• 멤브레인
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• 제33권4호
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• pp.222-232
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• 2023

본 연구에서는 중공사형 지지체막을 폴리술폰(polysulfone, PSf) 고분자를 이용하여 비용매 상분리법(non solvent induced phase separation, NIPS)에 의해 제조하였다. 제조된 중공사 지지체막을 PDMS와 Pebax를 코팅하여 중공사형 복합막을 제조하고 CO₂, H₂, O₂ 그리고 N₂에 대한 순수 투과도(permeance)와 선택도를 측정하였다. 제조된 복합막 모듈 중에서 선택도(CO₂/H₂)가 가장 높은 모듈을 선정하여 모사가스를 사용하여 스테이지컷(stage cut, SC)의 변화에 따라 분리성능을 측정하였다. 이때 사용된 모사가스는 PSA에서 버려지는 off gas의 농도인 CO₂ 70% : H₂ 30%인 것을 사용하였다. 1단 실험에서는 H₂ 농도 약 60%, H₂ 회수율 12%의 값을 얻을 수 있었다. 낮은 H₂ 농도와 회수율을 극복하기 위해 2단 직렬 테스트를 수행하였으며, 이를 통해 H₂ 농도 약 70%, H₂ 회수율 70%를 달성할 수 있었으며, 이를 통해 CO₂/H₂ 분리에 대하여 분리 공정 구성을 도출할 수 있었다.

• 멤브레인
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• 제23권1호
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• pp.45-53
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• 2013

현재 분리막 여과 공정은 정수처리에서 많은 관심을 받고 있다. 하지만, 분리막의 효율적인 운영을 위하여 '혼화/응집(/침전)' 등의 전처리 시설 설치로 인한 부지면적 및 비용증가와 5~10%의 배출수 문제가 추가적으로 발생한다. 그래서 본 연구에서는 전처리 공정 없이 지표수(한강)에 대하여 가압식 PVDF 분리막[(주)에코니티]으로 운전하여 성능을 검토하였으며 그 결과 1년 동안 화학적 세정 없이 여과 flux가 1~2.4 m/d (at $25^{\circ}C$)로 운전되었고, 유입원수의 탁도와 상관없이 분리막 처리수의 탁도는 0.05 NTU 이하로 안정되게 유지되었다. 또한, 회수율 제고를 위하여 1개월 동안 가압식 배출수(역세수 + 배수)를 침지식 PE 분리막[(주)에코니티]으로 연계하여 2단 막여과 운영을 한 결과 전체 공정 회수율을 99.5%까지 증가시킬 수 있었다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2003년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.697-702
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• 2003

실험실규모(0.5Nm$^3$/hr)의 이산화탄소 연속흡수분리장치의 실험결과를 바탕으로 Bench규모(5Nm$^3$/hr)의 이산화탄소 연속흡수분리장치 설계하였다. MEA용 이산화탄소 연속흡수분리 장치를 4개의 흡수탑과 2개의 탈거탑을 연결하여 각각 독립적으로 실험할 수 있도록 장치를 제작하고 실험변수에 따른 이산화탄소의 흡수분리효율을 측정하였다. 설치된 실험장치에 대하여 주어진 실험범위에서 실험한 결과, 이산화탄소 제거율이 45~100%에 존재함을 확인하였다. 실험결과와 설계기준을 고려한 scale-up factor는 설계결과와 실험결과를 종합하였을 때, 각각 1.00~1.85인 것으로 산출되었다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1992년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.49-49
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• 1992

분리막법이 기체 분리에 응용된후 에너지 소비의 절감, 열안정성 등과 같은 장점들로 인해 수소회수 및 $H_2/CO_2$의 비율조정, $CH_4/CO_2$ 분리, $O_2/N_2$의 분리 등에 이용되고 있다. 이러한 분리막의 특성은 투과도와 선택투과도에 의해 결정되어지는데, 이들은 서로 상반된 경향을 나타낸다. 즉 투과도가 높으면 선택투과도는 낮아지고, 선택투과도가 높으면 투과도는 감소하게 된다. 그러나 이러한 두가지 특성 모두를 높이기 위한 연구가 활발히 진행되고 있는데, 그 연구방향은 새로운 고분자의 합성 및 고분자의 개질, 복합재료의 개발, 액정, 촉진수송법 등으로 나눠질 수 있다. 이중 촉진수송이란 특정한 기체와 가역적 친화력 혹은 흡착력을 갖는 운반체를 액체 혹은 고체막에 분산시켜 원하는 특정 기체만을 선택적으로 수송하는 것을 말한다.

• 멤브레인
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• 제31권1호
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• pp.1-15
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• 2021

이온성 액체 기반 혼합 멤브레인(MMM)은 이산화탄소 분리 매체로써 다양한 종류의 이온성 액체와 무기성 필러 폴리머에 의해 만들어진다. 이온성 액체와 무기성 필러의 강한 상호작용은 이산화탄소의 금속 유기체의 프레임워크 내 친화력, 선택성, 흡착성을 높여 분리성능을 향상시킨다. 또, 이온성 액체에 의해 혼합 매트릭스 멤브레인의 구조적 특성이 조절되어 이산화탄소 투과성과 선택성을 향상시킨다. 이 리뷰에서는 이산화탄소 분리를 위한 고분자 막에서의 이온성 액체(IL)와 금속 유기체 프레임워크(MOF)의 다양한 조합에 대한 연구가 논의될 것이다.

• 멤브레인
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• 제28권2호
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• pp.136-141
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• 2018

이산화탄소($CO_2$)는 천연 가스, 바이오 가스, 매립 가스의 성분으로 존재할 뿐만 아니라 화석연료의 주요 연소 생성물로써 온실 가스의 주범이다. 특히 내연기관의 연료 고효율을 얻고, 가스 수송시스템의 부식을 방지하며, 기후변화에 선제적으로 대응하기 위해서는 이산화탄소($CO_2$)의 저감 또는 제거 기술이 필수적이다. 지난 수십 년간, 멤브레인 기반 기술의 구성 및 설계 단순성에 의하여 관련 연구가 많이 이루어져 왔으며 많은 발전을 이루었다. 최근 들어, 기존 멤브레인 기반 분리 뿐만 아니라, 새로운 흡착제 기반 분리 기술 등에 대한 관심도 높아지고 있다. 특히, 최근 각광받고 있는 유기-금속 골격체(Metal Organic Frameworks, MOFs)의 경우, 일반 다공질 흡착제와는 다른 독특한 성질(Flexibility, Gating effect 또는 Open Metal Sites 등)로 인하여, 이를 활용한 다양한 기체 분리 연구가 늘어나고 있는 추세이다. 따라서 본 연구에서는 대표적 플렉서블한 물질인 MIL-53(Al)과 강한 결합에너지 site를 다수 보유한 대표적 MOF 물질인 MOF-74(Ni)를 활용하여 온도 및 압력에 따른 이산화탄소 메탄 분리 성능 비교 분석하였으며, 각 물질의 특성별 압력 및 온도에 따라 변화하는 적정 분리 구간을 제시하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권6호
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• pp.812-825
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• 2019

국내에서 채광되는 백운석(dolomite, $CaMg(CO_3)_2$)을 회분식 형태의 마이크로웨이브 소성로($950^{\circ}C/60min$)에 의해 소성하여 경소백운석($CaO{\cdot}MgO$)을 제조하였다. 국내에서 산출된 두 개의 백운석 시료를 대상으로 경소백운석($CaO{\cdot}MgO$) 제조 후 수화 특성을 규명한 결과 반응성이 다름을 규명하였다. 경소백운석($CaO{\cdot}MgO$)의 수화 특성의 반응성을 이용하여 강산성 양이온 교환수지와 반응 시켜서 MgO를 분리하는 조건을 실시하였다. 분리 실험 조건은 경소백운석($CaO{\cdot}MgO$)과 $R-SO_3H$ (1:12 mass %)로 칼슘이온 흡착($Ca-(R-SO_3)_2$)하여 MgO를 분리하였다. 분리 후 MgO의 함량은 94 mass % 이상으로 분리되었다. 분리된 MgO를 $950^{\circ}C$, 60 min 동안 열처리 후 MgO의 순도는 96 mass %로 나타났다. 그리고칼슘 이온이 흡착된강산성 양이온교환수지($Ca-(R-SO_3)_2$)와 NaOH, $CO_2$ gas 반응에 의해서 98 mass %의 $CaCO_3$를 합성하였다.

• 생명과학회지
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• 제23권2호
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• pp.222-227
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• 2013

건포도 발효 배양액으로부터 이산화탄소 생성능이 우수한 효모를 분리하였다. 분리 효모는 18S rDNA ITS 유전자 상동성을 비교하여 Saccharomyces cerevisiae로 동정하고 Saccharomyces cerevisiae MF10003로 명명하였다. 분리 효모 S. cerevisiae MF10003은 풍미 발생 야생효모인 S. ellipsoideus KCTC7243에 비하여 각각 1.9배 및 3.1배 우수한 이산화탄소 생성능 및 dough 발효 팽창능을 나타냈었다. 분리 효모는 glucose, fructose, sucrose, maltose를 기질로 하여 4시간 이내에 이산화탄소 발생력을 보여 주었다.

• 멤브레인
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• 제26권2호
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• pp.159-165
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• 2016

다단기체분리 공정을 수행하기 위해 폴리이미드 중공사막 모듈을 제조하여 혼합기체 $N_2$ : $SF_6$ = 50 : 50에 대한 기체분리특성을 확인하였다. 제조된 중공사막 모듈은 0.5 MPa에서 stage cut을 조절하여 투과 유량, 농도 등의 성능을 측정하였다. 중공사막 모듈은 1단 분리 테스트에서 $N_2/SF_6$ 선택도가 높을수록 동일한 stage cut에서 높은 $SF_6$ 회수율을 얻을 수 있었다. 1단 시험결과에 따라 $SF_6$ 회수율과 농축농도를 동시에 높이기 위해 2단 기체 분리 테스트 진행함으로써 $SF_6$ 회수율 95% 이상, $SF_6$ 회수농도 98% 이상을 농축할 수 있었다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2008년도 추계학술발표논문집
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• pp.411-414
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• 2008

본 논문에서는 $CO_2$ 분리용 활성탄의 표면분석 및 흡착속도를 비교하였다. TGA 방법에 의한 흡착속도 데이터를 획득함으로써 분리장치 설계를 위한 기초자료를 획득하였고, 흡착온도에 따른 결과는 흡착온도가 낮을수록, 흡착량이 증가하고 흡착속도 또한 더 빠름을 알 수 있었다.