$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

표면개질 알루미나막의 증기투과에 의한 알코올의 분리
Separation of Alcohol/water Mixtures with Surface-modified Alumina Membrane in Vapor Permeation 원문보기

멤브레인 = Membrane Journal, v.10 no.3, 2000년, pp.121 - 129  

이상인 (강원대학교 공과대학 화학공학과) ,  오한기 (강원대학교 공과대학 화학공학과) ,  이광래 (강원대학교 공과대학 화학공학과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

높은 선택도와 투과도를 가진 분리막이 요구되지만 선택도가 높은 막은 투과도가 낮은 것이 일반적이다. 본 연구에서는 적절한 선택도를 유지하면서 높은 투과도를 갖는 분리막을 제조하기 위하여 다공성 알루미나막을 실란커플링제로 코팅하였다. 코팅된막에 대한 물의 접촉각은 90$^{\circ}$ 이상이었으며, 큰 소수성을 가짐을 의미하기 때문에 에탄올, 이소프로판올, 부탄을 수용액의 농축을 위한 증기투과실험을 수행하였다. 공급액중의 알코을 농도가 증가함에 따라 투과도가 증가하였으며, 이는 물에 비하여 코팅된 막에 대한 에탄올, 이소프로판올, 부탄올의 친화도가 크기 때문으로 판단된다. 코팅된 알루미나막의 투과도는 고분자막의 투과도에 비하여 20~1000배로 크게 나타났다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The membrane requires both high in selectivity and flux. However, the permselective membrane has low flux. In this study, the porous alumina membrane was coated with silane coupling agent in order to enhance the flux with proper selectivity. The contact angle of water to the surface-modified alumina...

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

제안 방법

  • 4(rc에서 증기투과에 의한 에탄올 수용액, 이소프 로판올 수용액, 부탄올 수용액의 분리 특성에 대하여 표면을 소수성으로 개질한 알루미나 막으로 실험한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
  • 공급액의 농도는 초순수로 희석하여 조절하였다. 40℃에서 ethanol, isopropanol, n-butanol 각각에 대해 실험을 수행하여 공급액의 농도에 따른 투과 플럭스와 선택도를 조사하였다. 공급 탱크에 담긴 액체와 증기가 평형에 도달하고 막과 증기가 평형에 도달하도록 최소 3시간 이상 방치 후 투과 실험을 행하였다.
  • 투과 플럭스는 투과 물의 무게로 계산하였다. Ethanol, isopropanol, n-butanol 농도는 가스 크로마토그래피 (SHIMADZU GC-14B)를 사용하여 분석하였다. Detector는 TCD를 사용하였으며, 컬럼은 Porapak Q를 사용하였다.
  • 투과 부에서 투과된 증기의 응축을 위해 cold trap bath(제이오텍(주), CTB-20X 사용하였고, -70℃를 유지하였다 투과 부의 진공은 진공펌프(SINKU KIK0 사, G-100)를 사용하였으며, 투과 실험을 하는 동안 투과 부의 압력은 U-manometer를 사용하여 측정하였고 압력은 2torr 이하로 유지하였다. 건조기를 설치하여 대기 중의 수분이 cold trap 내에 응축되는 것을 방지하였다. 증기 투과 실험에 사용된 표면 개질 알루 미나 막의 규격과 재질을 Table 1에 나타내었다
  • 40℃에서 ethanol, isopropanol, n-butanol 각각에 대해 실험을 수행하여 공급액의 농도에 따른 투과 플럭스와 선택도를 조사하였다. 공급 탱크에 담긴 액체와 증기가 평형에 도달하고 막과 증기가 평형에 도달하도록 최소 3시간 이상 방치 후 투과 실험을 행하였다. 투과 플럭스는 투과 물의 무게로 계산하였다.
  • 다공성 지지 막은 동서(주)로부터 구입한 알루미나 (AhQs) 막을 사용하였다. 알루미나 막의 표면이 소수성을 띠게 하기 위해 silane coupling agent로 코팅하였다. 코팅 전 순수 알루미나 막 표면의 불순물을 제거하기 위해 acetone으로 세척하여 건조하였다.
  • 에탄올과 이소프로판올은 물에 완전히 용해되지만, 부탄올의 용해도는 9.1wt%이기 때문에 공급액의 부 탄 올 농도를 용해도보다 낮은 9wt%까지 변화시키면서 투과속도를 측정하였다. 40℃에서 부탄올(r「butanol, CH3(CH2)3OH) 수용액 feed의 조성에 따른 투과속도를 Fig.
  • 증기투과에 사용함으로서 투과 플럭스를 증대하려는 방향으로 연구가 수행되고 있다. 일반적으로 비다 공성 고분자막을 사용한 증기투과는 투과 플럭스가 상당히 작기 때문에, 본 연구에서는 투과 플럭스의 향상을 위해 기공 크기가 0.12㎛인 알루 미나 막을 지지체로 하여 소수성인 silane coupling agent로 코팅함으로써 소수성을 띠는 알루미나 막을 제조하였으며, 이 표면 개질한 알루미나 막을 통한 알코올 수용액의 투과 특성을 조사하였다.
  • 표면 개질 알루미나 막을 통해 투과된 증기는 cold trap에서 수집되었다. 투과 부에서 투과된 증기의 응축을 위해 cold trap bath(제이오텍(주), CTB-20X 사용하였고, -70℃를 유지하였다 투과 부의 진공은 진공펌프(SINKU KIK0 사, G-100)를 사용하였으며, 투과 실험을 하는 동안 투과 부의 압력은 U-manometer를 사용하여 측정하였고 압력은 2torr 이하로 유지하였다. 건조기를 설치하여 대기 중의 수분이 cold trap 내에 응축되는 것을 방지하였다.
  • 공급 탱크에 담긴 액체와 증기가 평형에 도달하고 막과 증기가 평형에 도달하도록 최소 3시간 이상 방치 후 투과 실험을 행하였다. 투과 플럭스는 투과 물의 무게로 계산하였다. Ethanol, isopropanol, n-butanol 농도는 가스 크로마토그래피 (SHIMADZU GC-14B)를 사용하여 분석하였다.
  • 표면 개질한 소수성 알루미나 막을 이용하여 세 가지 알코올(ethanol, isopropanol, n-butanol)수용액의 증 기투과(vapor permeation) 특성과 제조한 막의 분리성능을 조사하였다.

대상 데이터

  • 다공성 지지 막은 동서(주)로부터 구입한 알루미나 (AhQs) 막을 사용하였다. 알루미나 막의 표면이 소수성을 띠게 하기 위해 silane coupling agent로 코팅하였다.
  • hr이었고, 선택도(a H2O/IPA)는 60~410이었다. 본 실험에 사용한 표면 개질 알루미나 막에 대한 이소프로판올의 플럭스는 0.68-3.07kg/m2・h이었고, 선택도( owa/hzo)는 0.6~6.9이었다. 본 실험에 사용한 표면 개질 알루미나 막으로 실험한 결과 고분자막에 비하여 이소프로판올의 투과속도 가 450 ~ 550배 이상의 향상을 보였다.
  • 세종류의 알코올(ethanol, isopropanol, n-butanol), silane coupling agent는 Aldrich로부터 구입하였으며, chloroforme Junsei Chemical사 제품을 그대로 사용하였다. 실험에 사용된 물은 초순수 제조기(Milli-Q UF plus)로부터 만들어진 초순수를 사용하였다.
  • 세종류의 알코올(ethanol, isopropanol, n-butanol), silane coupling agent는 Aldrich로부터 구입하였으며, chloroforme Junsei Chemical사 제품을 그대로 사용하였다. 실험에 사용된 물은 초순수 제조기(Milli-Q UF plus)로부터 만들어진 초순수를 사용하였다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

저자의 다른 논문 :

섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로