KR20230032255A - 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막 제조방법에 관한 것이다. 그 절차는 CHA 구조를 갖는 Si:Al의 ratio가 8 ~ 50인 입자를 다공성 알루미나 지지체의 표면에 제올라이트 종결정을 코팅하는 단계; 상기 종결정이 형성된 지지체를 반응기에서 수산화알칼리금속과 실리카를 포함하는 합성 용액에서 수열합성하는 단계; 및 상기 수열합성 후 세척, 건조하여 제올라이트 분리막을 제조하는 단계;를 포함하고, 상기 반응기의 합성용액은 SiO2 7.93중량%, Al2O3 0.67중량%, NaOH 0.32중량%, KOH 0.35중량%, H2O 88.94 중량%, TMAdaOH 1.79중량%으로 구성되고, 상기 수열합성의 반응은 160℃의 온도에서 48시간 동안 수열합성한 후 세척물의 pH 7 ~ 8까지 반복 세척한 후 건조하는 것을 특징으로 한다..
이에 따라, 본 발명은 Si/Al 비율이 30 이상을 갖는 silica 형 제올라이트 분리막을 제공함으로서 취약한 내화학성에 의한 탈수 유기 용매의 제한, 짧은 Life time으로 분리막 교체 주기에 따른 비용증가, 탈수 공정의 전처리를 위한 추가 공정에 따른 문제점을 해결하여 비용 절감 효과 및 저에너지를 통한 에너지 비용 절감효과를 제공한다.
이에 따라, 본 발명은 Si/Al 비율이 30 이상을 갖는 silica 형 제올라이트 분리막을 제공함으로서 취약한 내화학성에 의한 탈수 유기 용매의 제한, 짧은 Life time으로 분리막 교체 주기에 따른 비용증가, 탈수 공정의 전처리를 위한 추가 공정에 따른 문제점을 해결하여 비용 절감 효과 및 저에너지를 통한 에너지 비용 절감효과를 제공한다.
Description
본 발명은 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 다공성 알루미나 지지체의 표면에 제올라이트 종결정을 코팅하고, 이차성장에 의해 제올라이트 분리막을 형성하여 수분을 선택적으로 투과시켜 유기용매의 정제 및 고질화를 목적으로 하며, 특히 제올라이트 분리막은 열적, 화학적, 기계적 안정성을 확보하고 큰 열용량으로 인한 공정 안정성을 제공할 뿐 아니라, 높은 Si/Al ratio을 특성으로 내산, 내화학성을 갖는 것을 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막 제조방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 다공성 알루미나 지지체의 표면에 코팅된 종결정을 수열합성에 의한 종결정 이차 성장을 통하여 High silica형 제올라이트 분리막을 제공하고, 제올라이트 분리막은 다공성 알루미나 지지체를 사용함에 있어서 Disc형 지지체가 아닌 Tube 형 지지체에 High silica형 제올라이트 분리막을 제작함으로써 높은 Packing density를 갖는 유기용매 탈수형 제올라이트 분리막 모듈의 구성을 제공한다.
일반적인 제올라이트 분리막은 종결정 성장 및 수열합성을 통하여 합성된다. 다공성 알루미나 지지체 표면에 종결정으로 사용되는 제올라이트 입자를 증착시킨 후, 유기구조유도체가 포함된 수열 합성용액과 함께 수열 반응을 통하여 연속적인 구조를 갖는 제올라이트 분리막을 얻는다. 다음 단계로 소성 과정을 거치는데, 이는 수열 반응에서 포함되었던 유기구조유도체를 제거함으로써 기공을 형성하는 과정이다. Si/Al ratio(이하 SAR 이라 함.)
대개, 유기용매 탈수를 위한 제올라이트 분리막은 제올라이트는 Si/Al ratio가 1을 갖는 것으로, 내화학성이 취약하여 탈수 유기 용매의 제한, 짧은 life time으로 인한 분리막 교체 주기가 증가하고, 낮은 Si/Al ratio에 의한 분리막의 내산성 또는 내화학성을 보완하기 위해 탈수 공정의 전처리 장치가 추가됨으로써 공정설치, 운영비 증가 등의 제약사항이 있는 것이 현실이다.
즉, 제올라이트의 낮은 pH에서는 분리막의 부식이 급격하게 나타나 분리막의 손상 및 성능저하, 분리막의 누설(leakage)과 같은 문제가 발생하고 있으며, 이를 해결하기 위해 전처리 장치를 설치하여 분리막으로 공급되는 유기용매를 중성화하여 공급하는데 이는 공정의 추가에 따라 비용, 부지(Footprint)의 추가 소요가 요구되며 잦은 분리막 교체와 같은 부가 공정 또는 절차를 진행이 필요한 실정이다.
따라서 본 출원인은 내산성 또는 내화학성이 강화된 High silica 형 제올라이트 분리막의 제작에 있어서, 다공성 알루미나 지지체에 종결정 코팅 및 이의 이차성장을 통해 수분을 선택적으로 투과하여 열적, 화학적, 기계적 안정성을 확보할 수 있는 제올라이트 분리막을 형성할 수 있는 기술을 제안하고자 한다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 다공성 알루미나 지지체의 표면에 제올라이트 종결정을 코팅하고, 이차성장에 의해 제올라이트 분리막을 형성하여 수분을 선택적으로 투과시켜 유기용매의 정제 및 고질화를 목적으로 하며, 특히 제올라이트 분리막은 열적, 화학적, 기계적 안정성을 확보하고 큰 열용량으로 인한 공정 안정성을 제공할 뿐 아니라, 높은 Si/Al ratio을 특성으로 내산, 내화학성을 갖는 것을 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막은 유기용매 탈수를 위한 투과증발 또는 증기투과공정에 적용되어 공비점 이하의 수분농도 또는 무수급 유기용매 농도까지 제올라이트 분리막 단일공정으로 탈수함으로써 저에너지, 저비용, 친환경 공정을 고순도 정제가 가능한 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막 제조방법은, 다공성 알루미나 지지체의 표면에 제올라이트 종결정을 코팅하고, 지지체를 수열용액에 담지시켜 수열합성 처리하여 유기용매 탈수를 위한 제올라이트 분리막을 제공한다.
또한, 본 발명은 다공성 알루미나 지지체 표면에 CHA 구조를 갖는 SAR이 8 ~ 50인 제올라이트 입자를 진공 투과법으로 코팅하여 다공성 알루미나 지지체의 표면에 종결정 층을 형성하고, SiO2 7.93중량%, Al2O3 0.67중량%, NaOH 0.32중량%, KOH 0.35중량%, H2O 88.94 중량%, TMAdaOH 1.79중량%이 혼합된 수열용액 내에서 수열합성시켜 이차 성장을 통해 제올라이트 분리막이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막 제조방법은 다공성 알루미나 지지체의 표면에 제올라이트 종결정을 코팅하고, 상기 종결정이 코팅된 지지체를 반응기에서 수산화알칼리금속과 실리카를 포함하는 합성 용액에서 수열합성하는 단계; 및 상기 수열합성 후 건조하여 제올라이트 분리막을 제조하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막 제조방법은 반응기에서 합성용액은 SiO2 7.93중량%, Al2O3 0.67중량%, NaOH 0.32중량%, KOH 0.35중량%, H2O 88.94 중량%, TMAdaOH 1.79중량%으로 구성되고, 상기 반응기는 3/4의 수열용액을 투입하고 160 ~ 180℃의 온도에서 48 ~ 96시간 동안 수열합성한 후 세척수의 pH 7 ~ 8까지 반복 세척한 후 건조하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막 제조방법은, 다공성 알루미나 지지체의 표면에 제올라이트 종결정을 코팅하고, 이차성장에 의해 제올라이트 분리막을 형성하여 수분을 선택적으로 투과시켜 유기용매의 정제 및 고질화를 목적으로 하며, 열적, 화학적, 기계적 안정성을 확보하고 큰 열용량으로 인한 공정 안정성을 제공할 뿐 아니라, 높은 Si/Al ratio을 특성으로 내산, 내화학성을 갖는 것을 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막 제조방법은 Si/Al ratio가 30 이상을 갖는 silica 형 제올라이트 분리막을 제공함으로서 취약한 내화학성, 탈수 유기 용매의 제한, 짧은 Life time으로 인한 분리막 교체에 따른 비용증가, 탈수 공정의 전처리를 위한 추가 공정에 따른 문제점을 해결하여 비용 절감 효과 및 저에너지를 통한 에너지 비용 절감효과를 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막 제조방법은 α-Alumina를 사용한 튜브형 지지체로서 사용하고, High silica형 CHABAZITE 제올라이트 분리막 소재로 사용함으로서 열적, 화학적, 기계적 내구성 및 안정성이 확보하고 큰 열용량에 따른 공정 안정성이 확보되어 수분농도까지 단일공정으로 탈수가 가능하고, 정제 비용을 낮추고, 공비 증류와 추출증류와 같이 화학물질을 사용하지 않아 친환경적이며 고순도 정제가 가능한 분리막을 제공할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막 제조방법은 유기용매 탈수를 위한 투과증발 또는 증기투과공정에 적용되어 공비점 이하의 수분농도 또는 무수급 유기용매 농도까지 제올라이트 분리막 단일공정으로 탈수함으로써 저에너지, 저비용, 친환경 공정을 고순도 정제가 가능한 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막 제조방법에 관한 것이다.
뿐만 아니라, 본 발명의 실시예에 따른 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막 제조방법은 다공성 알루미나 지지체의 표면에 코팅된 종결정을 수열합성에 의한 종결정 이차 성장을 통하여 High silica형 제올라이트 분리막을 제공하고, 다공성 알루미나 지지체를 사용함에 있어서 Disc형 지지체가 아닌 Tube 형 지지체에 High silica형 제올라이트 분리막을 제작함으로써 높은 Packing density를 가지고, 유기용매 탈수를 위한 투과증발 또는 증기투과공정에 적용되어 공비점 이하의 수분농도 또는 무수급 유기용매 농도까지 제올라이트 분리막 단일공정으로 탈수함으로써 저*너지, 저비용, 친환경 공정을 고순도 정제가 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막 모듈의 모식도
도 2는 본 발명에 따른 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막의 수열합성 공정을 도시한 개념도
도 3은 본 발명에 따른 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막 제조를 위한 흐름도
도 4는 본 발명에 따른 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막 제조를 위한 진공 여과 종결정 코팅 장치
도 5는 본 발명에 의해 제조된 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막 모듈상태도 및 분리막 미세구조
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막의 SEM 이미지 사진
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막의 XRD 패턴 그래프
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막의 내산성 효과를 나타낸 SEM 이미지 사진
도 9는 본 발명에 따른 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막의 Ethanol mixed solution의 탈수 성능을 도시한 그래프
도 2는 본 발명에 따른 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막의 수열합성 공정을 도시한 개념도
도 3은 본 발명에 따른 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막 제조를 위한 흐름도
도 4는 본 발명에 따른 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막 제조를 위한 진공 여과 종결정 코팅 장치
도 5는 본 발명에 의해 제조된 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막 모듈상태도 및 분리막 미세구조
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막의 SEM 이미지 사진
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막의 XRD 패턴 그래프
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막의 내산성 효과를 나타낸 SEM 이미지 사진
도 9는 본 발명에 따른 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막의 Ethanol mixed solution의 탈수 성능을 도시한 그래프
이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 기초로 본 발명에 따른 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막 제조방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 첨부된 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막 모듈의 모식도이고, 도 2는 본 발명에 따른 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막의 수열합성 공정을 도시한 개념도를 나타내는데, 도 1 내지 도 2를 참조하여 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막의 세부구성을 살펴보면, 본 발명의 제올라이트 분리막은 다공성 알루미나 지지체의 표면에 제올라이트 종결정을 코팅하고, 지지체를 수열용액에 담지시켜 수열처리한 후 이차 성장에 의해 제올라이트 분리막이 형성된 것으로 SiO2 7.93중량%, Al2O3 0.67중량%, NaOH 0.32중량%, KOH 0.35중량%, H2O 88.94 중량%, TMAdaOH 1.79중량%이 혼합된 수열용액 조성을 갖는다.
보다 구체적으로 다공성 알루미나 지지체의 표면에 Si/Al ratio(이하 SAR 이라 함.)이 8 ~ 50인 제올라이트 종결정을 코팅하고, 지지체를 수열용액에 탐지시켜 수열처리하고, 상기 종결정이 코팅된 지지체를 반응기에서 수산화알칼리금속과 실리카를 포함하는 합성 용액에서 수열합성하고, 수열합성 후 건조하여 제올라이트 분리막이 구비된다.
즉, 상기 SAR이 30 이상을 갖는 silica 형 제올라이트 분리막을 제공하기 위해 다공성 알루미나 지지체의 표면에 제올라이트 종결정을 코팅하고, 이차성장에 의해 제올라이트 분리막을 형성하여 수분을 선택적으로 투과시켜 유기용매의 정제 및 고질화를 목적으로 하며, 특히 제올라이트 분리막은 열적, 화학적, 기계적 안정성을 확보하고 큰 열용량으로 인한 공정 안정성을 제공할 뿐 아니라, 높은 SAR을 특성으로 내산, 내화학성을 갖는 유기용매 정제용 분리막을 제공한다.
따라서, 본 발명은 다공성 α-Alumina 튜브형 지지체의 표면에 High silica형 CHABAZITE 제올라이트 분리막을 합성하여 사용함으로서 열적, 화학적, 기계적 내구성 및 안정성이 확보되어 공비점 이하의 수분농도까지 단일공정으로 탈수가 가능하고, 유기용매의 고순도 정제가 가능한 분리막으로 정제 비용이 경제적이며, 공비 증류와 추출증류와 같이 화학물질을 사용하지 않아 친환경적이며 고순도 정제가 가능한 분리막을 제공할 수 있다.
보다 세부적으로 첨부된 도 3은 본 발명에 따른 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막 제조를 위한 흐름도를 도시한 것으로서, 본 발명에 따른 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막은 수열합성에서 이차성장법에 제조되는데 종결정 제조, 종결정 코팅, 수열용액 제조, 수열합성, 세척 및 건조의 절차로 구성된다.
① 종결정 제조
다공성 지지체에 종결정을 코팅한 후 지지체를 수열용액에 담지시켜 수열처리하여 지지체 표면에 부착된 종 결정이 성장함으로써 지지체 표면에 균일하고 치밀한 제올라이트 분리막이 형성된다.
습식분쇄가 종료된 후 6,000rpm의 속도로 4℃에서 원심분리하여 침전물은 제거하고, 상등액을 취하여 물 200ml를 희석하여 종결정이 제조하였다.
② 종결정 코팅
상기의 절차에 의해 구비된 종결정은 CHA 구조를 갖는 SAR이 8 ~ 50인 입로 0.005중량%으로 희석하여 도 4와 같은 seed Tank에 채워지고 다공성 알루미나 지지체의 외표면에 접촉시켜 반대편의 압력을 -1bar에서 20분간 유지하여 종결정이 표면에 코팅되도록 한다.
③ 수열용액의 제조
수열용액의 조성은 SiO2 7.93중량%, Al2O3 0.67중량%, NaOH 0.32중량%, KOH 0.35중량%, H2O 88.94 중량%, TMAdaOH 1.79중량%으로 하여 Al용액을 Si용액에 서서히 첨가하여 일정한 교반속도 및 온도에서 숙성하여 수열용액을 제조하였다.
특히, 수열용액의 숙성 공정은 수열용액 내의 겔 입자의 결정화도에 영향을 미쳐 제올라이트 분리막층의 종결정 성장 단계에서 결정성장속도에 영향을 주는 인자이다.
④ 수열합성
상기 절차에 의해 종결정이 코팅된 다공성 알루미나 지지체를 수열용액에 투입하고 160 ~ 180℃의 온도에서 48 ~ 96시간 동안 수열합성한다.
수열합성을 통하여 지지체의 표면에 코팅된 종결정은 점점 성장하여 치밀한 제올라이트 분리막을 형성하고, 도 1에 도시된 바와 같이 메커니즘으로 종결정의 성장이 나타나게 된다.
⑤ 세척
수열합성이 종료된 제올라이트 분리막은 증류수로 세척하여 보관하는데, 여과 세척과 침지하여 세척하는 교반 세척을 반복하여 세척수의 ph 7 ~ 8까지 반복 세척공정을 수행하고 수분을 제거하여 상온에서 제습된 상태로 보관한다.
⑥ 분리막 미세구조 확인
상기의 절차에 의해 생성된 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막을 전자주사 현미경을 통해 미세 구조를 확인하면 첨부된 도 6과 같이 분리막이 상태가 도시되는데 이때, 이때 사용된 전자주사 현미경은 SEC사의 SNE-3200M를 이용하였다.
즉, 도 6에 도시된 바와 같이 SEM 이미지는 분리막 두께 3.5 ~ 4.5㎛ 나타나는데, 이는 Seed coating 공정에서 Seed solution 농도 및 투과량에 따라 분리막 두께 변화가 있음을 확인할 수 있다.
상기의 절차에 의해 구비된 제올라이트 분리막을 에탄올 PV Test를 통해 성능을 확인하였다.
1. 분리막 성능평가
(1) 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막의 에탄올 수용액 투과 증발 평가
| Case | Feed Conc. (EtOH/Water) |
Total Flux | Separation factor |
Pemeation Water |
| Seed coating 투과량 100ml | 88.19%/11.81% | 0.86kg/㎡ hr | 7,459 | 99.9% |
| Seed coating 투과량 200ml | 78.49%/21.51% | 0.96kg/㎡ hr | 726 | 99.5% |
| Seed coating 투과량 400ml | 93.72%/6.28% | 0.27kg/㎡ hr | 2,117 | 99.30% |
(2) Si-coating에 의한 후처리된 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막의 에탄올 수용액 투과증발 평가
| Case | Feed Conc. (EtOH/Water) |
Total Flux | Separation factor |
Pemeation Water |
| Seed coating 투과량 100ml | 78.96%/21.04% | 0.72kg/㎡ hr | 3748 | 99.9% |
| Seed coating 투과량 200ml | 81.76%/18.24% | 0.67kg/㎡ hr | 4,478 | 99.9% |
| Seed coating 투과량 400ml | 92.03%/7.97% | 0.68kg/㎡ hr | 5,761 | 99.8% |
| Case | Feed Conc. (EtOH/Water) |
Total Flux | Separation factor |
Pemeation Water |
| Seed coating 투과량 100ml | 89.58%/10.42% | 0.42kg/㎡ hr | 946 | 99.1% |
2. 평가 결과.
상기의 절차에 의해 구비된 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막을 에탄올 수용액을 대상으로 투과증발 평가를 수행하였다. 투과증발 평가는 수열합성 공정에 의해 제조된 유기용매 탈수용 분리막 및 Si-Coating에 의한 후처리 공정이 적용된 분리막으로 수행하였는데, 수열합성에 의해 제조된 분리막은 Total Flux 0.27 ~ 0.96kg/㎡ hr, Separation factor 726 ~ 7,459를 나타내었으며, Si-Coating에 의한 후처리 공정이 적용된 분리막은 Total Flux 0.67 ~ 0.72kg/㎡ hr, Separation factor 3,748 ~ 5,716을 나타내었다.
특히, Si-Coating에 의한 후처리 공정이 적용된 분리막은 Acetic acid와 같이 낮은 pH를 갖는 유기용매를 대상으로한 투과증발 평가에서 Total Flux 0.42 kg/㎡ hr, Separation factor 946의 분리 성능을 나타내었고, 도 8a에 도시된 바와 같이 Acetic Acid에 침지 전에 분리막의 두께는 4.20㎛ 내외이지만, 도 8b에 도시된 바와 같이 침지후 SEM 이미지의 분리막 뚜께는 3.9 ~ 4.25㎛로서 분리막 두께, 표면상태 및 결정변화가 없는 것으로 보아 Acetic acid와 같이 낮은 pH를 갖는 유기용매에 대한 내산성을 확인하였다.
결론적으로, 도 7 내지 도 8을 참조하면 High silica 형 제올라이트 분리막은 다공성 알루미나 지지체의 표면에 코팅된 종결정을 수열합성에 의한 종결정 이차 성장을 통하여 제조되며, 특히, 본 발명의 제올라이트 분리막은 Tube형 지지체에 High silica형 제올라이트 분리막을 제작함으로써 높은 PAcking density를 갖는 유깅용매 탈수용 제올라이트 분리막 모듈의 구성 방법을 제공한다. 또한, 본 발명의 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막은 유기용매 탈수를 위한 투과증발 또는 증기투과공정에 적용되어 공비점 이하의 수분농도 또는 무수급 유기용매 농도까지 제올라이트 분리막 단일공정으로 탈수함으로써 저에너지, 저비용, 친환경 공정으로 고순도 정제가 가능하다.
도 9는 CHABAZITE 분리막의 Lab.scale에서 pH 2.5d인 Ethanol mixed solution의 탈수 성능을 도시한 것으로서 NaA와 비교하여 투과 플럭스가 15% 감소하였으나, 낮은 pH(2.5)에서 안정하게 탈수 성능을 유지되는 것을 확인할 수 있으며, 이를 통해 CHABAZITE 분리막으로 전처리 공정의 추가없이 분리막 단일공정으로 탈수 공정이 이루어져 저에너지, 친환경 공정의 구축이 가능하다.
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
Claims (3)
- 다공성 알루미나 지지체의 표면에 제올라이트 종결정을 코팅하고, 지지체를 수열용액에 담지시켜 수열처리한 후 이차 성장에 의해 제올라이트 분리막이 형성된 SiO2 7.93중량%, Al2O3 0.67중량%, NaOH 0.32중량%, KOH 0.35중량%, H2O 88.94 중량%, TMAdaOH 1.79중량%이 혼합된 수열용액 조성을 특징으로 하는 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막 제조방법.
- CHA 구조를 갖는 Si:Al의 ratio가 8 ~50인 입자를 다공성 알루미나 지지체의 표면에 제올라이트 종결정을 코팅하는 단계;
상기 종결정이 형성된 지지체를 반응기에서 수산화알칼리금속과 실리카를 포함하는 합성 용액에서 수열합성하는 단계; 및
상기 수열합성 후 세척, 건조하여 제올라이트 분리막을 제조하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막 제조방법.
- 제 2 항에 있어서,
상기 반응기의 합성용액은 SiO2 7.93중량%, Al2O3 0.67중량%, NaOH 0.32중량%, KOH 0.35중량%, H2O 88.94 중량%, TMAdaOH 1.79중량%으로 구성되고
상기 수열합성의 반응은 160℃의 온도에서 48시간 동안 수열합성한 후 세척수의 pH 7 ~ 8까지 반복 세척한 후 건조하는 것을 특징으로 하는 유기용매 탈수용 제올라이트 분리막 제조방법.
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Citations (2)
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| KR101638338B1 (ko) | 2014-11-25 | 2016-07-12 | 고려대학교 산학협력단 | 화학 기상 증착법을 통해 기공 크기가 제어된 실리카 카바자이트 제올라이트 분리막의 제조방법 및 이로부터 제조된 기공 크기가 제어된 실리카 카바자이트 제올라이트 분리막 |
-
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