Clean Technology (청정기술)

The Korean Society of Clean Technology (한국청정기술학회)
권호 표지

Isoprene/n-pentane separation using facilitated transport membranes with SPEEK-AgNO3

SPEEK-AgNO3로 이루어진 촉진 수송 분리 막을 사용한 isoprene/n-pentane 혼합물 분리

  • Choi, Hyun Woo (Division of Environment and Process Technology, Korea Institute of Science and Technology) ;
  • Kim, Dong Bum (Department of Applied Chemistry, Sejong University) ;
  • Kim, Hoon Sik (Department of Chemistry, Kyunghee University) ;
  • Lee, Chang Ha (Department of Chemical Engineering, Yonsei University) ;
  • Choi, Dae Ki (Department of Applied Chemistry, Sejong University)
  • 최현우 (한국과학기술연구원 환경공정연구부) ;
  • 김동범 (세종대학교 응용화학과) ;
  • 김훈식 (경희대학교 화학과) ;
  • 이창하 (연세대학교 화학공학과) ;
  • 최대기 (세종대학교 응용화학과)
  • Received : 2004.06.07
  • Accepted : 2004.07.23
  • Published : 2004.09.01
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Abstract

Sulfonated ionomer membranes, sulfonated poly(ether ether)ketone (SPEEK)-$AgNO_3$, were prepared and tested for separation of the isoprene/n-pentane mixtures. The facilitated transport membranes showed good selectivity and permeance of isoprene over n-pentane and long-term stability. Depending on various reaction conditions, the degree of sulfonation (DS) of SPEEK was measured by 1H NMR spectroscopy and the performance of the membranes was affected by the DS of SPEEK as a whole. As the DS of SPEEK was increased, the selectivity of isoprene over n-pentane increased and eventually reached a maximum selectivity of 850 ~ 900 and the stability of that was continued more than 100 h.

촉진 수송 분리 막은 $Ag^+$ 이온과 올레핀 사이에서 ${\pi}$-complexation을 형성하고, 촉진 수송 현상에 의하여 올레핀을 선택적으로 분리한다. 본 연구에서는 Isoprene/n-pentane 분리를 위해 Sulfonated poly(ether ether)ketone (SPEEK)-$AgNO_3$로 이루어진 촉진 수송 분리 막을 제조하여 실험하였다. 이 분리 막은 isoprene의 좋은 선택도와 투과도를 나타내었고 장시간 동안 안정하게 분리 막의 성능을 유지하였다. SPEEK는 다양한 합성 조건에 따라서 degree of sulfonation (DS)가 많은 차이를 나타냈고, 1H NMR spectroscopy를 사용하여 제조된 SPEEK의 DS를 측정하였다. 이렇게 제조된 SPEEK를 이용한 분리 막의 선택도나 투과도와 같은 성능은 SPEEK의 DS에 의해 영향을 받았다. SPEEK의 DS가 높을수록, n-pentane에 대한 isoprene의 선택도는 최대 850 ~ 900까지 증가하였고, 또한 막의 안정성 역시 100시간 이상 유지되었다.

Keywords