$\require{mediawiki-texvc}$

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.

PBEM-PMMA-POEM 터폴리머 분리막의 합성, 분석 및 기체 분리 성능
Synthesis, Characterizations and Gas Separation Property of PBEM-PMMA-POEM Terpolymer Membranes 원문보기

멤브레인 = Membrane Journal, v.28 no.2, 2018년, pp.121 - 128  

박병주 (연세대학교 화공생명공학과) ,  김나운 (연세대학교 화공생명공학과) ,  박정태 (건국대학교 화학공학과) ,  김종학 (연세대학교 화공생명공학과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

세 가지의 다른 화학 성분으로 구성된 터폴리머는 기체분리막에 거의 활용되지 못하였다. 본 연구에서는 poly(2-[3-(2H-Benzotriazol-2-yl)-4-hydroxyphenyl] ethylmethacrylate)(PBEM), poly(oxyethylene methacrylate)(POEM), methyl methacrylate (MMA)로 구성된 터폴리머를 자유라디칼 중합법으로 합성하였고, 이를 기반으로 하여 이산화탄소/질소 분리를 위한 복합막 제조 공정을 개발하였다. 합성된 PBEM-PMMA-POEM 용액을 다공성 폴리설폰 지지체위에 코팅하여 복합막을 제조하였다. 성공적인 중합, 특성 및 구조분석을 위하여 푸리에 변환 적외선 분광학, X-ray 회절분석법, 열중량 분석 및 전계방사 주사전자 현미경을 사용하였다. PBEM-PMMA-POEM 터폴리머 분리막의 기체 투과도 및 이산화탄소/질소 선택도$25^{\circ}C$에서 측정하였다. 최고의 이산화탄소/질소 선택도는 30.2에 도달하였으며, 이산화탄소 투과도는 57.4 GPU ($1GPU=10^{-6}cm^3$(STP)/($s\;cm^2\;cmHg$))이었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Terpolymers, which are chemical compounds composed of three different chemical compounds, have rarely been utilized for gas separation membranes. In this study, we demonstrate a simple process to fabricate a composite membrane for $CO_2/N_2$ separation based on a terpolymer synthesized fr...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

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

제안 방법

  • FT-IR spectra of the synthesized copolymer were obtained in the frequency range from 4000 to 500 cm-1 with an Excalibur series FT-IR instrument (DIGLAB CO., Hannover, Germany) to confirm the successful polymerization. XRD patterns of the sample were collected at 30 kV and 15 mA for structural analysis.
  • In this work, we demonstrate a simple process to fabricate a composite membrane for CO2/N2 separation based on a terpolymer synthesized from PBEM, POEM, and methyl methacrylate (MMA) via free radical polymerization. A solution containing the as-synthesized PBEM-PMMA-POEM was coated onto a polysulfone (PSf) substrate.
  • The selectivity of the membrane was calculated by the ratio of the permeances of the gases, in this case, the permeability of the more permeable gas, CO2, was divided by that of the less permeable gas, N2. The gas permeance of the membrane was measured for 2 h using the individual gases to determine their steady-state performance, and the flowrate measurements were taken under pressures of 1 to 5 bar to investigate the effect of changes in pressure on the permeability and selectivity of the membrane.

대상 데이터

  • 2-[3-(2H-Benzotriazol-2-yl)-4-hydroxyphenyl] ethylmethacrylate (BEM, Mw = 323 g/mol), poly (oxyethylene methacrylate) (POEM), poly (ethyleneglycol)methylethermethacrylate, Mn = 500 g/mol), methyl methacrylate (MMA, 99%), azobisisobutyronitrile (AIBN), and poly[1-(trimethylsilyl)-1-propyne] (PTMSP) were purchased from Sigma Aldrich. N-hexane, cyclohexane, N,N-dimethylformamide (DMF), isopropyl alcohol (IPA), acetonitrile, methanol (MeOH, 99.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (23)

  1. S. Luo, Q. Liu, B. Zhang, J. R. Wiegand, B. D. Freeman, and R. Guo, "Pentiptycene-based polyimides with hierarchically controlled molecular cavity architecture for efficient membrane gas separation", J. Membr. Sci., 480, 20 (2015). 

  2. Y. Zhuang, J. G. Seong, Y. S. Do, H. J. Jo, Z. Cui, J. Lee, Y. M. Lee, and M. D. Guiver, "Intrinsically microporous soluble polyimides incorporating Troger's base for membrane gas separation", Macromolecules, 47, 3254 (2014). 

  3. R. W. Baker and B. T. Low, "Gas separation membrane materials: A perspective", Macromolecules, 47, 6999 (2014). 

  4. Y. Peng, Y. Li, Y. Ban, and W. Yang, "Two-dimensional metal-organic framework nanosheets for membrane-based gas separation", Angew. Chem. Int. Ed., 56, 9757 (2017). 

  5. L. Xiang, Y. Pan, G. Zeng, J. Jiang, J. Chen, and C. Wang, "Preparation of poly(ether-block-amide)/attapulgite mixed matrix membranes for $CO_2/N_2$ separation", J. Membr. Sci., 500, 66 (2016). 

  6. C. Sun, B. Wen, and B. Bai, "Application of nanoporous graphene membranes in natural gas processing: Molecular simulations of $CH_4/CO_2$ , $CH_4/H_2S$ and $CH_4/N_2$ separation", Chem. Eng. Sci., 138, 616 (2015). 

  7. C. H. Park, J. H. Lee, M. S. Park, and J. H. Kim, "Facilitated transport: basic concepts and applications to gas separation membranes", Membr. J., 27, 205 (2017). 

  8. K. W. Ki and S. W. Kang, "1-Butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate/ $Al_2O_3$ composite membrane for $CO_2$ separation", Membr. J., 27, 226 (2017). 

  9. L. Zhao, Y. Chen, B. Wang, C. Sun, S. Chakraborty, K. Ramasubramanian, P. K. Dutta, and W. S. W. Ho, "Multilayer polymer/zeolite Y composite membrane structure for $CO_2$ capture from flue gas", J. Membr. Sci., 498, 1 (2016). 

  10. Y. Zhang, X. Feng, S. Yuan, J. Zhou, and B. Wang, "Challenges and recent advances in MOF-polymer composite membranes for gas separation", Inorg. Chem. Front., 3, 896 (2016). 

  11. W. Ma, S. Rajabzadeh, A. R. Shaikh, Y. Kakihana, Y. Sun, and H. Matsuyama, "Effect of type of poly(ethylene glycol)(PEG) based amphiphilic copolymer on antifouling properties of copolymer/poly(vinylidene fluoride)(PVDF) blend membranes", J. Membr. Sci., 514, 429 (2016). 

  12. W. Wang, J. Lin, C. Cai, and S. Lin, "Optical properties of amphiphilic copolymer-based self-assemblies", Eur. Polym. J., 65, 112 (2015). 

  13. M. J. Derry, L. A. Fielding, and S. P. Armes, "Polymerization-induced self-assembly of block copolymer nanoparticles via RAFT non-aqueous dispersion polymerization", Prog. Polym. Sci., 52, 1 (2016). 

  14. B. Sarkar and P. Alexandridis, "Block copolymer-nanoparticle composites: Structure, functional properties, and processing", Prog. Polym. Sci., 40, 33 (2015). 

  15. W. S. Chi, S. J. Kim, S. J. Lee, Y. S. Bae, and J. H. Kim, "Enhanced performance of mixed-matrix membranes through a graft copolymer-directed interface and interaction tuning approach", Chem. Sus. Chem., 8, 650 (2015). 

  16. J. Y. Lim, C. S. Lee, J. M. Lee, J. M. Ahn, H. H. Cho, and J. H. Kim, "Amphiphilic block-graft copolymer templates for organized mesoporous $TiO_2$ films in dye-sensitized solar cells, J. Power Sources, 301, 18 (2016). 

  17. P. Sun, K. Wang, and H. Zhu, "Recent developments in graphene-based membranes: Structure, mass-transport mechanism and potential applications", Adv. Mater., 28, 2287 (2016). 

  18. S. Quan, Y. P. Tang, Z. X. Wang, Z. X. Jiang, R. G. Wang, Y. Y. Liu, and L. Shao, "PEG-imbedded PEO membrane developed by a novel highly efficient strategy toward superior gas transport performance", Macromol. Rapid Commun., 36, 490 (2015). 

  19. C. Zhang, P. Li, and B. Cao, "Effects of the side groups of the spirobichroman-based diamines on the chain packing and gas separation properties of the polyimides", J. Membr. Sci., 530, 176 (2017). 

  20. J. H. Lee, J. P. Jung, E. Jang, K. B. Lee, Y. S. Kang, and J. H. Kim. " $CO_2$ -philic PBEM-g-POEM comb copolymer membranes: Synthesis, characterization and $CO_2/N_2$ separation", J. Membr. Sci., 502, 191 (2016). 

  21. M. S. Islam, J. H. Yeum, and A. K. Das, "Synthesis of poly(vinyl acetate-methyl methacrylate) copolymer microspheres using suspension polymerization", J. Colloid Interface Sci., 368, 400 (2012). 

  22. A. Brunetti, F. Scura, G. Barbieri, and E. Drioli, "Membrane technologies for $CO_2$ separation", J. Membr. Sci., 359, 115 (2010). 

  23. P. Bernardo, E. Drioli, and G. Golemme, "Membrane gas separation: A review/state of the art", Ind. Eng. Chem. Res., 48, 4638 (2009). 

저자의 다른 논문 :

LOADING...

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

GOLD

오픈액세스 학술지에 출판된 논문

저작권 관리 안내
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