Highly efficient metal-free membranes for the separation of acetylene/ethylene

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Pyrrolidinium-based ionic liquids with a basic anion were shown to be highly effective acetylene transport carriers for the selective separation of acetylene in ethylene through membranes. The selectivity of acetylene over ethylene varied significantly depending on the type of the anion of the pyrrolidinium-based ionic liquids. The highest selectivity of 23 was attained when N,N-dimethylpyrrolidinium methylphosphite ([DMPyrr][MeHPO3]) was used as the transport carrier. Computational calculation and 1H-NMR results on the interactions of acetylene and ethylene with [DMPyrr][MeHPO3] clearly indicate that the higher selectivity of acetylene over ethylene is originated from the specific acid?base interaction between methylphosphite anion, [MeHPO3]− and the acidic hydrogen atom(s) of acetylene. The membrane process developed in this study is expected to find wide applications in the separation and the removal of acetylenic compounds from olefin and paraffin mixtures.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• 1. 배경 1
• 2. 올레핀에 포함된 아세틸렌을 제거하는 상업적인 공정 2
• 3. 분리막 3
• 4. 이온성 액체(Ionic Liquids, ILs) 6
• Ⅱ. 실험 8
• 1. 시약 및 분석기기 8
• 1.1. 시약 8
• 1.2. 장치 및 기기 8
• 2. 실험방법 8
• 2.1. 이온성 액체의 합성 8
• 2.2.용해도 측정 10
• 2.3. 컴퓨터 계산 11
• 2.4. 1H-NMR 결과 11
• 2.5. 분리막의 성능 11
• Ⅲ. 실험 결과 및 고찰 14
• 1. 용해도 측정 14
• 2. 이온성 액체에 용해 된 아세틸렌 및 에틸렌의 구조 연구 18
• 3. 1H-NMR 실험 결과: 이온성 액체에 대한 아세틸렌의 흡수 20
• 4. SEM 측정 결과 22
• 5. 분리막의 성능 24
• 5.1. 이온성 액체의 알킬기에 따른 분리막의 선택도 24
• 5.2. 이온성 액체의 알킬기에 따른 분리막의 투과도 26
• 5.3. 이온성 액체의 염기도에 따른 분리막의 선택도 28
• 6. 1H-NMR 실험 결과: 이온성 액체의 음이온의 염기도 30
• Ⅳ. 결론 32
• Ⅴ. 참고문헌 33