투과-증발에 의한 유기-유기 혼합물의 분리(Separation of organic-organic mixtures by pervaporation - a review)

전문가 제언

□ 막은 나노미터 규모의 아주 미세한 기공을 가진 얇은 재질이다. 물질마다 이 막을 통과하는 ‘투과능’이 다르다. 따라서 혼합물을 이 막에 접촉시키면 주로 분자의 크기로 표시되는 이 투과능의 차이로 그 중 한 가지 물질만 통과시켜 분리가 이루어진다. 여기서 이 공정의 구동력은 막을 사이에 둔 압력일 때가 많다.(본문에서는 물질의 ‘활성도’를 주 구동력으로, 압력을 보조 구동력으로 보았다.)

○ 유기 혼합물의 분리는 재래식 방법으로 다단 증류로 한다. 온도가 다른 각 단에서 혼합물의 비점의 차이로 분리가 이루어진다. 그러나 두 물질이 끓는점이 같은 공비화합물에서는 분리가 쉽지 않다. 제 삼 물질을 투입하여 끓는점에 변화를 가하거나 다른 액체에 한 구성물질만 흡수시키는 추출 방법을 쓴다. 이들 공정은 에너지 집약적이고 투자비가 많이 들며 환경 친화적이지 않다.

○ 공비화합물을 이 투과-증류 방법으로 분리하면 조작이 쉽고 안전하며 에너지 절약적이며 환경 친화적이다. 원하는 물질을 약간의 가열로 휘발시켜 막을 통과시키면 간단히 분리된다. 또는 원하지 않는 물질을 같은 방법으로 휘발시켜 막을 통해 제거할 수도 있다.

□ 그러나 유기 화합물을 투과-증발 분리는 상업적인 큰 잠재성에도 불구하고 가장 개발이 늦은 공정이다. 유기-유기 분리 투과-증발의 상업화의 중요한 장벽은 용액/유기물 혼합물의 경우와 달리 막 재질의 선정이 분명하지 않다는 것이다. 특정한 막 화학은 원하는 분리 타입에 달려있고 따라서 막 재료의 선정은 고려해야 할 아주 중요한 문제이다.

○ 촉망되고 있는 복합 막은 비대칭 막이지만 기공이 많은 지지 층 위를 얇고 촘촘한 표피층이 코팅되어 있다. 상부 층은 지지층과 서로 다른 물질로 되어 있다. 복합구조를 사용함으로서 값비싼 고 기능의 상부 층 물질의 사용을 최소화 하여 막의 비용도 최소화 할 수 있다.

○ 제시된 다섯 개의 막 모듈 중 아직까지 PV에 사용가능한 모듈은 평판형 하나밖에 없다. 이점이 개발의 목표가 되어야 할 것이다.

저자

Smitha, B; Suhanya, D; Sridhar, S; Ramakrishna, M

자료유형

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2004

권(호)

241(1)

잡지명

Journal of Membrane Science

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

1~21

분석자

김*설

분석물

• 투과-증발에 의한 유기-유기 혼합물의 분리.pdf [218,404 byte]

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