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멤브레인 = Membrane Journal v.21 no.1, 2011년, pp.55 - 61   피인용횟수: 4
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Nb-doped BCFN 세라믹 막의 제조 및 산소투과 특성
Preparation and Oxygen Permeability of Nb-doped BCFN Ceramic Membrane

김종표    (충남대학교 화학공학과   ); 손수환    (한국에너지기술연구원 온실가스연구단   ); 박정훈    (한국에너지기술연구원 온실가스연구단   ); 이용택    (충남대학교 화학공학과  );
  • 초록

    고상반응법을 이용하여 $BaCo_{0.7}Fe_{0.22}Nb_{0.08}O_{3-{\delta}}$ (BCFN) 조성의 산화물을 합성하였으며, 합성된 분말은 압축 성형 후 $1,200^{\circ}C$ 에서 소결하여 치밀한 세라믹 분리막을 제조하였다. 제조된 $BaCo_{0.7}Fe_{0.22}Nb_{0.08}O_{3-{\delta}}$ 분리막의 XRD 분석결과 단일상의 페롭스카이트 구조를 보였다. 밀봉재료로 glass ring을 사용하여 가스누출 실험 및 산소투과 분석을 하였으며, 산소투과 분석 결과 온도와 산소분압( $Po_2$ )이 증가할수록 산소투과량은 증가하였고, $Po_2$ = 0.63 0.63 atm의 경우 $950^{\circ}C$ 에서 $2.3mL/min{\cdot}cm^2$ 의 값을 나타내었다. 또한, 이산화탄소 300 ppm이 포함된 혼합공기를 사용할 경우 모사공기( $Po_2$ = 0.21 0.21 atm)를 사용한 경우에 비해 산소투과량이 최대 2.9%만 감소하였다. 이는 $BaCo_{0.7}Fe_{0.22}Nb_{0.08}O_{3-{\delta}}$ 분리막이 다른 분리막에 비해 이산화탄소에 대해 안정하다는 것을 의미한다.


    $BaCo_{0.7}Fe_{0.22}Nb_{0.08}O_{3-{\delta}}$ oxide was synthesized by solid state reaction method. Dense ceramic membrane was prepared using as-prepared powder by pressing and sintering at $1,200^{\circ}C$ . XRD result of membrane showed single perovskite structure. Leakage and oxygen permeation test were conducted on the membrane sealed by glass ring as a sealing material. The oxygen permeation flux increased with increasing temperature and pressure difference and maximum oxygen permeation flux was $2.3mL/min{\cdot}cm^2$ at $950^{\circ}C$ with $Po_2$ = 0.63 0.63 atm of oxygen partial pressure. The oxygen permeation in the condition of air with $CO_2$ (300 ppm) as feed stream decreased as much as only maximum 2.9% in comparison with air feed stream. It indicated $BaCo_{0.7}Fe_{0.22}Nb_{0.08}O_{3-{\delta}}$ membrane is more stable than another membrane for carbon dioxide.


  • 주제어

    oxygen separation .   ceramic membrane .   $BaCo_{0.   7}Fe_{0.   22}Nb_{0.   08}O_{3-{\delta}}$ .   perovskite.  

  • 참고문헌 (25)

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  • 이 논문을 인용한 문헌 (4)

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    2. Pyo, Dae-Woong ; Kim, Jong-Pyo ; Park, Jung-Hoon 2012. "Characteristics of Oxygen Permeation on $YBaCo_2O_{5+{\delta}}$ Ceramic Membrane" 멤브레인 = Membrane Journal, 22(2): 113~119     
    3. Kim, Eun Ju ; Park, Se Hyoung ; Park, Jung Hoon ; Baek, Il Hyun 2015. "Oxygen Permeability and Resistance to Carbon Dioxide of SrCo0.8Fe0.1Nb0.1O3-δ Ceramic Membrane" 멤브레인 = Membrane Journal, 25(5): 415~421     
    4. Yun, Jaehan ; Jang, Wongi ; Byun, Hongsik 2015. "Preparation of Photosynthesis Nanofiber Composite Membrane by Using Chlorophyll and Polymer Nanofiber" 멤브레인 = Membrane Journal, 25(1): 75~83     

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