투과증발에 의한 이소프로판올 수용액의 분리특성

서지정보

· 발행기관 : 한국막학회
· 수록지 정보 : 멤브레인 / 6권 / 1호
· 저자명 : 이규일, 김현진, 김진환

초록

35℃에서 polydimethytsiloxane(PDMS)막에 의한 이소프로판올수용액의 투과증발실험을 행하여 이소프로판올의 부피분율이 0.5~0.7범위에서 이상적인 투과속도로부터 가장 크게 벗어났다. 이소프로판올의 가소화 영향은 물의 투과를 증가시키는 데 비하여 물의 존재는 이소프로판올의 투과를 감소시키는 경향을 나타내었다. 혼합물에서 농도에 의존하는 확산계수를 Vignes식으로 나타내고, Flory-Huggins열역학과 Maxwell-Stefan식을 이용하여 투과속도와 선택도를 예측하였다. 이소프로판올과 물 사이의 Flory-Huggins상호작용계수는 과잉Gibbs에너지를 이용하여 계산하였으며 각 액체 성분과 고분자 사이의 상호작용계수는 평행팽윤 실험에 의하여 결정하였다. 이론적으로 예측한 투과속도는 35%이내의 오차범위에서 실험값과 일치하였으며, 투과선택도는 전 농도 범위에서 실험값과 이론값이 잘 일치하였다.]

영어초록

Pervaporation experiments of isopropanol-water mixtures through a polydimethytsiloxane(PDMS) membrane were carried out at 35℃ and the effect of isopropanol concentration on the separation characteristics was investigated. The total permeation rate showed the largest deviation from the ideal permeation rate at the isoprpanol volume fraction from 0.5 to 0.7, which resulted from the interaction effect between permeants. The plasticizing effect of isopropanol enhanced the permeation of water, while the existance of water resulted in the depression of isopropanol permeation. Both the permeation rate and the selectivity were predicted using Flory-Huggins thermodynamics and modified Maxwell-Stefan equation. The concentration-dependent diffusion coefficients were expressed by Vignes equation. The Flory-Huggins interaction parameter between isopropanol and water was calculated using excess Gibbs energy correlation and the interaction parameters between liquid and polymer membrane were determined by equilibrium swelling experiments. The predicted permeation rates were in accord with the experimental ones within maximum error range of 35 %. The predicted permeation selectivities were in good agreement with the experimental values.

참고자료

· 없음