| 초록 |
막분리 공정에 있어서, 분리막의 효율은 투과도와 선택도에 의하여 결정되며, 이 두 가지 요소들은 서로 역으로 작용한다. 투과도를 높이기 위하여 pore가 큰 분리막을 사용하면 선택도가줄어들고 선택도를 높이기 위하여 pore가 작은 분리막을 사용하면 투과도가 줄어든다. 따라서,분리막의 기능은 이들 중 어느 한 요소를 높이면서 다른 요소가 크게 줄어들지 않도록 하는데 초점이 모아지고 있다. 선택도와 투과도의 향상은 다공성 분리막 표면에 조직이 치밀한 플라즈마 고분자 박막을 입혀서 복합막을 제조함으로 이룰 수 있다. 제조된 복합막은 플라즈마 고분자 박막의 분자체 역할때문에 크기가 작은 분자들에 대해서도 높은 선택도를 가질 수 있다. 물론 이 경우 선택도 향상과 함께 투과도의 감소가 발생하지만, 투과도가 박막의 두께에 반비례하므로 박막의 두께를 최소화시키면서 투과도의 감소는 그리 크지 않게 된다. 플라즈마 고분자는 중합 메카니즘의 특성으로 인하여 pinhole이 없고 매우 얇은 박막의 제조가 가능하며, 일반 중합법에 비교해 원자 단위의가교화가 이루어져 열적, 화학적 안정성이 뛰어난 장점을 지닌다. 최근의 플라즈마 중합법을 이용한 기체분리막 제조 응용은 투과특성이 좋은 것으로 알려진 실리콘 계열의 화합물과 분리할 기체에 대하여 선택도가 높은 것으로 밝혀진 플루오르 계열의 화합물을 단량체로 사용하여 기계적 강도와 화학적 저항성이 좋은 mesoporous silica, aluminumoxide 등과 같은 다공성 무기재료를 이용하여 투과특성을 향상시키려는 많은 연구들이 진행되고있다. 즉 다공성 무기막은 높은 투과특성을 가지나 낮은 선택도를 가지고 있어, 플라즈마 중합법을 이용하여 fluorined layer를 입힘으로써 투과특성을 향상시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 rf-plasma 반응기를 사용하여, pore 크기가 서로 다른 aluminum oxide에CHF3를 플라즈마 중합시켜 복합막을 제조하고, CHF3/O2 기체의 희석비와 플라즈마 공정변수에따라 중합된 플라즈마 고분자의 물리적, 화학적 특성을 분석하며, 각 조건에 따라 제조된 막과 투과특성과의 관계를 살펴보았다.
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