• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1992.10a
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• pp.39-40
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• 1992

분리막법이 기체 분리에 응용된후 에너지 소비의 절감, 열안전성 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 또는 흡착력을 갖는 운반체를 액체나 고체막에 분산시켜 원하는 특정 기체만을 선택택으로 수송하는 것을 말한다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1997.06a
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• pp.37-54
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• 1997

가까운 미래에 분리막 기술이 에너지와 환경 산업에 광범위하게 응용될 것이다. 분리막 공정이 에너지 절약형이라는 것이 잘 알려져 에너지 문제를 해결하는 데 중요한 역할을 담당하게 될 것이다. 따라서 대표적인 에너지 절약형 분리막 공정인 기체분리막 및 투과증발막에 대한 수요가 크게 증가할 것이다. 환경산업분야에서는 수처리에 대한 응용분야가 더욱 확대될 것이고, 물속이나 공기중에서 VOC (volatile organic compounds)를 제거하는 분리막의 응용분야도 매우 큰 잠재 수요를 갖고 있다. 아울러 생물화학 분야에 단백질 분리 등과 같은 새로운 응용 분야를 개척하므로써 분리막의 응용범위를 더욱 증대시킬 것이다. 다음에 국내의 분리막 연구 및 산업에 대한 현황과 미래에 대해 간단히 요약하고자 한다.

• Membrane Journal
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• v.21 no.1
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• pp.98-105
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• 2011

Cellulose triacetate (CTA) polymer among cellulose esters were used for preparing hollow fiber membranes by phase separation method to investigate the gas permeation properties. To endow gas separation properties, 1,4-dioxane and LiCl were used as additives in the polymer dope solution. The spinning conditions including spinning temperature were controlled to form an active skin layer on the hollow fiber surface. Scanning electron microscopy was used to examine morphology of surface and cross section of the prepared CTA hollow fibers. The gas permeation performance of CTA hollow fiber membranes showed $P_{CO2}$ = 17 GPU and ${\alpha}_{CO2/N2}$ = 48.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1993.04a
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• pp.36-37
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• 1993

상전이 공정에 의해 제조된 기체분리용 중공사막은 1차적으로 방사원액의 조성과 내.외부응고제의 조성, 중공사 방사조건 그리고 후처리 과정에 의해서 전체적인 구조가 결정되어진다. 특히 기체 분리에 이용되는 Nonprous Membrane의 경우 Dense Skin의 Thickness와 Pinhole의 유무에 따라 투과성과 선택성에 커다란 영향을 미친다. 따라서 최근에는 Dense Skin의 초박막화와 Pinhole이 없는 비대칭막 제조등 폭넓은 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 CO$_2$ Gas 분리용 Polyetherimide 중공사막을 제조하여, 중공사막 제조조건과 후처리 조건에 따른 $CO_2/N_2$ Gas의 분리계수를 측정하였다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1995.09a
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• pp.23-38
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• 1995

고분자막에 의한 기체분리는 심냉분리법, 흡수법, 흡착법등에 비하여 에너지가 절약되며 장치가 간결하고 운전비용이 낮은 이점 때문에 여러가지 기체혼합물에 대하여 여러가지 목적으로 응용되기에 이르렀다. O$_{2}$/N$_{2}$ 분리막으로 요구되는 기본특성은 1) 높은 O$_{2}$ 투과성 2) 높은 O$_{2}$ 선택성 3) 막 형성에 충분한 기계적 강도 4) 열, 화학적으로 안정성이 있어야 한다. 그런데 투과계수 P$_{O_(2)}$와 투과선택도 P$_{O_(2)}$/P$_{N_(2)}$ 관계 Fig.2 에서 보는 바와 샅이 대체로 투과선택성은 상반관계에 있어서 polyimide는 높은 선택성을 나타내고 기계적 강도가 좋고 높은 열에 대하여 안정하기 때문에 일단 막재료로 양호한 조건을 갖추고 있으나 투과계수가 크지 않아 선택도를 크게 감소시키지 않으면서 투과계수를 향성시키려는 노력이 경주되고 있다. 따라서 polyimide의 화학구조와 투과계수, 투과선택도의 관계를 고찰하는 것은 대단히 중요하다. 특히 최근에는 polyimide의 화학구조를 계통적으로 변화 시켜가면서 구조와 투과특성을 고찰한 연구가 많으며, 이러한 연구를 총망라하여 화학구조와 투과특성을 고찰한 훌륭한 총설들이 발표되어왔다. Fig.3에는 지금까지 연구된 중요한 polyimide를 형성하는 dianhydride와 diamine의 구조식을 표시하였으며 이들 구조의 변화에 의하여 기체투과계수와 투과선택도가 어떤 영향을 받는지 고찰하고자 한다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1994.10a
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• pp.36-37
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• 1994

Sirkar등[1]이 많이 연구한 hollow-fiber contained liquid membrane방식보다 막내부에서의 물질전달 저항을 크게 낮출 수 있는 이른바 flowing liquid membrane방법을 Teramoto등[2]은 제안하였다. 좀더 발전된 membrane absorber방식으로서 평판형(flat-sheet type)막으로 흡수(absorption) 및 탈착(desorption)모듈을 구성하고, monoethanolamine 흡수제(absorbent)로 $Co_2/CH_4$ 분리에 적용하여 선택도를 크게 향상시킨 기존의 실험결과도 볼 수 있다. 막에서의 기-후 접촉과 반응이 수반된 물질전달에 의한 기체흡수 현상에 관해 많은 이론해석과 실험결과가 연구된 바 있다. 본 연구에서는 이산화탄소와 같은 산성기체(acid gas)의 분리에 주로 적용될 새로운 방식의 순환식 중공사막 흡수기 (circulatory hollow-fiber membrane absorber: HFMA)를 제안하고 이의 실제적용에 대한 기초로서 모델해석에 의한 분리성능을 예측하였다.

• Membrane Journal
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• v.24 no.5
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• pp.341-349
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• 2014

Molecular dynamics (MD) computer simulation is a very useful tool to calculate the trajectory and velocity of particles (generally, atoms), and thus to analyze the various structures and kinetic properties of atoms and molecules. For gas separation membranes, MD has been widely used for structure analysis of polymers such as free volume analysis and conformation search, and for the study of gas transport behavior such as permeability and diffusivity. In this paper, general methodology how to apply MD on gas separation membranes will be described and various related researches will be introduced.

• Membrane Journal
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• v.22 no.3
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• pp.201-207
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• 2012

In this study, we investigated permeation of single gas ($N_2$, $O_2$, $CF_4$, and $SF_6$) through flat sheet membrane composed of PDMS (poly-dimethylsiloxane) and PEBAX (polyether block amides). Gas permeation experiment was performed with various feed pressure. Permeability was estimated using permeation flux measured by continuous-flow technique. The permeability of gases except $SF_6$ in PDMS were decreased with the upstream pressure increased. $SF_6$ is much more permeable than $CF_4$, which is due to higher critical temperature of $SF_6$. The permeability decreased in the following order: $O_2$ > $N_2$ > $SF_6$ > $CF_4$. On the other hand, the permeability of gases in PEBAX followed the order: $O_2$ > $N_2$ > $CF_4$ > $SF_6$ which are opposite of the order of kinematic diameter (${\AA}$)($SF_6$ > $CF_4$ > $N_2$ > $O_2$). The $SF_6/CF_4$ pure gas selectivity in PDMS was 2.1 at 0.7 MPa.

• Membrane Journal
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• v.32 no.1
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• pp.74-82
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• 2022

The objective of this work was to investigate the gas permeation properties of CO₂ and CH₄ for PEBAX^®/TS-530 hybrid membranes and compare with pure PEBAX^®-1657 membrane. With FTIR and XRD it was possible to confirm that TS-530 was dispersed well in PEBAX^® matrix. Compared with pure PEBAX^® membrane, ideal separation factor for PEBAX^®/TS-530 (10 wt%) hybrid membrane was enhanced a little. As the amount of TS-530 was increased, the gas permeability coefficients of both CO₂ and CH₄ were increased, while the ideal separation factor was decreased. This results were explained by the reduction of crystallinity of polyamide block and interchain distance caused by introduction of inorganic nanoparticles. And fumed silica might tend to agglomerate, resulting in forming nonselective nanogaps in the hybrid materials, thus the diffusivity would be enhanced at the expense of diffusivity selectivity.

• Membrane Journal
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• v.31 no.4
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• pp.268-274
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• 2021

One of the chronic problems in the issue of global warming is the emission of greenhouse gases. Carbon dioxide (CO₂), which accounts for the highest proportion of various greenhouse gases, has been continuously researched by humans to separate it. From this point of view, a poly(vinyl alcohol) (PVA)-based copolymer with acrylic acid monomer was utilized in a gas separation membrane in this study. We employed a free radical polymerization to fabricate PVA-g-PAA (VAA) graft copolymer. It was utilized in the form of a composite membrane on a polysulfone substrate. The proper amount of acrylic acid reduced the crystallinity of PVA and increased CO₂ solubility in separation membranes. In this perspective, we suggest the novel approach in CO₂ separation membrane area by grafting and solution-diffusion.