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- 저자 : 박채영,한상훈,김정훈,이용택 (검색결과 156 건)
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지환족 다이안하이드라이드를 이용한 용해성 폴리이미드 공중합체 합성 및 메탄/이산화탄소 분리특성
박채영,이용택,김정훈 한국막학회 2014 멤브레인 Vol.24 No.1
지환족 다이안하이드라이드인 5-(2,5-dioxotetrahydrofuryl)-3-methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride (DOCDA)와 4,4'-diaminodiphenyl ether (ODA)에서 합성된 폴리이미드는 유기용매에 잘 용해되는 폴리이미드로 알려져 있다.이러한 DOCDA-ODA 폴리이미드의 기체 투과특성을 평가하고 투과선택도를 개선시키기 위해서 DOCDA-ODA 반응물에 세가지 dianhydride 단량체((4,4'-(hexafluoroisoproplidene)diphthalic anhydride (6FDA), 4,4'-biphthalic anhydride (BPDA), 3,3’,4,4’-benzophenone tetracarboxylic dianhydride (BTDA))를 각각 20 mol% 첨가하여 순수중합체 및 공중합체를 합성하였다. 폴리이미드 합성이 성공적으로 이루어졌음을 FT-IR을 통해 확인하였고, 그들의 열적특성은 DSC를 통해 알아보았다. 제조된폴리이미드들의 CO2/CH4에 대한 기체투과도와 선택도는 time-lag법을 이용하여 측정하였다. 그 결과 순수고분자인 DOCDA-ODA의 경우 CO2 투과도는 1.71 barrer, CO2/CH4 선택도는 74.35의 우수한 투과특성을 보였다. 세 가지 공중합체의 경우 DOCDA-ODA에 비해 CO2 투과도는 높게 나타난 반면에 CO2/CH4 선택도는 감소하였다. 특히, 6FDA를 첨가한 경우 CO2/ CH4 선택도는 DOCDA-ODA보다 다소 낮은 결과를 나타내었지만 CO2 투과도가 크게 증가하였음을 확인할 수 있었다. In this study, four soluble homo- and co-polyimides using 5-(2,5-dioxotetrahydrofuryl)-3-methyl-3-cyclo-hexene-1,2-dicarboxylic anhydride (DOCDA) and 4,4'-diaminodiphenyl ether (ODA) monomers were synthesized to develop the gas separation membrane with good CO2/CH4 separation properties. To prepare the copolyimides, 20 mol% of three dia-nhydrides - (4,4'-(hexafluoroisoproplidene)diphthalic anhydride (6FDA), 4,4'-biphthalic anhydride (BPDA), 3,3’,4,4’-benzo-phenone tetracarboxylic dianhydride (BTDA) - were added in DOCDA-ODA monomer mixture, respectively. All the synthe-sized homo- and co-polyimides were characterized by FT-IR. Their thermal properties were analyzed with differential scan-ning calorimeter (DSC). Dense membranes were prepared from these copolyimides to check their gas permeation properties for CO2 and CH4 gases using a time-lag method. The permeation testing results are as follows; DOCDA/ODA homopolymer showed 1.71 barrer of CO2 permeability and 74.35 of CO2/CH4 selectivity. The three polyimide copolymers (DOCDA/ 6FDA-ODA, DOCDA/BPDA-ODA, DOCDA/BTDA-ODA) showed lower CO2/CH4 selectivities and higher CO2 per-meabilities than the homopolymer (DOCDA-ODA). DOCDA/6FDA-ODA showed twice times higher CO2 permeabilities without severe CO2/CH4 selectivity loss than the DOCDA-ODA.
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박채영,장봉준,문수영,김정훈 한국막학회 2016 한국막학회 총회 및 학술발표회 Vol.2016 No.05
폴리이미드는 높은 기계적 강도, 내열성 및 내화학성을 가지고 있으며 여러 기체에 대하여 우수한 투과선택성을 가지고 있어 기체분리막으로 많이 연구되고 있다. 본 연구에서는 지환족 다이안하이드라이드인 DOCDA와 메틸치환기를 1개, 2개, 3개 가지는 다이아민을 이용하여 폴리이미드를 합성하였다. 또한, 다 이아민인 ODA와 MDA를 50 mol%로 하여 폴리이미드 공중합체를 합성하였고. FT-IR을 통해 합성이 성공적으로 이루어졌음을 확인하였고. DSC와 TGA를 통해 열적안정성을 확인하였고 time-lag를 이용하여. CO2, O2, N2, CH4에 대한 기체 투과특성을 알아보았다.
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6FDA를 이용한 폴리이미드 합성 및 프로판/프로필렌 기체투과특성
박채영,장봉준,문수영,김정훈 한국막학회 2016 한국막학회 총회 및 학술발표회 Vol.2016 No.05
석유화학제품의 기초연료인 프로필렌은 Naphtha Cracker에서 나오는 프로필 렌/프로판 혼합물을 저온증류하여 생산되며, 이 공정은 많은 에너지를 소비한다. 따라서 에너지 소비가 작은 막분리법이 대체법으로 많은 연구가 진행되고 있다. 분리막 소재 중 폴리이미드는 높은 기계적 강도, 내열성, 내화학성을 가지고 있으며 특히 6FDA는 구조상 큰 분별자유부피를 가지고 있기 때문에 투과도가 우수한 특징을 가지고 있다. 본 연구에서는 6FDA 다이안하이드라이드를 이용하여 폴리이미드를 합성하였으며 FT-IR을 통해 합성이 성공적으로 이루어졌음을 확인하였다. 또한, DSC와 TGA를 통해 열적안정성을 확인하였으며 time-lag를 이용 하여 프로필렌과 프로판의 기체투과특성을 알아보았다.
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박채영,장봉준,문수영,김정훈 한국막학회 2016 한국막학회 총회 및 학술발표회 Vol.2016 No.05
석유화학제품의 기초연료인 프로필렌은 Naphtha Cracker에서 나오는 프로필 렌/프로판 혼합물을 저온증류하여 생산되며, 이 공정은 많은 에너지를 소비한다. 따라서 에너지 소비가 작은 막분리법이 대체법으로 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 올레핀/파라핀 분리에 우수한 성능을 가진 촉진수송막을 이용하여 프로필렌/프로판 분리특성을 알아보았다. 순수가스 테스트를 통해 압력변화에 따른 투과도와 선택도를 구하였으며, 자체개발된 전산모사 프로그램을 통해 혼합가스 테스트에 대한 feed 및 압력 변화에 따른 stage-cut 및 투과도측 프로 필렌 농도와 회수율 변화를 알아보았다.
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1P-737 고분자 이온콤플렉스를 이용한 촉진수송막 제조 및 프로필렌/프로판 투과 특성 평가
박채영,장봉준,문수영,강용수,김정훈 한국공업화학회 2017 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2017 No.1
에틸렌, 프로필렌등의 올레핀은 석유화학제품의 기초 연료이며, Naphtha Cracker에서 나오는 올레핀/파라핀 혼합물을 저온증류하여 생산되는데 이들은 끓는점 차이가 적고 낮은 온도에서 고압으로 증류해야하기 때문에 많은 에너지가 소비된다. 따라서, 이를 대체하기 위한 방법으로 흡착법, 흡수법, 막분리법이 연구되고 있으며 그 중에서도 막분리법은 다른 방법에 비해 플랜트 규모가 작고 에너비 소비가 적은 장점이 있어 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 올레핀/파리핀 분리에 우수한 성능을 가지는 고분자 이온콤플렉스를 이용하여 촉진수송막을 제조 하였으며, 이들의 프로필렌/프로판 분리특성을 알아보았다. 순수가스 테스트를통해 압력변화에 따른 투과도와 선택도를 구하였으며, 혼합가스 테스트를 통해 stage-cut에 따른 투과측 프로필렌 농도 및 회수율 변화를 알아보았다. 그 결과, 상온에서 96%이상의의 프로필렌을 99%까지 높은 회수율로 농축 시킬 수 있음을 확인하였다.
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프로필렌/프로판 투과 특성 평가를 위한 아민계 고분자를 이용한 촉진수송막 제조
박채영,장봉준,문수영,김정훈 한국막학회 2017 한국막학회 총회 및 학술발표회 Vol.2017 No.11
프로필렌은 석유화학제품의 기초 연료이며, Naphatha Cracker 에서 나오는 프로필렌/프로판 혼합물을 저온증류하여 생산된다. 저온증류를 이용하여 프로 필렌/프로판을 분리할 경우 많은 에너지가 소비되기 때문에 플랜트 규모가 작고 에너지 소비가 적은 막분리법이 대체법으로 연구되고 있다. 본 연구에서는 올레핀/파라핀 분리에 우수한 성능을 가지는 아민계 고분자를 이용하여 촉진수 송막을 제조하였으며, 이들의 프로필렌/프로판 분리특성을 알아보았다. 순수가 스 테스트를 통해 압력변화에 따른 투과도와 선택도를 구하였으며, 혼합가스 테 스트를 통해 stage-cut에 따른 투과측 프로필렌 농도 및 회수율 변화를 알아보 았다. 그 결과, 2bar, 25°C에서 95%의 프로필렌을 99.6%까지 농축 시킬 수 있음을 확인하였다.
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은나노입자를 이용한 촉진수송막의 프로필렌/프로판 분리특성 평가 및 설계
박채영,장봉준,문수영,김정훈 한국막학회 2017 한국막학회 총회 및 학술발표회 Vol.2017 No.11
This study is aimed to separation propylene and propane using membrane process. Membrane-based gas separation enables a chemical process to be low-energy consuming, if high olefin selective membrane is developed. In this study, facilitated transport membrane (FTM) is used for propylene/ propane separation. We prepared FTM module using PVP/AgBF4/TCNQ composite membrane on top of hollow fiber membrane. We developed simulation program predicting the membrane separation properties under operation conditions. Separation properties of FTM module for propylene and propane were obtained from the simulation program based on the pure gas permeation data. Based on the these results, it is predicted that an one-stage membrane process provides 99.5% of propylene at permeate side from a binary gas mixture of 95 vol% C3H6/5 vol% C3H8 supplied as a feed gas.
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가용성 폴리이미드의 합성 및 이산화탄소/메탄 기체투과특성
박채영,성문숙,신소라,한상훈,장봉준,김정훈 한국공업화학회 2014 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2014 No.1
음식물쓰레기에서 발생된 바이오가스는 주로 54~56%의 CH<sub>4</sub>과 34~37%의 CO<sub>2</sub>로 구성되어 있으며, 이 중 CH<sub>4</sub>은 정제회수과정을 통해 자동차 연료, 전기 등 에너지원으로 활용할 수 있다. CO<sub>2</sub>/CH<sub>4</sub>를 분리하는 기체분리막 소재 중 폴리이미드는 높은 기계적 강도, 내열성, 내화학성을 가지고 있으며 많은 기체에 대해 우수한 투과선택성을 가지고 있어 큰 관심을 모으고 있다. 그러나 일반적인 폴리이미드는 유기용제에 대한 낮은 용해성으로 인해 막을 제조할 경우 많은 제약을 나타내고 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 단점을 극복하기 위해 결정화도를 낮추는 구조를 가지고 있어 용해성이 증가하는 특징을 가지고 있는 cardo 구조의 4,4’-(9-fluorenylidene)dianiline(BAPF) 단량체에 다양한 dianhydride와 diamine을 첨가하여 폴리이미드 중합체를 합성하였다. FT-IR을 이용한 고분자 구조분석으로 합성이 성공적으로 이루어졌음을 확인하였고, time-lag 방식의 기체투과도 측정 장치를 통해 CO<sub>2</sub>와 CH<sub>4</sub>의 기체투과특성을 알아보았다.
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