PIM-1은 우수한 열적, 기계적 특성과 높은 이산화탄소 분리 성능에 의해 이산화탄소 분리막 분야에서 흔히 사용되는 소재이다. 그러나 동시에 비교적 낮은 이산화탄소 선택도와 가소화 효과와 같은 한계점을 가지고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 개선하기 위하여 이온성 고분자인 poly(1-vinyl imidazolium-co-DEGA)를 PIM-1과 혼합하여 제조한 복합막을 개발하였다. poly(1-vinyl imidazolium-co-DEGA)는 이온성 액체 분절에 의하여 이산화탄소의 용해를 향상시킬 수 있고 열처리 과정에서 발생하는 ethylene glycol 분절의 분해에 의하여 이산화탄소의 확산을 촉진할 수 있다. 본 연구에서 CO2/N2 혼합 기체 조건에서 측정한 PIM-1 분리막은 3545 barre의 CO2 투과도와 18.82의 CO2/N2 선택도를 가지는 것으로 측정되었고 PIM-1에 3wt%의 poly(1-vinyl imidazolium-co-DEGA)가 혼합되고 열처리된 분리막은 5909 barrer의 CO2 투과도와 51.0의 CO2/N2 선택도를 가지며 2018 robeson upper bound를 상회하는 이산화탄소 분리 성능을 가지는 것으로 측정되었다. 또한 이산화탄소의 공급 압력이 20 bar가 될 때까지 복합막의 투과도를 측정하였을 때 가소화 저항성을 보이는 것으로 확인되었다.
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- 대표 발명자
- 김태현
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- 출원번호
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10-2025-0060733
(2025-05-09)