[논문]올레핀/파라핀 분리를 위한 poly(ethylene oxide)/AgBF4/Al(NO3)3/Ag2O 복합체 분리막

정수영; 강상욱

doi:10.14579/membrane_journal.2017.27.4.313

올레핀/파라핀 분리를 위한 poly(ethylene oxide)/AgBF4/Al(NO3)3/Ag2O 복합체 분리막
Poly(ethylene oxide)/AgBF4/Al(NO3)3/Ag2O Composite Membrane for Olefin/Paraffin Separation 원문보기

멤브레인 = Membrane Journal, v.27 no.4, 2017년, pp.313 - 318

정수영 (상명대학교 자연과학대학 화학과) , 강상욱 (상명대학교 자연과학대학 화학과)

초록
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올레핀/파라핀 분리를 위해 $Poly(ethylene oxide)(PEO)/AgBF_4/Al(NO_3)_3/Ag_2O$ 복합막이 제조되었으며, $Ag_2O$가 도입되었을 때, 복합체 분리막의 초기성능은 선택도 13.7과 투과도 21.7 GPU로 관찰되었다. $PEO/AgBF_4/Al(NO_3)_3$ 분리막의 성능(선택도 13와 투과도 7.5 GPU)에 비해서 초기성능이 증가한 이유는 $Ag_2O$의 첨가로 인한 Ag ion의 활성도 증가로 생각되었다. 하지만 시간에 따른 성능저하 현상이 관찰되었는데 이는 고분자 matrix인 PEO 때문인 것으로 생각되었다. PEO 고분자는 $Ag_2O$ 입자를 안정화 시킬 수 없기 때문에 용매가 증발하면서 $Ag_2O$ 입자끼리 뭉치게 되고, $Ag_2O$가 barrier 역할을 하게 돼서 시간이 지나면 투과도가 감소하는 것으로 분석되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

For the separation of olefins/paraffins, $Poly(ethylene oxide)(PEO)/AgBF_4/Al(NO_3)_3/Ag_2O$ composite membranes were prepared. When $Ag_2O$ was introduced, the initial selectivity and permeance of composite membranes were observed to be 13.7 and 21.7 GPU, respectively. The increase in performance compared to the initial performance of $PEO/AgBF_4/Al(NO_3)_3$ membrane (selectivity 13 and permeance 7.5 GPU) was thought to be due to the increase of Ag ion activity due to the addition of $Ag_2O$. However, performance degradation over time was observed, which was thought to be due to the polymer matrix PEO. Since the PEO polymer could not stabilize the $Ag_2O$ particles, the $Ag_2O$ particles becmae aggregated together as the solvent evaporates, and $Ag_2O$ acts as a barrier. As a result, the permeance decreases over time.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이번 연구에서 우리 연구팀은 PEO의 경우 chain flexibility가 높아 기존 PVP 보다 투과도가 더 높아질 것으로 예상하여, PEO/AgBF₄/Al(NO₃)₃막에 Ag₂O을 사용함으로써 분리 성능을 증가시키고자 하였다.

제안 방법

PEO/AgBF₄/Al(NO₃)₃/Ag₂O 복합체에서 Ag₂O과 다른 이온들 간의 상호작용을 Raman spectroscopy로 분석하였다. Fig.

대상 데이터

기존의 PVP/AgBF₄/Al(NO₃)₃/Ag₂O막의 성능이 좋았던 것을 참고하여, 투과도를 높이기 위해 permeable한 특성을 갖는 PEO를 사용하여 실험을 진행하였다. 그 결과 PVP/AgBF₄/Al(NO₃)₃/Ag₂O막의 성능이 선택도 13.
실험에 사용한 고분자는 poly(ethylene oxide)(PEO, Mw 900,000 g/mol)이고, silver tetrafluoroborate (AgBF₄, purity 98%)와 Aluminium nitrate nonahydrate (Al(NO₃)₃⋅9H₂O, 98% purity), silver (I) oxide (Ag₂O, 99% purity) 모두 Sigma-Aldrich사에서 구입하였다. 고분자 분리막을 만들기 위해 polysulfone (Toray Chemical Korea Inc.

성능/효과

하지만 ether 구조를 갖는 PEO는 입자 안정제 역할을 하지 못하게 된다. 이러한 결과들로부터 고분자/은염/알루미늄염 전해질 분리막의 성능을 향상시키기 위한 첨가제로서 나노입자를 사용할 경우 amide 그룹을 가진 polymer가 matrix로 사용되어야 한다는 결론을 도출하였다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	올레핀은 어떻게 제조되는가?	대부분의 올레핀은 에테인, 프로페인, 나프타, 기체오일의 증류 크래킹으로 제조가 되고 있다[1-2]. 이러한 제조 방법은 올레핀을 효율 높게 분리하지 못하는 것으로 알려져 있기 때문에 올레핀/파라핀을 분리하기 위한 더 효과적인 방법들로 에너지를 절약하고자 하는 방법들이 널리 연구되고 있다.
	촉진수송의 특징은 무엇인가?	특히 촉진수송 분리막은 크래킹이나 수많은 단계를 거치는 증류방법의 대안적인 방법이 될 수 있는 것으로 관심을 받고 있다[8]. 촉진수송의 특징은 선택도와 투과도가 특정한 운반체에 의해서 모두 증가할 수 있다는 점이다[9-12].
	PVP/AgBF4/Al(NO3)3 복합막에 Ag2O 나노입자를 첨가하면 어떻게 되는가?	따라서 기존 연구에서는 분리성능을 높이기 위해 Ag2O 나노입자를 PVP/AgBF4/Al(NO3)3 복합막에 첨가하는 연구가 진행되었다. Ag이온과 Ag2O의 산소의 상호작용은 Ag ion이 olefin carrier로서 활성이 높아지기 때문에 성능이 증가하는 것으로 보고되었다[27].

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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