그래핀 나노리본과 금속-유기 골격체 기반의 기체 분리막 및 이의 제조방법
Gas separation membrane based on graphene nanoribbon and metal-organic frameworks and manufacturing method thereof
특허 요약
본 발명은 다공성 지지체, 상기 다공성 지지체 상의 1차원 탄소체를 포함하는 제1층 및 상기 1차원 탄소체 상의 금속-유기 골격체를 포함하는 제2층을 포함하는 기체 분리막에 관한 것이다.
청구항
번호청구항
1

다공성 지지체, 상기 다공성 지지체 상의 그래핀 나노리본을 포함하는 제1층 및 상기 제1층 상의 제올라이트형 이미다졸계 골격체를 포함하는 제2층을 포함하는 기체 분리막.

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5

제 1항에 있어서,상기 그래핀 나노리본의 종횡비는 5 내지 500인, 기체 분리막.

6

제 1항에 있어서,상기 제2층은 제올라이트형 이미다졸계 골격체가 제1층의 표면상에 등각적으로 코팅되어 형성된 비다공질 막인, 기체 분리막.

7

제 1항에 있어서,상기 제올라이트형 이미다졸계 골격체의 평균 기공 크기는 1 내지 5 nm인, 기체 분리막.

8

삭제

9

제 1항에 있어서,상기 제1층(L1)과 제2층(L2)의 두께의 비(L2/L1)는 5 내지 100인, 기체 분리막.

10

제 1항에 있어서,상기 다공성 지지체는 다공성 고분자 지지체인, 기체 분리막.

11

제 1항에 있어서,423.15K 조건에서 수소 및 메탄을 포함하는 기체 혼합물에 대한 수소 투과도가 10-8 mol/m2・pa・s 이상이며, 수소 선택도가 50이상인, 기체 분리막.

12

제 1항에 있어서,298.15K 조건에서 수소 및 프로판을 포함하는 기체 혼합물에 대한 수소 투과도가 10-8 mol/m2・pa・s 이상이며, 수소 선택도가 1000이상인, 기체 분리막.

13

제 1항에 있어서,298.15K 조건에서 이산화탄소 및 메탄을 포함하는 기체 혼합물에 대한 이산화탄소 투과도가 10-9 molm2・pa・s 이상이며, 이산화탄소 선택도가 10이상인, 기체 분리막.

14

다공성 지지체 상에 그래핀 나노리본을 코팅하는 단계;Co2+, Ni2+, Cu2+, Zn2+, Al3+, Fe2+ 및 Cr3+에서 선택되는 금속 이온을 포함하는 금속 전구체 및 이미다졸계 화합물을 포함하는 반응 용액을 제조하는 단계; 및상기 그래핀 나노리본이 코팅된 다공성 지지체를 상기 반응 용액에 함침하여 제올라이트형 이미다졸계 골격체를 코팅하는 단계;를 포함하는 기체 분리막의 제조방법.

15

제1항, 제5항 내지 제7항 및 제9항 내지 제13항에서 선택되는 어느 한 항에 따른 기체 분리막을 이용하여 기체 혼합물로부터 수소를 분리하는 것을 특징으로 하는, 수소 분리 방법.

16

제 15항에 있어서, 상기 기체 혼합물은 탄화수소 및 수소를 포함하는, 수소 분리방법.