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본 연구에서는 기공의 크기가 큰 다공성 지지체를 $3{\sim}4{\mu}m$, 150 nm의 크기를 갖는 ${\alpha}$-알루미나 입자를 물과 실리카-지르코니아 용액에 각각 분산시키는 방법으로 표면 개질을 하였다. $3{\sim}4{\mu}m$ 크기의 알루미나 입자가 분산된 용액을 이용하여 금속 지지체 및 알루미나 지지체에 코팅하였을 때, 코팅횟수가 증가할수록 지지체의 표면의 큰 기공이 감소하였고, 여기에 150 nm 크기의 알루미나 입자가 분산된 용액으로 추가 코팅을 하면 작은 크기의 알루미나 입자가 기공 사이사이에 들어가면서 지지체를 좀 더 매끄럽게 개질하는 역할을 하는 것을 확인하였다. 특히 실리카-지르코니아 용액을 분산매로 하여 표면 개질을 한 경우, 알루미나 입자가 실리카-지르코니아 층에 촘촘하게 박힌 모양으로 고정이 되어 지지체 개질에 효과적임을 확인하였다. 이러한 방법으로 제조된 실리카-지르코니아 분리막의 기체투과도는 상온에서 각각 $1.8-8.4{\times}10^{-4}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}{\cdot}Pa^{-1}$, $3.3-5.0{\times}10^{-5}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}{\cdot}Pa^{-1}$이며 수소/질소 선택도는 Knudsen 분포를 보였다. 표면 개질된 지지체에 다양한 분리층을 형성하는 방법으로 무기 분리막 응용에 이용할 수 있을 것으로 예상된다.
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참고문헌 (20)
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S. J. Khatib / 2011 / Review of silica membranes for hydrogen separation prepared by chemical vapor deposition / Membr. Sci. Tech 14:25
Tsuru / 2008 / Nano/subnano-tuning of porous ceramic membranes for molecular separation / J. Sol-gel Sci. Technol. 46:349
이혜련 / 2012 / 세라믹 멤브레인의 나노구조 제어 및 응용 / 멤브레인 22(2):77~94
B. Sea / 2001 / Synthesis of silica/alumina composite membrane using sol-gel and CVD method for hydrogen purification at high temperature / Membr. J. 11:124
S. -L. Wee / 2008 / Membrane separation process- Pervaporation through zeolite membrane / Separ. Purif. Technol. 63:500
Tsuru / 2008 / Nano/subnano-tuning of porous ceramic membranes for molecular separation / J. Sol-gel Sci. Technol. 46:349
이혜련 / 2012 / 세라믹 멤브레인의 나노구조 제어 및 응용 / 멤브레인 22(2):77~94
B. Sea / 2001 / Synthesis of silica/alumina composite membrane using sol-gel and CVD method for hydrogen purification at high temperature / Membr. J. 11:124
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