분자체 탄소막의 최근의 진전

전문가 제언

○ 분자체 탄소막은 막 전체 또는 분리 활성층이 무정형 탄소로 형성된 분리막으로서, 고분자막에 활성탄 등의 탄소재료를 혼합한 고분자막과는 명확히 구별된다. 분자체 탄소막은 일반적으로 유기고분자 막을 불활성 분위기에서 500~1000℃에서 탄화하여 제조하므로 구성 원소는 탄소가 주성분이지만, 그 비율은 80~95% 정도이며, 수소나 산소 등의 원소도 막 중에 잔존한다.

○ 분자체 탄소막은 0.3~0.5㎚의 서브나노 공을 가진 탄소막이며, 탄소 마이크로 결정자의 간격이 세공으로 기능하고 있는 것으로 보인다. 이 마이크로 공을 이용하는 분자체 효과에 의해 수소나 이산화탄소 등의 분자 사이즈를 가진 가스나 증기의 분리에 우수한 성능을 발현한다.

○ 탄소막은 먼저 전구체가 되는 고분자막을 제막하고 불활성 분위기에서 탄화하여 제조된다. 전구체로는 탄화 후의 탄소 수율이 큰 폴리이미드 등의 방향족계 폴리머나 탄소섬유의 원료도 되는 폴리아크릴로니트릴이 사용된다. 최근에는 신규 전구체로서 폴리에테르 이미드(PET), 폴리페닐렌옥사이드(PPO) 등이 보고되고 있다.

○ 분자체 탄소막은 적은 분자가 선택적으로 투과하는 특성을 가지므로 여러 조합을 가진 혼합가스의 분리에 사용할 수 있다. 산소/질소 분리, 이산화탄소/메탄의 분리, 물/에탄올 분리에 종래의 공비증류 대신에 침투기화 분리막 방법을 응용하여 물/에탄올을 분리하는 시도가 수행되고 있다.

○ 분자체 탄소막은 가스분리나 침투기화분리에서 우수한 분리성능을 발휘하며 탄소막의 내약품성을 살려서 종래의 고분자막으로는 적용할 수 없었던 부식가스나 유기용제계의 분리에 막 분리법을 적용할 수 있게 되어 막 분리기술이 널리 보급될 것으로 생각된다. 저가의 우수한 성능의 막 생산과 막 성능의 장기 안정성 등의 과제를 해결하기 위한 연구 개발이 요망된다.

저자

Mili Yoshimune

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

화학·화공

연도

2010

권(호)

33(6)

잡지명

ペトロテック

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

422~426

분석자

이*옹

분석물

• 분자체 탄소막의 최근의 진전.pdf [236,308 byte]

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