오존처리를 이용한 기체분리막의 성능 향상에 관한 연구 = A Study on the enhancement of the performance of gas separation membranes by ozone trestment

국문 초록 (Abstract)

상용 고분자막으로 많이 사용되는 Polysulfone(PSF)을 오존으로 처리하여 기체의 투과 및 분리특성을 조사하였다. 고분자막의 오존처리는 chamber 내부에 막을 설치하고 약 5 vol.%의 오존을 포함한 산소를 chamber에 연속적으로 공급하면서 일정시간 동안 오존처리를 수행하였다. PSF막의 선택도는 오존처리시간에 따라 증가하였으며 적정 오존처리 시간은 1.5시간이면 충분한 것으로 조사되었다. 그리고, 오존처리에 의한 He/N₂, H₂/N₂, O₂/N₂, CO₂/CH₄ 등의 선택도의 증가는 분자크기가 큰 N₂나 CH₄의 투과도의 감소에 기인하며 분자크기가 작은 기체의 투과도의 감소는 매우 작은 것으로 나타났다. 오존처리에 의한 선택도의 증가는 오존이 PSF 고분자를 부분적으로 산화시키고 이때 생성된 산소복합체들이 PSF의 자유부피를 감소시키기 때문으로 생각된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Gas permeation and separation characteristics of ozone treated polysulfone (PSF) membranes were investigated. The PSF is one of the most widely used commercial membranes. Ozone treatment of the PSF membrane was performed for certain hours by continuously supplying 5 vol.% ozone-containing oxygen to the chamber, in which the membrane samples were charged. The permselectivity of PSF increased with ozone treatment time, and it was found that one and half hour was enough to ozone treatment. Increase in the selectivity of the membrane for He/N₂, H₂/N₂, O₂/N₂, CO₂CH₄ by ozone treatment was found to be due to decrease in the permeability of gases with larger molecular size such as N₂ and CH₄. The decrease in the permeability of gases with smaller molecular size was negligible. The increase in the selectivities of the PSF by ozone treatment would be due to decrease in the free volume of the polymer because of the oxygen complexes generated by the reaction between ozone and the polymer.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서론 = 192
• 2. 실험 = 193
• 2.1 재료 = 193
• 2.2 고분자막의 재료 = 193
• 2.3 오존처리 실험 = 193
• 2.4 기체투과 실험 = 194
• 2.5 FT-IR분석
• 3. 결과 및 토론 = 194
• 3.1 FT-IR분석 = 194
• 3.2 오존처리막의 투과특성 = 195
• 3.3 오존의 의존성 = 196
• 4. 결론 = 197
• 참고문헌 = 197