이종석 교수 연구팀, 에틸렌(C2H4)/에탄(C2H6) 분리를 위한 하이브리드 기체분리막 개발 2022-11-15
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- 이종석 교수님 연구진.jpg 이미지 1-1.jpg 이미지 2.jpg
(왼쪽부터) 남기진 연구원(석박통합과정, 1저자), 유현정 연구원(석박통합과정, 공동저자), 성정호 연구원(석박통합과정, 공동저자), 이종석 교수 (교신 저자)
이종석 교수 연구팀의 남기진 학생 (석박통합과정, 주저자), 유현정 학생 (석박통합과정, 공동저자), 그리고 성정호 학생 (석박통합과정, 공동저자)은 석유화학 산업에서 핵심 분리공정 기술 중 하나인 C2H4/C2H6 기체 분리를 위해
삼종의 유기리간드가 포함된 신규 다공성 제올라이트 이미다졸레이트계 구조체 나노입자 (ZIF-8) 및
이를 포함하는 하이브리드 분리막을 개발하였다.
연구팀은 체계적인 입자 설계와 신규 나노 합성법을 통해 세계 최초로 용액상에서 ZIF-8 구조 내 삼종의 유기리간드 동시 도입을 가능케 하였다. 이를
통해 0.02 나노미터 수준 크기 차이의 기체 분자를 분리할 수 있는 초미세 기공 정밀 제어 및 상용
고분자와의 친밀성을 향상시켜 우수한 C2H4/C2H6
기체 분리 성능을 보고하였다.
연구팀이 개발한 하이브리드 소재를 대면적화에 성공하여 실용화한다면, 기존
액화증류공정과 하이브리드 형태로 운영하여 에너지 소모량 및 탄소 배출량을 획기적으로 감축시켜 2050탄소중립
실현에 기여할 수 있을 것으로 기대한다.
본 연구 성과는 한국연구재단이 추진하는 중견연구사업 및 선도연구센터사업 지원을 통해 재료 분야 국제 저명 학술지인
Small methods (IF: 15.367)에 9월 1일자로 온라인 게재되었다.
그림 1. C2H4/C2H6
분리를 위해 다종의 유기리간드를 동시 도입한 신규 Sogang ZIF-8 (SZIF-8) 나노입자의
모식도, (2) 개발된 SZIF-8 나노입자의 2,4-다이메틸이미다졸 도입량에 따른 초미세 기공 크기 분포도, (3) 폴리이미드
고분자와의 우수한 계면 친밀성을 지닌 SZIF-8 나노입자 기반 하이브리드 기체분리막 및 (4) 강화된 계면 친밀성으로 인한 Young’s modulus (영률)과 Hardness (경도)가
획기적으로 향상된 하이브리드 분리막
그림 2. 폴리이미드/SZIF-8
하이브리드 분리막의 C2H4/C2H6
분리성능
연구실 홈페이지: https://gsslab.sogang.ac.kr/gsslab/index.html
논문 링크: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smtd.202200772
언론보도 링크: https://www.hkn24.com/news/articleView.html?idxno=330220