$\require{mediawiki-texvc}$

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.

자유 라디칼 중합법을 활용한 CO2 기체분리용 PVA 기반 가지형 공중합체 복합막
PVA-based Graft Copolymer Composite Membrane Synthesized by Free-Radical Polymerization for CO2 Gas Separation 원문보기

멤브레인 = Membrane Journal, v.31 no.4, 2021년, pp.268 - 274  

박민수 (연세대학교 화공생명공학과) ,  김종학 (연세대학교 화공생명공학과) ,  라즈쿠마 파텔 (연세대학교 언더우드학부 융합과학공학부 에너지환경융합과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

지구 온난화 이슈에서 가장 고질적인 문제 중 하나는 온실가스의 배출이다. 다양한 온실 가스 중 가장 높은 비중을 차지하는 이산화탄소(CO2)는 이를 분리하기 위해 연구자들이 지속적으로 연구를 진행해오고 있다. 이러한 관점에서 본 연구에서는 이산화탄소 기체를 분리하기 위해 poly(vinyl alcohol) (PVA) 기반 공중합체를 제조하여 기체 분리막에 활용했다. 공중합체는 자유 라디칼 중합법을 활용했으며, 곁사슬을 위한 단량체로 아크릴산(acrylic acid)를 사용하여 PVA-g-PAA(VAA) 그래프트 공중합체를 제조했다. 본 공중합체를 이산화탄소 기체분리막에 적용한 사례는 최초이며, 폴리설폰 지지체에 복합막 형태로 제조했다. 공중합체 합성 결과는 FT-IR을 통해, 합성한 공중합체 의 거동은 TEM과 DSC, TGA를 통해 분석하였다. AA 그래프팅을 통해 공중합체는 나노 구조를 형성하며, PVA의 결정화도를 급격하게 감소시켜 이산화탄소의 용해도를 증가시켰고, 이는 이산화탄소 기체 분리 성능을 향상시켰다. 이를 통해 이산화탄소 분리막 분야에 용액-확산 및 그래프팅 방법이라는 새로운 접근법을 제시하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

One of the chronic problems in the issue of global warming is the emission of greenhouse gases. Carbon dioxide (CO2), which accounts for the highest proportion of various greenhouse gases, has been continuously researched by humans to separate it. From this point of view, a poly(vinyl alcohol) (PVA)...

주제어

#free-radical polymerization   #solution-diffusion   #gas separation membrane   #carbon dioxide  

참고문헌 (34)

  1. C. Mitchell, "THE ENGLAND AND WALES NON-FOSSIL FUEL OBLIGATION: History and Lessons", Annu. Rev. Energ. Environ. 25, 285 (2000). 

  2. M. Wik and I. Renberg, "Environmental records of carbonaceous fly-ash particles from fossil-fuel combustion", J. Paleolimn. 15, 193 (1996). 

  3. K.-H. Erb, S. Gingrich, F. Krausmann and H. Haberl, "Industrialization, Fossil Fuels, and the Transformation of Land Use", J. Ind. Ecol. 12, 686 (2008). 

  4. R. J. Andres, D. J. Fielding, G. Marland, T. A. Boden, N. Kumar and A. T. Kearney, "Carbon dioxide emissions from fossil-fuel use, 1751-1950", Tellus B, 51, 759 (1999). 

    상세보기

  5. R. Heede, "Tracing anthropogenic carbon dioxide and methane emissions to fossil fuel and cement producers, 1854-2010", Clim. Change, 122, 229 (2014). 

    상세보기

  6. N. Apergis and J. E. Payne, "Renewable energy, output, CO2 emissions, and fossil fuel prices in Central America: Evidence from a nonlinear panel smooth transition vector error correction model", Energy Econ. 42, 226 (2014). 

    상세보기

  7. S. C. Moser, "Communicating climate change: history, challenges, process and future directions", WIREs Clim. Change, 1, 31 (2010). 

  8. W. P. Nel and C. J. Cooper, "Implications of fossil fuel constraints on economic growth and global warming", Energy Policy, 37, 166 (2009). 

    상세보기

  9. M. Lazarus and H. van Asselt, "Fossil fuel supply and climate policy: exploring the road less taken", Clim. Change, 150, 1 (2018). 

    상세보기

  10. K. Sumida, D. L. Rogow, J. A. Mason, T. M. McDonald, E. D. Bloch, Z. R. Herm, T.-H. Bae and J. R. Long, "Carbon Dioxide Capture in Metal -Organic Frameworks", Chem. Rev. 112, 724 (2012). 

  11. M. D. Burkart, N. Hazari, C. L. Tway and E. L. Zeitler, "Opportunities and Challenges for Catalysis in Carbon Dioxide Utilization", ACS Catal. 9, 7937 (2019). 

    상세보기

  12. P. Pullumbi, F. Brandani and S. Brandani, "Gas separation by adsorption: technological drivers and opportunities for improvement", Curr. Opin. Chem. Eng. 24, 131 (2019). 

  13. P. Li and F. Handan Tezel, "Adsorption separation of N 2 , O 2 , CO 2 and CH4 gases by β-zeolite", Micropor. Mesopor. Mat. 98, 94 (2007). 

  14. M. C. Garcia-Payo, C. A. Rivier, I. W. Marison and U. von Stockar, "Separation of binary mixtures by thermostatic sweeping gas membrane distillation: II. Experimental results with aqueous formic acid solutions", J. Membr. Sci. 198, 197 (2002). 

    상세보기

  15. C. A. Rivier, M. C. Garcia-Payo, I. W. Marison and U. von Stockar, "Separation of binary mixtures by thermostatic sweeping gas membrane distillation: I. Theory and simulations", J. Membr. Sci. 201, 1 (2002). 

    상세보기

  16. D. F. Sanders, Z. P. Smith, R. Guo, L. M. Robeson, J. E. McGrath, D. R. Paul and B. D. Freeman, "Energy-efficient polymeric gas separation membranes for a sustainable future: A review", Polymer, 54, 4729 (2013). 

    상세보기

  17. H. A. Mannan, H. Mukhtar, T. Murugesan, R. Nasir, D. F. Mohshim and A. Mushtaq, "Recent Applications of Polymer Blends in Gas Separation Membranes", Chem. Eng. Technol. 36, 1838 (2013). 

    상세보기

  18. T.-H. Bae, J. S. Lee, W. Qiu, W. J. Koros, C. W. Jones and S. Nair, "A High-Performance Gas-Separation Membrane Containing Submicrometer-Sized Metal-Organic Framework Crystals", Angew. Chem.-Int. Edit. 49, 9863 (2010). 

  19. D. De Meis, M. Richetta and E. Serra, "Microporous Inorganic Membranes for Gas Separation and Purification", Interceram-Int. Ceram. Rev. 67, 16 (2018). 

  20. H. Cong, M. Radosz, B. F. Towler and Y. Shen, "Polymer-inorganic nanocomposite membranes for gas separation", Sep. Purif. Techn. 55, 281 (2007). 

  21. A. B. Shelekhin, E. J. Grosgogeat and S.-T. Hwang, "Gas separation properties of a new polymer/inorganic composite membrane", J. Membr. Sci. 66, 129 (1992). 

    상세보기

  22. P. S. Goh, A. F. Ismail, S. M. Sanip, B. C. Ng and M. Aziz, "Recent advances of inorganic fillers in mixed matrix membrane for gas separation", Sep. Purif. Techn. 81, 243 (2011). 

  23. S. Tul Muntha, A. Kausar and M. Siddiq, "Progress in Applications of Polymer-Based Membranes in Gas Separation Technology", Polym.-Plast. Technol. Eng. 55, 1282 (2016). 

    상세보기

  24. Y. Wang, J. Wang, X. Zhang, J. Li and L. Li, "Polyvinylamine/ZIF-8-decorated metakaolin composite membranes for CO2/N2 separation", Sep. Purif. Techn. 270, 118800 (2021). 

  25. Q. Wang, F. Huang, C. J. Cornelius and Y. Fan, "Carbon molecular sieve membranes derived from crosslinkable polyimides for CO 2 /CH 4 and C 2 H 4 /C 2 H 6 separations", J. Membr. Sci. 621, 118785 (2021). 

  26. W. Jiao, Y. Ban, Z. Shi, X. Jiang, Y. Li and W. Yang, "Gas separation performance of supported carbon molecular sieve membranes based on soluble polybenzimidazole", J. Membr. Sci. 533, 1 (2017). 

    상세보기

  27. X. Li, K. Li, S. Tao, H. Ma, R. Xu, B. Wang, P. Wang and Z. Tian, "Ionothermal synthesis of LTA-type aluminophosphate molecular sieve membranes with gas separation performance", Micropor. Mesopor. Mat. 228, 45 (2016). 

  28. W. Guo, S. M. Mahurin, S. Wang, H. M. Meyer, H. Luo, X. Hu, D.-e. Jiang and S. Dai, "Ion-gated carbon molecular sieve gas separation membranes", J. Membr. Sci. 604, 118013 (2020). 

    상세보기

  29. D. E. Gottschlich, D. L. Roberts and J. D. Way, "A theoretical comparison of facilitated transport and solution-diffusion membrane modules for gas separation", Gas Sep. Purif. 2, 65 (1988). 

    상세보기

  30. A. I. Akhmetshina, N. R. Yanbikov, A. A. Atlaskin, M. M. Trubyanov, A. Mechergui, K. V. Otvagina, E. N. Razov, A. E. Mochalova and I. V. Vorotyntsev, "Acidic Gases Separation from Gas Mixtures on the Supported Ionic Liquid Membranes Providing the Facilitated and Solution-Diffusion Transport Mechanisms", Membranes, 9, 9 (2019). 

    상세보기

  31. R. Bounaceur, E. Berger, M. Pfister, A. A. Ramirez Santos and E. Favre, "Rigorous variable permeability modelling and process simulation for the design of polymeric membrane gas separation units: MEMSIC simulation tool", J. Membr. Sci. 523, 77 (2017). 

    상세보기

  32. M. Washim Uddin and M. -B. Hagg, "Effect of monoethylene glycol and triethylene glycol contamination on CO 2 /CH 4 separation of a facilitated transport membrane for natural gas sweetening", J. Membr. Sci. 423-424, 150 (2012). 

  33. H. Zhou, J. Xie and S. Ban, "Insights into the ultrahigh gas separation efficiency of Lithium doped carbon nanotube membrane using carrier-facilitated transport mechanism", J. Membr. Sci. 493, 599 (2015). 

    상세보기

  34. D. Wu, C. Sun, P. K. Dutta and W. S. Winston Ho, "SO 2 interference on separation performance of amine-containing facilitated transport membranes for CO 2 capture from flue gas", J. Membr. Sci. 534, 33 (2017). 

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

GOLD

오픈액세스 학술지에 출판된 논문

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

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