Abstract: 1-Butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate (BMIM+BF4-) and Al2O3 as metal oxide for preparation of composite membrane were utilized for the CO2 separation. When 13 nm Al2O3 nanoparticles were incorporated into ionic liquid BMIM+BF4-, the separation performance for composite membrane showed the selectivity (CO2/N2) of 30.5 and CO2 permeance of 45.7 GPU. The enhanced separation performance was attributable to the increased CO2 solubility by both oxide layer of Al2O3 and abundant free ions of ionic liquid. In particular, Al2O3 nanoparticles acted as obstacles to nitrogen gas, resulting in the decrease of permeability of nitrogen gas. As a result, the carbon dioxide separation performance could be enhanced.

이산화탄소 분리를 위해 이온성 액체/금속 산화물 복합막이 제조되었으며, 이온성 액체로서 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate (BMIM+ BF4 - )와 금속산화물로서 Al2O3가 사용되었다. 13 nm의 Al2O3가 이온성 액체 BMIM+ BF4 - 에 도입되었을 때, 복합체 분리막의 성능은 CO2/N2 선택도 30.5과 CO2 투과도 45.7 GPU로 관찰되었다. neat BMIM+ BF4 - 분 리막의 성능(CO2/N2 선택도 5와 CO2 투과도 17 GPU)에 비해서 성능이 증가한 이유는 Al2O3의 옥사이드 층과 이온성 액체 내 자유로운 이온농도의 상승으로 인해 CO2 용해도가 상승한 것으로 확인되었다. 특히 Al2O3 나노입자는 질소 기체에 대해 서 장애물로서 작용함으로써 질소기체의 투과도가 감소하여 결과적으로 이산화탄소 분리 성능은 급격히 증가하였다.