• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1995년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.52-53
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• 1995

현재 상용화 되어있는 산소/질소 분리용 고분자 분리막은 비교적 낮은 선택도를 가지고 있다. 즉, 이점은 확산도와 용해도를 조절함으로써 분리막의 투과선택도를 높일 수 있는 가능성을 보여주고 있으며 보다 높은 투과도와 투과선택도를 갖는 새로운 고분자 재료의 선택이 분리막을 통한 기체 분리나 그 상업적 이용에 절실히 요구되고 있다. PSf는 상용성, 화학적 내구력, 강도, 높은 유리전이온도와 우수한 기체투과성질을 가진 고분자로 분리막에 많이 응용되고 있다. Erb 등은 용매로 DMF(dimethylformamide)와 THF(tetrahydrofuran)를 사용하여 막을 제조하였다. 상부 흐름압력이 5atm일때 각 기체의 투과도 계수는, 헬륨이 11, 이산화탄소가 5.5, 메탄이 0.5, 질소가 0.2였으며, PSf막에 대한 각 기체의 투과는 Henry mode보다 Langmuir mode에서 더욱 우세하게 일어난다고 생각하였다. 또한 Ghosal 등은 PSf에 nitro기를 도입한 nitrated PSf의 투과특성을 조사하였다. 실험결과 nitro group이 치환된 PSf막이 nitro group이 없는 막에 비해 투과도는 낮았지만 선택도는 증가하였다. 구조가 다른 여러가지의 PSf막을 통한 기체 투과성질은 Ghem 등에 의해 밝혀졌다. Membrane-covered probes를 이용한 폴라로그램(polarogram) 방법은 산소를 측정하는데 가장 보편적인 방업ㅂ으로, 산소 탐침(oxygen probe)의 원리는 소위 효소 전극을 발전시키는데 이용되어 왔다. 효소전극은 산소와 실험하고자 하는 물질간의 특정한 효소반응에 기초를 둔 다양한 물질의 선택적 측정을 위한 것이다. 이때 센서에 응용되는 합성막은 산소에 대해 선택적인 투과를 해야하며, 상대적으로 높은 산소확산계수와 물에 대해서는 낮은 투과도를 가져야 한다. 높은 산소확산계수는 반응을 빠르게 하는 잇점이 있으며 물에 대한 낮은 투과도는 센서내의 전해질 물질을 유지보호하는 역할을 한다. 분리막이 산소전극에 이용될 경우 높은 산소 확산계수 이외에도 적절한 기계적 강도, 열적 안정성 등이 요구된다.

• Elastomers and Composites
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• 제15권1호
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• pp.3-9
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• 1980

일정온도와 압력에서 상업용 고분자필름들의 산소투과도와 산소투과방지도에 관하여 연주하였다. 산소투과방지 도는 산소특과도의 역수로 정의하고 coulometric oxygen permeability tester를 사용하여 $23{\pm}1^{\circ}C$, latm에서 24시간 동안 투과한 산소의 량을 측정하였다. 산소투과방지도의 상대적 크기는 다음과 같은 순서로 감소함을 밝혔다. 연신 Nylon (O. Nylon)> 연신 Polyester (O. PET)> 무연신 Nylon (N. Nylon)> 무연신 Polyester(N. PET)> 경질 Polyvinyl chloride (Rigid PVC)> 반경질 Polyvinyl chloride (Semirigid PVC)> 연신 Polypropylene (O. PP)> 연질 Polyvinyl chloride (P. PVC)> 무연신 Polypropylene (C. PP)> 저밀도 Polyethylene(LDPE)> 고밀도 Polyethylene (HDPE, Inflation)> 고밀도 Polyethylene (HDPE, T-die) 필름들의 산소투과방지도는 고분자의 극성, 필름의 두께 및 기계적 연신성의 증가에 따라서 증가하고 PVC에서는 가소제 첨가에 따라서 감소하였다. 포장재료로서 고분자 필름은 고분자 주쇄에 극성이 있는 필름과 극성이 없는 필름들을 산소 및 습기투과방지를 위하여 첩합하여야 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.360.2-360.2
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• 2014

박막 태양전지의 변환효율을 높이기 위해 전면에는 반사방지막을, 후면에는 고반사막을 적용한다. 태양전지 구조에서 고반사막을 대신하여 선택적 투과막을 적용할 경우 가시광선은 투과하고 적외선은 광 흡수층으로 재반사되기 때문에 변환효율을 향상 시킬 수 있고 동시에 투명 태양전지를 얻을 수 있다. 선택적 투과 특성을 보이는 지르코니아 박막의 광학적 특성이 이미 보고된 바 있으며, 본 연구에서는 반응성 스퍼터링 방식을 이용하여 지르코니아 박막을 증착하고 산소 유량에 따른 광학적 특성을 관찰한 후 이를 통해 선택적 투과막 성장에 적합한 산소 유량 조건을 얻고자 하였다. 산소 유량에 따라 지르코니아 박막의 투과율은 400 nm 이상의 파장에서 약 10%에서 약 85%의 범위에서 변화하였고 반사율은 적외선 영역에서 최소 약 30%에서 최대 약 60%의 수치를 나타내었다. 이러한 결과로부터 반응성 스퍼터링 시 산소 유량이 지르코니아 박막의 광학적 특성 변화에 큰 영향을 미치는 인자임을 확인하였다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1996년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.38-39
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• 1996

우수한 산소선택 투과막 소재를 얻기 위하여 높은 산소투과계수를 보이는 짧은 실록산 사슬과 금속이온과 착체를 형성할 것으로 기대되는 피리딘 고리를 번갈아 가지는 폴리 아조메틴을 합성하여 얻어진 막의 산소투과성을 검토했다. 또 같은 방법으로 합성한 폴리아미드의 한소투과특성과의 비교도 시도하였다.

• 멤브레인
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• 제9권1호
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• pp.43-50
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• 1999

폴리설폰 중공사막에 대한 산소와 질소의 투과도에 미치는 수분의 영향에 대한 실험을 수행하였다. 상대습도가 증가할수록 수분을 함유한 산소와 질소의 투과도는 감소하였따. 공급압력 3 kgf/$cm^2$와 온도 3$0^{\circ}C$에서, 상대습도 100% 인 산소의 투과도는 건조산소의 투과도보다 20%만큼 감소하였으며, 질소는 14%만틈 감소하였다. 수분을 gkadmb한 산소의 투과도는 운전시간이 경과함에 따라 단조하게 감소하여 정상상태에 도달하였다. 그러나, 질소의 투과도는 일시적으로 증가하였다가 감소하여 정상상태에 도달하였다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1997년도 추계 총회 및 학술발표회
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• pp.73-74
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• 1997

1. 서론 : 공기중의 산소와 질소를 분리하여 공기 중에 21% 함유된 산소를 보다 높은 농도(21%이상)로 농축하기 위한 기초자료로서 건조 산소(dry O$_2$)와 건조 질소(dry N$_2$)의 투과도를 측정하였다. 그러나 공기중에는 항상 수분이 포함되어 있으므로 공기 중에 함유된 수분(water vapour)에 의한 산소 투과도와 질소 투과도의 변화를 측정하기 위하여 상대숩도 및 압력차이에 따른 영향을 고찰하였다. 그리고 분리막공정에서 순수기체의 막에 대한 투과도를 알 수 있다면 기체 혼합물에 대한 이상분리인자(ideal separation factor)를 알 수 있으며, 이를 이용하여 분리막의 분리 성능 예측이 가능하므로 투과도 예측식을 얻는다는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 counter-current model을 이용하여 기체 혼합물의 투과도를 예측하고 실험치와 비교하였다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1997년도 추계 총회 및 학술발표회
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• pp.65-66
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• 1997

1. 서론 : 현재의 막분리 기술로는 단 단계 분리공정(single-stage separation)으로 약 40%의 산소농축공기(oxygen-enriched air)를 얻을 수 밖에 없지만 심냉법(cryogenic techniques)보다는 에너지 소비율이 적으며, 공정이 비교적 간단하기 때문에 용도에 따라 순 산소를 꼭 필요로 하지 않는 제철소, 발전소 등의 연소분야, 호흡기 환자를 위한 의료분야, 생물공학이나 항공기 분야 등에 편리하게 이용될 수 있다. 이와 같이 용도가 다양한 산소를 분리막을 이용하여 보다 편리하고 값싸게 얻기 위해서는 산소와 질소의 막투과에 대한 새로운 지식을 얻고 막투과가 기체의 어떤 성질에 지배되고 있는가를 조사할 필요가 있다. 본 연구에서는 고무상 고분자막(rubbery polymer membrane)에 대한 산소/질소의 수착특성과 순수한 기체의 투과율(permeation rate)을 기초로 하여 혼합기체의 투과율, 분리인자(separation factor), 막분리 공정변수에 의한 중공사 분리막에서의 기체분리특성에 대하여 연구하였다.

• 멤브레인
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• 제9권3호
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• pp.151-156
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• 1999

높은 산소투과도의 특성을 갖고있는 실리콘을 이용하여 가스분리용 고분자분리막의 산소투과도를 향상시키고자 하였다. 사용된 고분자는 poly(4-methyl 1-pentene)(PMP) 와 poly(methy methacrylate)(O\PMMa) 이며 PMP의 경우 공중합물을 합성하였으며, PMMA의 경우 interpenetratin polymer network(IPN)의 제법을 이용하여 분리막을 제조하였다. 공중합물을 합성하기 위하여 2가지 방법(합침방법과 용매증발방법)을 사용하였으며 이러한 제조방법은 산소투과도에 큰 영향을 보여주었다. 또한 각각의 단점을 보완할 수 있는 IPN의 제법은 산소투과도의 향상을 가져왔으나 약간의 분리계수의 감소를 유발하였다. 특히 산소투과도의 경우 10wt%의 PMMA 가 최적의 IPN임을 알 수 있었다.

• 멤브레인
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• 제24권5호
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• pp.367-374
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• 2014

본 연구에서는 LSCF/GDC (20 : 80 vol%) 복합 분리막 표면에 LSC/GDC (50 : 50 vol%) 활성층을 코팅한 후 활성층의 열처리 온도, 두께, 침투법을 이용한 STF 도입이 산소투과 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 활성층 도입은 복합 분리막의 산소 투과 유속을 급격히 증진시켰으며 이는 활성층 성분인 LSC/GDC (50 : 50 vol%)가 전자 전도성 및 표면 산소 분해 반응을 증진시켰기 때문이었다. 활성층의 열처리 온도가 $900^{\circ}C$에서 $1000^{\circ}C$로 증가한 경우, 산소 투과 유속은 증가하였고 이는 분리막과 활성층 사이 그리고 활성층의 결정입간 접촉이 증진하여 산소이온과 전자 흐름을 증진시켰기 때문으로 설명되었다. 코팅층의 두께가 약 $10{\mu}m$에서 약 $20{\mu}m$로 증가한 경우, 산소 투과 유속은 오히려 감소하였는데 이는 코팅층의 두께가 증가할수록 기공을 통한 공기 중의 산소 유입이 어려워지기 때문으로 설명되었다. 또한, 코팅층에 침투법을 이용하여 STF를 도입한 경우가 STF를 도입하지 않은 경우 보다 높은 산소 투과 유속을 보였는데 이는 도입된 STF가 산소 분해하는 표면 반응 속도를 촉진시키기 때문이다. 본 연구로부터 LSC/GDC (50 : 50 vol%) 활성층 코팅 및 특성 제어는 LSCF/GDC (20 : 80 vol%) 복합 분리막의 산소투과 증진에 매우 중요함을 확인하였다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제5권3호
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• pp.239-246
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• 1998

폴리이미드 고분자막을 사용한 질소부하 장치를 설계하고, 이를 CA 저장에 활용하기 위한 기술적 기본 데이터를 제시하였다. 순수 산소 및 질소의 투과특성은 dual-mode sorption 모델로서 설명될 수 있었으며, 공기 중의 산소의 투과율은 공기 중에 존재하는 질소의 영향으로 순수 산소의 투과율에 비해 크게 감소하나, 공기 중의 질소의 투과율은 산소의 영향으로 순수 질소의 투과율에 비해 증가하였다. 수행한 압력 및 온도 범위 내에서 이상분리인자는 5에서 6 사이의 값을 나타내었으며, 공기의 분리인자는 이상분리인자보다 작은 값을 나타내었다. 산소의 투과활성화에너지가 질소의 투과 활성화에너지보다 커서 이상분리인자는 온도가 증가함에 따라 증가하였다. 제품회수율이 증가함에 따라 농축부의 질소농도는 급격히 감소하였으며, 이로부터 제품회수율은 CA 저장고에서 요구되는 질소농도를 얻기 위한 주요 조업인자임을 알 수 있었다. Polyimide 막 시스템을 이용한 CA 저장 공정의 가상적인 모형을 설정하고, 시스템의 조업시간에 따른 저장고의 질소농도를 예측할 수 있는 관계식을 제시하였다.