, pp. 35-40 1-(2-methoxyethyl)-3-methylimidazolium Methanesulfonate 이온성액체합성및 CO 2 흡수특성연구 진유란 정윤호 박소진 *, 백일현 한국에너지기술연구원 305-343 대전시유성구장동 71-2 * 충남대학교바이오응용화학부 305-764 대전시유성구궁동 220 (2011 년 6 월 3 일접수, 2011 년 6 월 29 일채택 ) Study of CO 2 Absorption Characteristic and Synthesis of 1-(2-methoxyethyl)-3-methylimidazoLium Methanesulfonate Ionic Liquid Yu Ran Jin, Yoon Ho Jung, So Jin Park*, and Il Hyun Baek Korea Institute of Energy Research, 71-2 Jang-dong, Yuseong-gu, Daejeon 305-343, Korea *Department of chemical engineering, Chungnam National University, 220 Gung-dong, Yuseong-gu, Daejeon 305-764, Korea (Received 3 June 2011; accepted 29 June 2011) 요 약 본연구에서는화석연료사용시발생되는이산화탄소를분리할수있는신흡수제로써활용가능성을파악하기위하여, sulfonate 계이온성액체인 1-(2-methoxyethyl)-3-methylimidazolium methanesulfonate 흡수제에대하여합성하고, 성상분석및이산화탄소흡수능을측정하였다. 1 단방법을이용하여저렴하게이온성액체를합성하였다. 합성된시료의열적, 화학적안정성을 DSC 및 TGA 를사용하여측정하였으며, 화학적구조는 1 H-NMR spectrum 으로확인하였다. 또한, 가변부피투시창 (Variable-volume view cell) 이장착된고압용상평형장치를사용하여 CO 2 흡수능을평가하였다. 실험조건은 30, 50, 70 o C 온도에서수행하였고, 압력 195 bar 까지측정하였다. 실험결과압력이증가하거나온도가감소할때 CO 2 흡수량이증가하였으며, 30 o C, 13 bar 에서 27.6 CO 2 /IL(g/kg) 의 CO 2 흡수능을보였다. Abstract In this study, 1-(2-methoxyethyl)-3-methylimidazolium methanesulfonate ionic liquid has been synthesized, characterized and tested with respect to carbon dioxide absorption with the aim to use it as advanced absorbent materials in fossil fuel processing. The ionic liquid was synthesized by a one step method, low cost. The thermal and chemical stability of selected ionic liquid has been investigated by DSC, TGA and the structure was verified by 1 H- NMR spectroscopy. The solubility of carbon dioxide in the methanesulfonate-based ionic liquids were measured using a high-pressure equilibrium apparatus equipped with a variable-volume view cell at 30, 50 and 70 o C and pressure up to 195 bar. The results show that carbon dioxide solubilities of 1-(2-methoxyethyl)-3-methylimidazolium methanesulfonate increased with pressure increasing and temperature decreasing, and the carbon dioxide absorption capacity showed 27.6 CO 2 /IL(g/kg) at 30 o C, 13 bar. Key words: Ionic liquid, CO 2 Absorption, 1-(2-methoxyethyl)-3-methylimidazolium Methanesulfonate 1. 서론 전세계에너지원의 85% 이상을화석연료를사용하고있으며, 다량의화석연료사용은온실가스발생을증가시켜지구온난화를야기시키고있다 [1]. 따라서지속가능한발전을위하여온실가스의배출을혁신적으로줄일수있는새로운기술개발은매우중요하다 [2]. 그대안의하나로화석연료를사용할때배출하는이산화탄소를포집한후지하공간에저장하는이산화탄소포집및저장 (CCS, Carbon To whom correspondence should be addressed. E-mail: ihbaek@kier.re.kr or sjpark@cnu.ac.kr Capture and Storage) 이대두되고있다. 그러나이와같은기술은처리비용이매우높아비용을낮추기위한새로운기술개발을선진국을중심으로추진되고있다. 특히석탄연소후발생되는이산화탄소를대량으로포집할수있는흡수기술은단시간에상용화기술로활용할수있으나아직비용이높아새로운대안을찾고있는중이다. 흡수기술에서핵심이되고있는것은흡수된이산화탄소를재생시공정에너지를낮출수있는신흡수제개발이중요하다. 따라서현재이온성액체 (Ionic liquids, ILs) 는다양한장점으로인하여차세대흡수제로대두되고있다 [3,4]. 이온성액체 (Ionic liquids, ILs) 는이온만으로구성된액체를말하며, 양이온과음이온으로이루어져있는 35
36 진유란 정윤호 박소진 백일현 용융염 (molten salt) 이라할수있는데, 이러한구조는결정구조의격자에너지가감소하게되고결과적으로낮은융점을가지게되는데, 특히상온에서액체로존재하는이온성액체를상온이온성액체 (room temperature ionic liquid, RTIL) 라한다 [5,6]. 또한상온에서부터 300 o C 또는 400 o C까지의매우넓은온도범위에서도액체상태로존재하면서도증기압이전혀없으며, 증발하지않기때문에휘발성유기물질 (VOCs) 을분리할때대기로용매를배출하지않는다 [7]. 이온성액체는분리하고자하는물리적, 화학적으로결합하여기체를용해시키는성질이있으며특히용매내에서극성을띄는기체 (CO, CO 2, SO 2, N 2 O, H 2, O 2 등 ) 을잘용해시킨다 [7]. 음이온또는양이온치환기의조합하여용도에맞게설계한특정목적이온성액체를흡수제로사용하면혼합기체로부터특정기체를선택적으로흡수, 분리할수있다. 특히이온성액체에기능기를부가함으로써이산화탄소를선택적으로분리할수있는능력을크게향상시킬수있음을제시하고있다 [7,8]. 기능성이온성액체는높은온도에서도증기압이극히낮아고온의혼합가스로부터특정기체를분리하는경우에혼합가스를오염시키지않는다. 또한열적안정성을가지고있기때문에 CO 2 흡수제로서장기간사용할수있다는장점을가지고있다. 따라서이와같은흡수제는이산화탄소를흡수, 재생하는과정에서흡수제에의한오염, 흡수제양의감소, 물을사용함으로써발생되는문제로부터비교적자유로운동시에기존의흡수제공정의변화를최소화하며저에너지, 친환경공정으로이산화탄소를분리할수있는가능성을갖는물질이라고할수있다 [6]. 대표적인이온성액체로 Imidazolium, pyridinium, phosphonium, ammonium, pyrrolidinium, quanidinium, triazolium이연구되고있으며 [9], 이산화탄소포집용신흡수제로이온성액체는아민기가부가된이미다졸양이온을기반으로한 TSIL(Task Specific Ionic Liquid) 이대표적이다. 그러나이러한아민류이온성액체는합성과정이다단계로써제조과정이복잡하며, CO 2 흡수시점도가증가하기때문에흡수제를이용한 CO 2 포집공정운전시어려움이많다는단점을가지고있다. 따라서이러한단점을극복할수있는새로운이온성액체가요구되고있으며, 그중하나가 sulfonate 이온성액체이다. Sulfonate계이온성액체는음이온을변화시켜이온성액체제조시중간물질로사용되고있으며 halide를포함하고있지않고저렴한원료로쉽게합성할수있다는장점을가지고있다 [10]. 본연구에서는 sulfonate 이온성액체중에서대표적인 1-(2-methoxyethyl)-3-methylimidazolium methanesulfonate([c 2 OCmim][MeSO 3 ]) 를이산화탄소신흡수제로활용하기위하여이에대한제조및이산화탄소흡수특성을파악하고자하였다. 따라서 sulfonate 이온성액체를합성하였으며, 합성된물질에대한특성을파악하기위해 1 H NMR, DSC 및 TGA 분석을수행하였다. 최종적으로가변부피투시창 (Variable-volume view cell) 이장착된고압용상평형장치를이용하여 CO 2 흡수능을평가하였다. 동안진공오븐에서상온건조하여미세불순물을제거하고자하였다. 합성시 dichloromethane(aldrich chemistry, 99.8%) 를용매로사용하였다. 2-2. 분석방법시료의구조분석을위하여 1 H NMR spectrum(bruker Co., AVANCE 400MHz) 을이용하였으며, 25 o C, 0.03% tetramethylsilane (TMS) 를함유하는 CDCl 3 를용매로사용하여합성된 [C 2 OCmim] [MeSO 3 ] 시료의화학적구조를분석하였다. 점도계 (Wells/Brookfield Co., LVDV-+PCP) 를사용하여합성된이온성액체의점도를측정하였다. 측정에사용된시료의양은약 0.5 ml으로축의회전속도 0.6, 1.5, 3.0 rpm으로한후 25 o C로조절된항온조내에서점도를측정하였다. 시료의열적특성은 DSC(TA Instruments Co., DSC 2910) 와 TGA(Mettler Toledo Co., TGA/SDTA 851e) 를이용하였다. DSC (Differential Scanning Calorimetry) 분석은시료 2.7~3.6 mg을시료로사용하였으며, 10 o C/min 의승온속도로질소분위기에서 100~150 o C 까지측정하였다. 이때, 이온성액체의녹는점 (T m : melting temperature) 과결정화온도 (T c : crystallization temperature), 유리전이온도 (T g : glass transition temperature) 를분석하였다. TGA(Thermal Gravimetric Analysis) 는분해온도 (T d : decomposition temperature) 및열적안정성을측정하기위해이용하였다. 질소분위기하에서승온온도를 10 o C/min로유지한상태에서 30~800 o C 까지측정하였으며, 시료는 7~15 mg을사용하였다. 2-3. 이산화탄소흡수능측정이산화탄소흡수능을측정하기위하여가변부피투시창 (Variablevolume view cell) 이장착된고압용상평형장치를이용하였으며, 그개략도는 Fig. 1에나타내었다. 장치는압력공급장치, 상평형측정장치, 기-액평형모니터링장치로구분할수있다. 압력공급장치는압력주입기 (pressure generator; High pressure equipment Co., #50-6-15), 압력을생성시키기위한물실린더및상평형측정시스템내압력을알아보기위하여 Heise 압력측정기 (Heise pressure gauge; WIKA Co., P-30) 가장착되어있다. 2. 실험장치및방법 2-1. 시약 1-(2-methoxyethyl)-3-methylimidazolium methanesulfonate ([C 2 OCmim][MeSO 3 ]) 을합성하기위하여 2-methoxyethyl methanesulfonate(tokyo chemical industry Co., 97.0%) 와 1-methylimidazolium(Aldrich chemistry, 99.8%) 을사용하였다. 합성하기전하루 Fig. 1. A schematic diagram of the experimental apparatus. 1. Air Bath 9. Dewar Flask 2. Water Cylinder 10. Light Source 3. Heise Pressure Gauge 11. Bore Scope 4. Pressure Generator 12. CCD Camera 5. Piston 13. Monitor 6. Stirring Bar 14. Variable-Volume View Cell 7. Magnetic Stirrer 15. Temperature Indicator 8. CO 2 Cylinder 16. Sapphire Window
1-(2-methoxyethyl)-3-methylimidazolium Methanesulfonate 이온성액체합성및 CO 2 흡수특성연구 37 상평형측정장치는평형장치내일정한온도를유지하기위하여 air bath(temperature range; 80 o C) 를설치하였으며, 기-액평형을측정하기위한반응기 ( 내경 16 mm, 외경 70 mm, 내부부피 31 cm 3 ) 는외부에서내부를육안으로관측할수있는 view cell이부착된실린더형태로구성되어있다. 기-액접촉을증가시키기위하여내부에마그네틱바를주입하고외부에마그네틱바회전기를장착하였다. 또한진공펌프와 CO 2 공급실린더를설치하여반응기내에불순물제거와 CO 2 공급을원활히하였다. 최종적으로기-액평형모니터링장치에서는 bore scope를이용하여반응기내부를관측하여영상으로기-액평형상태를알수있었다. 실험방법으로실험에앞서이온성액체에포함되어있는불순물을제거하기위하여시료를진공펌프로하루동안제거하였다. 시료 8~12 g을반응셀에주입한후 air bath 내부에반응셀을장착하였다. 장착후이온성액체를넣은반응셀내의불순물을제거하기위하여하루동안진공펌프를이용하여내부공기를제거하였다. 반응셀내에서이온성액체의이산화탄소흡수반응을위하여, CO 2 sample 실린더를이용하여일정량의이산화탄소를주입하였다. 반응셀내주입된이산화탄소의무게는 CO 2 sample 실린더의 CO 2 주입전후의무게를측정하여계산하였다. 이때정확한이산화탄소주입량을알기위해서 CO 2 sample 실린더를액체질소가채워진 Dewar flask에주입함으로써 CO 2 sample 실린더와반응셀을연결해주는라인내의이산화탄소를 CO 2 sample 실린더로회수한후무게를측정할수있었다. 압력주입기 (pressure generator) 를이용하여반응셀내에주입된이산화탄소의압력을서서히증가시켰다. 또한반응셀내에주입된마그네틱바를이용하여이산화탄소와이온성액체와의접촉을증가시켰다. 이때반응셀의온도를설정된값으로올려주었다. 이온성액체와이산화탄소가 single-phase로만든다음, 5 bar/mim으로압력을서서히줄이면서처음 bubble이생긴시점에서의압력을측정하였다. 즉, 이점이온도와압력에서기-액평형상태이다. 모든측정은각각의온도에서두번반복하였다. 최종적으로측정한 bubble pressure 로압력-온도등온선을만들었다 [16-18]. 3. 결과및고찰 3-1. 1-(2-methoxyethyl)-3-methylimidazolium methanesulfonate 이온성액체합성 2-methoxyethyl methanesulfonate 19.572 g(0.127 mol) 와 1-methylimidazole 10.427 g(0.127 mol) 을비이커에넣고용매인 dichloromethane을 15 g 주입하였다. 혼합용액은 60 o C, 30시간동안 220 rpm으로일정하게유지시켜교반하였다. 교반이끝난후혼합용액을감압증류장치 (rotary evaporator; EYELA, N-1000) 를사용해감압상태에서용매를제거하였다. 용매를충분히제거한혼합용액을교반하면서 ethyl acetate로 2회반복세척하여미반응물들을제거하였다. 세척후, 층분리된용액을 separation funnel로최종합성용액을채취하여남아있는 ethyl acetate를제거하기위해감압증류장치를사용하였다. 최종적으로 glass filter 위에 celite 545(Samchun. Co.) 를약 10 cm 두께로충진하고합성용액을여과시켜순수한용액을얻었다. 정제된이온성액체에남아있는수분을제거하기위해진공오븐 (vacuum oven) 에서 70~75 o C 유지시키면서하루정도보관하였다. 이와같이 [C 2 OCmim][MeSO 3 ] 의합성은 Fig. 2에서보는바와같이 Fig. 2. Synthetic route for the synthesis of the sulfonate IL([C 2 OCmim] [MeSO 3 ]). Fig. 3. 1 H NMR spectrum of compound [C 2 OCmim][MeSO 3 ](400 MHz, CDCl 3 ). 전구체인이미다졸양이온과 methanesulfonate 음이온을이용하여 1 단방법에의한이온성액체를합성할수있었다. Fig. 3은합성한 [C 2 OCmim][MeSO 3 ] 의화학적구조로 400 Mhz 1 H NMR peck을나타내고있다. 그림에서나타낸합성된이온성액체의 peak는 reference peak와비교할때일치함을보이고있으며 [11], 구체적인 peck값은아래와같다. [C 2 OCmim][MeSO 3 ] 1 H NMR-(400 MHz, CDCl3, 298 K, TMS) δ 2.67(s, 3H), 3.27(s, 3H), 3.66(t, 2H), 3.95(s, 3H), 4.41(t, 2H), 7.45 (s, 1H), 7.42(s, 1H), 9.64(s, 1H). 3-2. 합성이온성액체의물성특성항온조내온도를 25 o C로유지하고점도를측정한결과를 Table 1에나타내었다. Table 1에서볼수있듯이, 같은음이온을가지는이온성액체의경우 [bmim] > [C 2 OCmim] > [mmim] 와같이양이온의순서로점성이증가하였다. 이는양이온이큰알킬기를가지고있을수록점성이증가하는데, 양이온이긴사슬을지닐수록움직임이자유롭지못할뿐만아니라분자간의반데르발스인력이증가하기때문이다 [12]. 그러나이온성액체는온도나불순물의영향을많이받고, 공기중의수분을잘흡수하기때문에이로인해점성이변할수도있다 [13]. 일반적으로점도가높은이온성액체의경우유동성이낮아서흡수제가 CO 2 흡수탑과탈거탑간을이동하는연속공정에적용하기어렵다는단점을가지고있다 [19]. 상용흡수제로이용하고있는알카놀아민계열의 monoethanolamine(mea) 와 methyldiethanolamine (MDEA) 는 20 o C에서각각 24.1 cp[14], 101 cp[14] 를나타내고있으나, CO 2 흡수제로사용할경우물을혼합하여사용하기때문에점도를낮출수있다. 이에반해 IL [C 2 OCmim][MeSO 3 ] 의점도는 25 o C에서 96 cp 정도로점도를낮추기위하여첨가제의혼합이요구된다. Table 1. Viscosities of Sulfonate-series ILs Cation Anion Viscosity(25 o C/mPa s) [mmim] + [MeSO 3 ] 32.9 [C 2 OCmim] + [MeSO 3 ] 96 [bmim] + [MeSO 3 ] 111
38 진유란 정윤호 박소진 백일현 Fig. 4. TGA trace of sulfonate ILs [C 2 OCmim][MeSO 3 ]. Table 2. Physicochemical properties of sulfonate ILs Cation Anion T g /( o C) T c /( o C) T m /( o C) T d /( o C) [mmim] + [MeSO 3 ] 36.8 93.2 [11] 425 [C 2 OCmim] + [MeSO 3 ] 58.1 65.2 70.1 400 [bmim] + [MeSO 3 ] 38.7 77.1 [11] 380 합성된 sulfonate계이온성액체 [C 2 OCmim][MeSO 3 ] 의열적특성은 TGA를통해확인하였다. 질소분위기에서 30~800 o C까지 10 o C/ mim으로측정한특성그래프는 Fig. 4에나타냈다. TGA 분석결과 350 o C 부터분해가되며 400 o C 이상의온도에서는무게변화가거의없는것으로보아열적으로안정함을확인할수있었다. 열적안정성은 ionic liquids의구조와연관성이있으며, 일반적으로질소와같은헤테로원자와탄소사이의인력, 또는헤테로원자와의수소결합세기에의해결정된다고알려져있다 [13]. Table 2에서양이온을변화시킨이온성액체는 [mmim] > [C 2 OCmim] > [bmim] 순으로높은열적안정도를가지는것을볼수있었다. 이온성액체중 CO 2 흡수능이뛰어난 [emim][tf 2 N] 과 [hmim][bf 4 ] 의분해온도 (T d ) 는각각 280 o C[15], 290 o C[15] 인반면 [C 2 OCmim] [MeSO 3 ] 의분해온도 (T d ) 는 400 o C로써열적으로더안정함을알수있다. Fig. 5에서와같이합성한 [C 2 OCmim][MeSO 3 ] 의물리적, 화학적성질을알기위해 DSC를측정한결과, 용융온도 (T m ) 가 70.1 o C에서나타나고유리전이온도 (T g ) 및결정화온도 (T c ) 는각각약 58 o C, 약 65 o C에서측정되었다. 이온성액체의 side chain이길수록녹는점이낮아진다고알려져있다 [13]. 이는음이온을고정시킨상태에서양 Fig. 5. DSC thermogram of [C 2 OCmim][MeSO 3 ]. 이온을바꾸어가며측정한결과 Table 2에서확인할수있었다. 3-3. 이산화탄소흡수능합성한 [C 2 OCmim][MeSO 3 ] 의 CO 2 용해도는가변부피투시창이장착된고압상평형장치를이용하여온도 30, 50, 70 o C에서압력 194 bar까지측정하였다. 실험데이터는 Table 3에나타내었다. 그림에서 [C 2 OCmim][MeSO 3 ] 흡수제의이산화탄소흡수능은이산화탄소의분압에따라선형적으로증가함을보였다. Fig. 6은압력과온도변화에따른 CO 2 흡수량을몰분율 (mole fraction) 형태로나타낸것이다. 일반적으로기체의용해도는압력이증가하거나온도 Table 3. Experimental data of solubility of carbon dioxide in [C 2 OCmim][MeSO 3 ] 303K 323K 343K P/bar m CO2 (mol kg 1 ) X co2 P/bar m CO2 (mol kg 1 ) X co2 P/bar m CO2 (mol kg 1 ) X CO2 13.8 0.62707 0.12896 19.4 0.62707 0.12896 26.6 0.62707 0.12896 26.7 1.14348 0.21258 36.9 1.14348 0.21258 49.9 1.14348 0.21258 45.2 2.01503 0.32238 68.8 2.01503 0.32238 94.3 2.01503 0.32238 67.6 2.99603 0.41430 119.5 2.99603 0.41430 194 2.99603 0.41430
1-(2-methoxyethyl)-3-methylimidazolium Methanesulfonate 이온성액체합성및 CO 2 흡수특성연구 39 액체는 1단계과정으로합성할수있으므로제조단가가저렴하여상업적으로활용시유용함을나타내고있다. 4. 결론 Fig. 6. Solubility of carbon dioxide in [C 2 OCmim][MeSO 3 ]:, 30 o C;, 50 o C;, 70 o C. Fig. 7. P,T isopleths of the CO 2 +[C 2 OCmim][MeSO 3 ] mixtures at different CO 2 mole fractions(x1):, 0.12896;, 0.21258;, 0.32238;, 0.41430. 가내려가면증가한다 [21]. Fig. 7에서보듯이압력이증가하면 CO 2 흡수량이증가하는것을확인할수있다. 이는이온성액체가물리흡수제로써 CO 2 압력증가에비례하여 CO 2 흡수량이증가하는현상을보이게된다. 그러나온도가증가함에따라 CO 2 흡수능은감소하고있음을알수있다. CO 2 용해도를몰분율로나타내면, [C 2 OCmim] [MeSO 3 ] 의경우이산화탄소의흡수능은 30 o C, 45 bar 기준으로 0.32238 CO 2 mole fraction 값을보였다. 상용 CO 2 흡수공정에서는흡수제의무게와부피가중요하므로이온성액체의단위무게당 CO 2 흡수량은최적의흡수제개발에있어서반드시고려해야하는항목이다. 또한, 단위무게당 CO 2 흡수량이적은이온성액체에 CO 2 흡수능이높은흡수제보다는흡수장치를크게만들고순환속도를높여야하기때문에 CO 2 흡수능이높은흡수제개발이무엇보다도중요하다 [19]. 따라서이온성액체의단위무게당 CO 2 흡수량 ( 무게비 ) 로변환할경우개발한이온성액체 [C 2 OCmim][MeSO 3 ] 의흡수량은 30 o C, 13 bar일때 27.6 CO 2 /IL(g/kg) 값을얻었다. 기존에보고된이온성액체중 CO 2 흡수능이우수한 [bmim][bf 4 ] 와 [bmim][pf 6 ] 의흡수능은 25 o C, 13 bar일때각각 44 CO 2 /IL(g/kg)[20], 31 CO 2 / IL(g/kg)[20] 이다. 이와같이 sulfonate계이온성액체는기존에보고된 CO 2 흡수능이우수한이온성액체보다비록성능은낮으나, 기존이온성액체는합성시 2단계과정이필요하지만 sulfonate계이온성 Sulfonate 계이온성액체인 1-(2-methoxyethyl)-3-methylimidazolium methanesulfonate([c 2 OCmim][MeSO 3 ]) 를 CO 2 흡수제로활용하기위하여합성, 성상분석및 CO 2 흡수능을측정하였다. 1단방법으로합성하고정제과정을거쳐제조된이온성액체는 1 H-NMR 분석결과잘합성되었음을알수있었다. 합성된이온성액체에대한성상을분석한결과, 25 o C에서 96 cp로써상용흡수제 MDEA의 101 cp 보다낮음을보이고있어 CO 2 흡수제로써사용가능성을보이고있다. 또한열적, 화학적안정성을파악하기위하여 DSC 및 TGA를분석한결과 400 o C에서열적으로안정함을알수있었으며, 녹는점 (T m ) 이 70.1 o C이며, 유리전이온도 (T g ) 및결정화온도 (T c ) 는각각 58 o C, 65 o C로써 CO 2 흡수제로써우수한물성을보이고있다. 최종적으로가변부피투시창이장착된고압상평형장치를이용하여온도와압력을변화시키면서 CO 2 흡수능을측정하였으며, 압력이증가할수록 CO 2 흡수능이증가함을보이고있어전형적인물리흡수제임을알수있었다. 또한 [C 2 OCmim][MeSO 3 ] sulfonate계이온성액체의 CO 2 흡수능은 30 o C, 13 bar에서 27.6 g CO2 /kg IL 으로써기존에보고된성능이우수한 [bmim][pf 6 ](25 o C, 13 bar에서 31 g CO2 /kg IL ) 보다낮은흡수능을나타내었다. 그러나 [C 2 OCmim] [MeSO 3 ] sulfonate계이온성액체는 1단으로합성하므로 2단으로합성하는 [bmim][pf 6 ] 보다제조방법이간단하여향후상업적으로이용할경우에경제적으로 CO 2 흡수제를제조할수있다는장점을가지고있다. 감 본연구는과학기술부의 21세기프론티어연구개발사업인이산화탄소저감및처리기술개발사업단의연구비지원 (CE3-101) 으로수행되었습니다. 사 참고문헌 1. Siriwardane, R. V., Shen, M.-S. and Fisher, E. P., Adsorption of CO 2, N 2, and O 2 on Natural Zeolites, Energy Fuels, 17, 571-576 (2003). 2. Shiflett, M. B., Drew, D. W., Cantini, R. A. and Yokozeki, A., Carbon Dioxide Capture Using Ionic Liquid 1-Butyl-3-methylimidazolium Acetate, Energy Fuels, 24, 5781-5789(2010). 3. Wappel, D., Gronald, G., Kalb, R. and Draxler, J., Ionic Liquids for Post-combustion CO 2 Absorption, Int. J. Greenhouse Gas Control, 4, 486-94(2010). 4. Winkel, A. and Wilhelm, R., New Chiral Ionic Liquids Based on Enantiopure Sulfate and Sulfonate Anions for Chiral Recognition, Eur. J. Org. Chem, 5817-5824(2010). 5. Lee, H. J., Lee, J. S., Ahn, B. S. and Kim, H. S., Technology Trend in Ionic Liqudis, J. Korean Ind. Eng. Chem., 16(5), 595-602(2005). 6. Lee, H. J., Lee, J. S. and Kim, H. S., Applications of Ionic Liquids: The State of Arts, Appl. Chem. Eng., 21(2), 129-136(2010).
40 진유란 정윤호 박소진 백일현 7. Jang, W. J., A study of Absorbent for Pre-combustion CO 2 Capture System, Chung nam National University(2009). 8. Zhang, F., Fang, C.-G., Wu, Y.-T., Wang, Y.-T., Li, A.-M. and Zhang, Z.-B., Absorption of CO 2 in the Aqueous Solutions of Functionalized Ionic Liquids and MDEA, Chem. Eng. J., 160, 691-697(2010). 9. Fredlake, C. P., Crosthwaite, J. M., Hert, D. G., Aki, S. N. V. K. and Brennecke, J. F., Thermophysical Properties of Imidazolium-Based Ionic Liquids, J. Chem. Eng. Data, 49, 954-964(2004). 10. Zhang, S., Chen, Y., Ren, R. X.-F., Zhang, Y., Zhang, J. and Zhang, X., Solubility of CO 2 in Sulfonate Ionic Liquids at High Pressure, J. Chem. Eng. Data, 50, 230-233(2005). 11. Cassol, C. C., Ebeling, G., Ferrera, B. and Duponta, J., A Simple and Practical Method for the Preparation and Purity Determination of Halide-Free Imidazolium Ionic Liquids, Adv. Synth. Catal, 348, 243-248(2006). 12. Wasserscheid, P. and Welton, T. (eds.), Ionic Liquids in Synthesis, Wiley-VCH, Weinheim(2003). 13. Hee, Y. S., Synthesis of Chiral Imidazolium Ionic liquids, Ewha Womans University(2009). 14. Oh, S.-K., A Study on Absorption Characteristics of Carbon Dioxide Using Alkanolamine Solutions, Chungnam National University(2008). 15. Jeong, S. K., Kim, D. H., Baek, I. H. and Lee, S. H., CO 2 Absorption in Ionic Liquids, Korean Chem. Eng. Res.(HWAHAK KONG- HAK), 46(3), 492-497(2008). 16. Shin, E.-K. and Lee, B.-C., High-pressure Phase Behavior of Carbon Dioxide with Ionic Liquids: 1-Alkyl-3-methylimidazolium Trifluoromethanesulfonate, J. Chem. Eng. Data, 53, 2728-2734(2008). 17. Lee, B.-C. and Outcalt, S. L., Solubilities of Gases in the Ionic Liquid 1-n-butyl-3-methylimidazolium Bis(trifluoromethylsulfonyl)imide, J. Chem. Eng. Data, 51, 892-897(2006). 18. Ahn, J.-Y., Lee, B.-C., Lim, J. S., Yoo, K.-P. and Kang, J. W., High-pressure Phase Behavior of Binary and Ternary Mixtures Containing Ionic Liquid [C6-mim][Tf 2 N], Dimethyl Carbonate and Carbon Dioxide, Fluid Phase Equilibria, 290, 75-79(2010). 19. Cho, M. H., Lee, H. and Kim, H., CO 2 Separation Techniques Using Ionic Liquids, Korean Chem. Eng. Res.(HWAHAK KONG- HAK), 48(1), 1-9(2010). 20. Anthony, J. L., Anderson, J. L., Maginn, E. J., Brennecke, J. F., Anion Effects on Gas Solubility in Ionic Liquids, J. Phys. Chem. B, 109, 6366-6374(2005). 21. Aki, S. N. V. K., Mellein, B. R., Saurer, E. M. and Brennecke, J. F., High-pressure Phase Behavior of Carbon Dioxide with Imidazolium-based Ionic Liquids, J. Phys. Chem. B, 108, 20355-20365(2004).