서 두께를 정밀하게 조절할 수 있는 water casting 기법을 적용하여 박막복합막을 제조하였다. 제조된 분리막의 성능을 평 가하기 위해 FTIR-ATR, BET, GPC, XRD, TEM-EDS 등의 분석을 수행하였으며, 기체 투과 시험을 통해 CO2/N2 선택성과 투과도를 측정하였다. 연구 결과, 본 연구에서 제조된 박막복합막은 2700 GPU 이상의 CO2 투과도와 약 25의 CO2/N2 선택도 를 나타내며, 기존의 PIM-1 기반 분리막보다 우수한 성능을 보였다. 이를 통해 water casting 기법을 이용한 PIM-1 기반 분리 막이 경제적이고 효율적인 이산화탄소 분리 기술로 활용될 가능성을 제시하였다.

수면전개 혼합적층막의 기체투과계수는 PS의 혼합비율이 증가함에 따라, 분리계수는 PVC의 환합비율이 증가함에 따라 증가하였다. 기체투과기구는 PS의 혼합비율이 감소함에 따라 Poiseuile-Knudsen 모델에서 solution-diffusion모델로 전이하였다. 한편 혼합박막의 구조는 공기면측에 소수성의 PS가, 수면측에는 친수성인 PVC가 배향된 직렬혼합구조였으며, 기체투과거동은 series model을 따랐다

본 연구는 수면전개법으로 고분자 박막을 제조하기 위한 연구로서 PVC 및 CA의 고분자용액의 수면전개 거동과 생성된 박막의 구조특성을 검토하였다. 고분자용액의 수면전개성은 고분자용액의 용매선정에 따른 표면장력, 점도의 변화와 고분자의 농도변화에 따라 영향을 받았다. 또한 수면온도가 증가함에 따라 전개성은 저하되었다. 수면전개 박막의 구조는 고분자농도가 증가할수록 치밀하여 졌으며, 막의 응집상태는 공기면측과 수면측이 다르게 나타나 공기면측의 상태가 다소 치밀하였다. 또한 수면의 온도가 증가할수록 막의 구조는 더 치밀함을 보였다. 한편 3 wt.%의 CA용액으로부터 0.1μ의 두께를 갖는 박막을 얻었다.