VOCs 분리용 활성탄소중공사막 제조
Preparation of Activated Carbon Hollow Fiber Membrane for VOCs Separation
- 주제(키워드) carbon membrane , Phenolic resin , VOCs , Hydrocarbon
- 발행기관 서강대학교 화공생명공학과
- 지도교수 구기갑
- 발행년도 2010
- 학위수여년월 2010. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 화공생명공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000046163
- 본문언어 한국어
초록/요약
탄소막은 고분자막에 비해 높은 선택성과 투과성, 열적, 화학적 안정성을 가지고 있어 휘발성유기화합물 중의 탄화수소류 혼합 가스를 분리하기 위한 막으로 상당한 관심을 받고 있다. 활성탄소중공사막은 막 내부의 미세기공에 의해 선택적으로 응축성 성분을 흡착하는 흡착-확산 기구에 의해 VOCs의 분리를 가능하게 한다. 본 연구에서는 다공성 알루미나 중공사막과 phenolic resin (novolac type)을 이용하여 막 표면과 열린 기공에 흡착성 미세기공이 형성된 활성탄소중공사막을 제조하였다. 활성탄소중공사막의 분리 특성을 향상시키기 위해 산화, 탄화 및 활성화 단계의 열분해를 실시하였다. 열분해 조건에 따른 Phenol/Alumina 복합 활성탄소중공사막의 물리적 특성과 기체 투과특성에 대해 살펴보았다. 그 결과, Phenol/Alumina 복합 활성탄소중공사막은 표면확산에 의해 기공 표면 위에 선택적으로 흡착되어 휘발성유기물질의 대부분을 차지하고 있는 탄화수소를 회수하는데 매우 효과적인 특성을 보였다. 따라서 본 연구에서 개발된 Phenol/Alumina 복합 활성탄소중공사막은 VOCs의 분리, 농축에 매우 효과적으로 활용 가능할 것으로 기대된다.
more초록/요약
Carbon membrane materials have received considerable attention for the gas separation including hydrocarbon mixture of ingredients of the volatile organic compounds (VOCs) because they possess their higher selectivity, permeability, and thermal stability than the polymeric membranes. The use of activated carbon membranes makes it possible to separate continuously the VOCs mixture by the selective adsorption-diffusion mechanism which the condensable components are preferentially adsorbed in to the micropores of the membrane. The activated carbon hollow fiber membranes with uniform adsorptive micropores on the wall of open pores and the surface of the membranes have been fabricated by the carbonization of a thin film of phenolic resin deposited on porous alumina hollow fiber membrane. Oxidation, carbonization, and activation processing variables were controlled under different conditions in order to improve the separation characteristics of the activated carbon membrane. Properties of activated carbon hollow fiber membranes and the characterization of a gas permeation by pyrolysis conditions were studied. As the result, the activated carbon hollow fiber membranes with good separation capabilities by the molecular size mechanism as well as selective adsorption on the pores surface followed by surface diffusion effective in the recovery hydrocarbons have been obtained. Therefore, these activated carbon membranes prepared in this study are shown as promising candidate membrane for separation of VOCs.
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