상온에서 액체 상태인 이미다졸리움 계열의 이온성 액체에 이산화탄소가 잘 흡수된다는 사실은 잘 알려져 있다. 이러한 이산화탄소의 고용해도 때문에 이온성 액체를 포함하는 분리막은 이산화탄소/질소, 이산화탄소/메탄과 같은 기체 혼합물을 잘 분리할 수 있다. 본 연구에서는 다양한 종류의 이온성 액체를 포함하는 poly(vinylidene fluoride)-hexafluoropropyl copolymer (PVDF-HFP) 겔 분리막을 제조하고 여러 기체의 투과도를 측정하였다. 음이온이 tetrafluoroborate ($BF{_4}^-$)인 경우, 양이온의 탄소수가 증가할수록 이산화탄소의 투과도와 선택도가 모두 감소하였다. 양이온이 1-ethyl-3-methylimidazolium[emim]인 경우, 음이온이 tetrafluoroborate ($BF{_4}^-$)일 때에 비해서 bis(trifluoromethane)sulfoneimide ($Tf_2N^-$)일 때 이산화탄소의 투과도가 2배 정도 증가하였으나, 이산화탄소/질소 및 이산화탄소/메탄의 선택도는 감소하였다. 하지만 이산화탄소/수소 선택도는 두 경우에 거의 비슷하였다.
It is well known that $CO_2$ can be dissolved easily in imidazolium-based room temperature ionic liquids (RTILs). Because of the high $CO_2$ solubility in RTILs, membranes containing RTILs can separate easily gas mixtures such as $CO_2/N_2$ and $CO_2/CH_4$. In this study, we prepared poly(vinylidene fluoride)-hexafluoropropyl copolymer (PVDF-HFP) gel membranes with several RTILs and measured permeabilities of several gases. When the anion of ionic liquids was tetrafluoroborate($BF{_4}^-$), both $CO_2$ permeability and selectivities decreased as the carbon number of the cation increased. When the cation of ionic liquids was 1-ethyl-3-methylimidazolium[emim], $CO_2$ permeability of gel membranes containing bis(trifluoromethane) sulfoneimide($Tf_2N^-$) anion was double compared to those containing tetrafluoroborate($BF{_4}^-$) anion. However, $CO_2/N_2$ and $CO_2/CH_4$ selectivities of the $Tf_2N^-$ case were decreased, whereas the $H_2$ selectivity was almost the same for two cases.
