유기-무기 충진제를 함유한 Poly(1-trimethylsily1-1-propyne) 복합막에서의 기체 운송 성질 :Gas Transport Properties in Poly(1-trimethylsily1-1-propyne) Composite Membranes with Organic and Inorganic Filler

조덕연

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자료유형: 학위논문

저자정보: 조덕연 (상명대학교, 상명대학교 교육대학원)

지도교수: 강태범

발행연도: 2013

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2013

유기-무기 충진제를 함유한 Poly(1-trimethylsily1-1-propyne) 복합막에서의 기체 운송 성질

조덕연 화학교육 2013.01 학위논문

2012

유기-무기 충진제를 함유한 Poly(1-trimethylsilyl-1-propyne) 복합막에서의 기체 운송 성질

조덕연 , 홍세령 멤브레인 2012.01 학술저널

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본 연구에서는 PMMH[phenoxymethyl(methylhydrazono)] dendrimer 유기물과 NaY zeolite 무기물을 선택하여 PTMSP 고분자내에 함께 첨가하고, 복합막을 제조하여 무기물 또는 유기물의 단일 충진제를 사용하였을 때 발생할 수 있는 결점을 보완하고자 하였다. 따라서 기체의 투과선택도와 열적 기계적 안정성을 향상시키기 위하여 유기성 입자인 PMMH dendrimer[21-22]를 가하고, 무기입자인 NaY zeolite를 함량을 달리하여 첨가한 다음 복합막을 제조하였다. 복합막의 물리화학적 특성을 FT-IR, TGA, SEM 등으로 조사하였고, PTMSP-PMMH-NaY zeolite 복합막의 H2, N2, CO2 에 대한 기체투과 특성을 연구하였다.

#PTMSP #PMMH #NaY zeolite

List of Figures i
1. 서론 1
2. 이론 5
2.1. 기체 분리 메커니즘 5
2.1.1. 다공성 막 5
2.1.1.1. Knudsen 확산 7
2.1.1.2. 표면 확산 9
2.1.1.3. 모세관 응축 11
2.1.1.4. 분자체 가름 13
2.1.2. 비다공성 막 14
2.1.2.1. 용해-확산 15
2.1.2.2. 이온 전달 19
2.1.2.3. 자유 부피 모델 19
2.1.2.4. 이중 흡수 모델 21
2.1.2.5. 미세공 막에서의 투과 메커니즘 22
2.1.2.6. 비대칭 막에서의 투과 메커니즘 23
2.1.3. 무기막(제올라이트막)에 의한 분리 24
3. 실험 28
3.1. 시료 및 시약 28
3.2. 분석 및 측정 기기 30
3.3. 고분자막 제조 31
3.3.1. PTMSP-PMMH Dendrimer 복합막 제조 31
3.3.2. PTMSP-PMMH-NaY Zeolite 복합막 제조 32
3.4. 고분자 분리막의 특성 조사 33
3.4.1. 막 두께의 측정 33
3.4.2. 화학구조 분석 33
3.4.3. 열분석 33
3.4.4. 막의 단면 분석 34
3.5. 기체투과 실험 35
3.5.1. 기체 시료 35
3.5.2. 기체투과 실험장치 35
4. 결과 및 고찰 37
4.1. 고분자의 구조와 특성 37
4.1.1. FT-IR Spectrum 분석 37
4.1.2. 열중량 분석 39
4.1.3. 주사전자현미경 관찰 41
4.2. 복합막의 기체투과 특성 47
4.2.1. PTMSP-PMMH 복합막 47
4.2.1.1. PTMSP-PMMH 복합막의 기체투과도 47
4.2.1.2. PTMSP-PMMH 복합막의 선택도 49
4.2.2 PTMSP-PMMH-NaY Zeolite 복합막 비교 51
4.2.2.1. NaY Zeolite 함량에 따른(H2, N2 CO2) 기체투과도 비교 52
4.2.2.2. NaY Zeolite 함량에 따른(H2,N2),(CO2,N2)기체투과도 비교 56
4.2.2.3. 압력변화에 따른 기체 투과도 59
4.2.2.4. PTMSP-PMMH-NaY zeolite 복합막의 선택도 63
4.2.2.5. 선택도에 따른 기체 투과도 68
4.2.3. Robeson upper bound 에 따른 투과도와 선택도 72
5. 결론 77
Nomenclatures 80
References 82
Abstract 89

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