| 초록 |
우수한 열적, 화학적, 기계적 성질을 가진 polyimide membrane의 표면을Ar, NH3 플라즈마로 처리한 후 혼합기체(CO2/N2=20/80 vol%)의 투과 실험을 통하여 플라즈마 조건이 기체 투과도와 분리성능에 어떠한 영향을 미치는지를 조사하였다. 투과실험은 30℃, 5atm에서 variable volume method에 의해 행하여졌다. 선택도는 플라즈마 처리에 의해 향상되었음을 확인 할 수 있었다. 표면 개질된 멤브레인의 투과거동에 대해 처리시간, 출력세기, 가스주입 유량 및 반응기내의 압력과 같은 플라즈마 조건의 영향을 조사하였다. 혼합가스(CO2/N2)의 투과도와 선택도에 대한 최적조건은 Ar 플라즈마의 경우에는 10W-6min와20W-4min이며 NH3 플라즈마의 경우에는 30W-10min와 50W-8min의 결과를 얻었다. 이 조건에서 투과도와 선택도는 Ar 플라즈마의 경우 20W-4min에서 각각2.23×10-10cm3(STP)cm/cm2·s·cmHg와 42.79이며, NH3 플라즈마의 경우50W-8min에서 각각 1.13×10-10cm3(STP)cm/cm2·s·cmHg와 72.87를 얻었다.플라즈마 처리된 막의 표면은 FTIR-ATR, ESCA, AFM으로 분석하여 처리전후의 변화를 관찰하였다. 또한 플라즈마 처리시간에 따른 etching 효과와 흡수성은weight loss와 contact angle를 측정하여 조사하였다. 그 결과 polymer 표면에산소와 질소의 도입으로 인하여 표면구조가 처리전에 비해 상당히 달라짐을 발견 할 수 있었다. 비록 CO2와 N2의 투과율은 처리시간이 경과함에 따라 감소하였지만 이 감소는 플라즈마 중합에 의해 효과적으로 억제 될 것으로 기대된다.투과 실험에 있어서 반응 온도와 혼합가스의 비율과 같은 몇몇 다른 실험 조건의 영향도 함께 연구되었다. 그리고 dry 상태와 wet 상태에서 혼합가스에 대한멤브레인의 투과 선택도 실험 역시 수행되었다.
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