• 제목/요약/키워드: 계면동전위

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Poly(styrene-ethylene-butylene-styrene)계 고분자 음이온교환막 계면동전위 특성평가 (Electrokinetics Evaluation of Poly(styrene-ethylene-butylene-styrene) Based Anion Exchange Membrane)

  • 손태양;윤준성;한송이;남상용
    • 멤브레인
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    • 제27권5호
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    • pp.399-405
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    • 2017
  • 계면동전위라 불리는 제타전위(zeta potential)란 표면 전하적 특성을 정량화 한 값으로 전기동역학적 현상으로 발생하는 전위차를 말한다. 제타전위는 막오염(fouling)과 표면전하 분석을 통한 개질 확인 및 치환기 확인에 대한 연구가 활발히 진행되어 왔다. 그리고 제타전위를 측정하는 방법으로는 전기영동(electrophoresis), 전기삼투(eletrosmosis), 유동전위(streaming potential)를 기초로 개발되었고, 그중에서도 평막은 유동전위 측정이 적합하다고 알려졌다. 따라서, 본 연구에서는 poly(styrene-ethylene-butylene-styrene) 고분자에 암모늄을 도입하여 아민화된 SEBS 평막 형택의 분리막을 제조하고, 계면동전위 측정기를 이용하여 제조된 분리막들의 유동전위를 측정하여 결과를 분석하였다.

점토광물에 대한 MTBE와 카드뮴의 물리화학적 흡착 특성 (Physicochemical Adsorption Characteristics of MTBE and Cadmium on Clay Minerals)

  • 임남호;서형준;김창균
    • 대한환경공학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.231-239
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    • 2005
  • 본 연구에서는 MTBE, 카드뮴의 점토광물 종류 및 물리화학적 특성에 따른 흡착 경향 및 계면동전위의 특성을 규명하고자 흡착시간, 혼합비(용매 대 흡착질 비), 오염물질의 농도, 휴믹산 및 pH 변화에 따른 회분식 흡착실험을 수행하였다. 혼합비가 증가할수록 초기농도에 상관없이 흡착량은 증가한 반면, 흡착 효율은 감소하였다. MTBE의 흡착량은 vermiculite> bentonite> CTAB-bentonite 순으로 높았으며, 카드뮴의 흡착량은 bentonite> vermiculite> CTAB-bentonite 순이었다. 이때 MTBE 흡착은 Freundlich 등온 흡착식에 가장 잘 부합되었으며, 카드뮴의 경우 Langmuir 등온 흡착식에 잘 적용되었다. 유기물 함량에 따른 MTBE의 흡착실험 결과 CTAB-bentonite는 유기물의 함량이 높을수록 흡착량이 증가하였으나 bentonite는 유기물 함량 1%, vermiculite는 5%에서 최대 흡착량을 보인 후 감소하였다. 반면 카드뮴은 유기물 함량이 증가할수록 모든 흡착제의 흡착량과 흡착율이 급격히 증가하였다. 카드뮴의 흡착량과 흡착율은 모든 흡착제에 대해 pH 8 이상부터 급격히 증가하였으며, pH 10 이상의 경우 흡착율이 90%까지 증가하였다. 또한 pH가 증가할수록 각 흡착제의 계면동전위는 감소하였고, 카드뮴의 농도가 증가할수록 계면동전위의 절대치가 감소하여 분산안정성이 낮아져 결과적으로 카드뮴의 흡착 효율이 증가하였다.

하전된 멤브레인 미세기공에서의 계면동전기적 유동에 의한 흐름전위: 비선형 Poisson-Boltzmann 전기장을 갖는 경우 (Electrokinetically Flow-Induced Streaming Potential Across the Charged Membrane Micropores: for the Case of Nonlinear Poisson-Boltzmann Electric Field)

  • Myung-Suk Chun
    • 멤브레인
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    • 제13권1호
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    • pp.37-46
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    • 2003
  • 하전된 멤브레인 미세기공으로 유체가 흐르는 경우는 계면동전기 효과가 작용하게 된다. 비선형 Poisson-Boltzmann 전기장과 흐름에 의해 유발되는 전기장 사이의 정전상호작용을 운동방정식의 외부작용 힘으로 고려하였다. 유한차분법으로 정전위 분포를 우선 산출하고, 이어서 Green 함수로 슬릿형 기공에 대한 Navier-Stokes 식의 해석해를 구하였다. 계면동전기적 유동에 의한 흐름전위를 관련된 물리화학적 인자들의 함수로 유도되는 해석적인 명확한 표현으로 제시하였다. 전기이중층, 표면전위, 그리고 기공벽면의 하전조건의 영향에 따른 유속분포와 흐름전위 변화를 고찰하였다 계산결과, 전기이중층 두께나 표면전위가 증가함에 따라 평균유속은 감소하는 반면에 흐름전위는 증가하였다.

납으로 오염된 카올리나이트의 양이온교환능력 및 계면동전위 특성 (Cation Exchange Capacity and Zeta Potential Characteristics of Kaolinite Contaminated with Lead)

  • 장경수;강병희
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2002년도 총회 및 춘계학술발표회
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    • pp.38-43
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    • 2002
  • A series of tests were performed to investigate the effects of pH and contamination level on cation exchange capacity and zeta potential in kaolinite loaded with lead. Test results show that cation exchange capacity of kaolinite is found to be in the range from 4 to 20meq/100g and it increased with increasing pH up to the converged number about 20meq/100g over pH 8. And then CEC has a tendency to reduce and converge to zero with increasing the concentration of Pb in the kaolinite surface. Moreover, zeta potential of kaolinite contaminated with lead is found to be in the range from -10 to 5mV, and zero point of charge is measured at about pH 3.5. Zeta potential of kaolinite contaminated with lead decreases with increasing pH values and decreasing Pb concentration of kaolinite.

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폴리에스테르 직물의 저온플라즈마 처리에 따른 계면동전위와 심색성 향상에 관한 연구 (Increase in Color Depth and Analysis of the Interfacial Electrokinetic Potential of Poly(Ethylene Terephthalate) Fabric by Plasma Treatment)

  • 전상민;이기풍;구강
    • 한국염색가공학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.1-7
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    • 2003
  • We investigated the effect of color depth on polyester fabrics by plasma treatment. In this study, although it have many paper about effects of plasma treatment, we observed interfacial electrokinetic potential of polyester fabrics by plasma treatment and also we investigated relationship between deep coloring agent and plasma treatment to get the effect of color depth on polyester fabrics. The results obtained are as follows, 1. Plasma treatment did not enhanced the effect of color depth of polyester fabrics by plasma treatment independently. 2. In the case of using the deep coloring agent with plasma treatment on polyester fabrics, lightness was more decreased than using the deep coloring agent itself. 3. Plasma treatment could not affect surface shape and tensile strength of treated polyester fabrics.

PEO법으로 (Si,Mn)-HA 코팅된 치과 임플란트용 Ti 합금의 생체적합성 및 표면특성 (Biocompatibility and Surface Characteristics of (Si,Mn)-HA Coated Ti-Alloy by Plasma Electrolytic Oxidation)

  • 강정인;손미경;최한철
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.83-83
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    • 2017
  • 생체재료의 표면은 이식과 동시에 생체계면의 역할을 하게 되어, 일련의 생물학적 반응이 시작되고 진행되는 중요한 장소가 된다. 초기에 생체계면에서 일어나는 단백질 흡착이나 염증반응을 비롯한 생물학적 반응들은 궁극적으로 임플란트의 성패를 좌우할 만큼 중요하다. 골융합을 개선하기 위한 다른 방법으로 생체불활성의 타이타늄 (Ti)과 골조직의 능동적인 반응을 이루기 위해 생체활성 표면을 부여함으로서 계면에서의 골형성 반응을 증진시키는 방법이 이용된다. 생체불활성의 Ti과 Ti합금은 골조직과 직접적인 결합을 이루지 못하므로, 골조직과의 반응을 향상하기 위해 여러 종류의 생체활성 재료를 코팅하는 방법이 연구되어 왔고, 이 중 생체의 변화와 가장 유사한 하이드록시아파타이트 코팅이 가장 대중적인 방법으로 사용되었으며 이는 초기 골형성을 촉진하는 것으로 알려졌다. 치과용 임플란트의 표면형상과 화학조성이 골 융합에 영향을 미치는 가장 중요한 인자이므로 최근의 연구동향은 이들 두 가지 표면특성을 결합함으로서 결과적으로 최적의 골세포반응을 유도하고, 골융합 후 골조직과의 micromechanical interlocking에 의해 임플란트의 안정성에 중요한 역할을 하는 마이크론 단위의 표면조도와 표면 구조를 유지하면서, 부가적으로 골 조직 반응을 능동적으로 개선할 수 있는 생체활성 성분을 부여하여 골 융합에 상승효과를 이루기 위한 표면처리법에 관해 많은 연구가 요구되어지고 있다. 따라서 골을 구하는 원소인 망간과 실리콘으로 치환된 하이드록시아파타이트를 플라즈마 전해 산화법으로 코팅하여 세포와 잘 결합할 수 있는 표면을 제공함으로써 골 융합과 치유기간을 단축시킬 수 있을 것으로 사료된다. 실험방법은 시편은 치과 임플란트 제작 합금인 Ti-6Al-4V ELI disk (grade 5, Timet Co., USA; diameter, 10 mm, thickness, 3 mm)이며, calcium acetate monohydrate, calcium glycerophosphate, manganese(II) acetate tetrahydrate, sodium metasilicate을 설계조건에 따라 혼합 제조된 전해질 용액을 이용하여 플라즈마 전해 산화법으로 표면 코팅을 실시하였다. 각 시편의 플라즈마 전해시 전압은 280V로 인가하였고, 전류밀도는 70mA로 정전류를 공급하여 해당 인가전압 도달 후 3분 동안 정전압 방식을 유지하였다. 코팅된 피막 표면을 주사전자현미경과 X-선 회절분석을 통하여 미세구조 및 결정상을 관찰하였다. 또한 코팅된 표면의 생체활성 평가는 정량적으로 평가하기 위해 동전위시험과 AC 임피던스를 통하여 시행하였다. 분극거동을 확인하기 위해 potentiostat (Model PARSTAT 2273, EG&G, USA)을 이용하여 구강 내 환경과 유사한 $36.5{\pm}1^{\circ}C$의 0.9 wt.% NaCl에서 실시하였다. 전기화학적 부식 거동은 potentiodynamic 방법으로 조사하였고 인가전위는 -1500 mV에서 2000 mV까지 분당 1.67 mV/min 의 주사속도로 인가하여 시험을 수행하였다. 임피던스 측정은 potentiostat (Model PARSTAT 2273, EG&G, USA)을 이용하였으며, 측정에 사용한 주파수 영역은 10mHz ~ 100kHz 까지의 범위로 하여 조사하였고 ZSimWin(Princeton applied Research, USA) 소프트웨어를 사용하여 용액의 저항, 분극 저항 값을 산출하였다. 망간의 함량이 증가할수록 불규칙한 기공을 보였으며, 실리콘은 $TiO_2$ 산화막 형성을 저해하는 경향을 확인할 수 있었다. 단독으로 표면을 처리한 경우보다 두 가지 원소를 이용해 복합 표면처리를 시행한 경우가 내식성이 좋아 임플란트과의 골 유착에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 사료된다.

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가스 질화를 통한 316L스테인리스강의 내식성 개선 (Improvement of Corrosion Resistance of 316L Stainless Steel by Gas Nitriding)

  • 조현빈;박세림;김지수;이정훈
    • 전기화학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.8-14
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    • 2024
  • 오스테나이트계 스테인리스강은 내식성 및 성형성이 양호하여 다양한 분야에 적용되며, 구리계의 합금을 용가재로 하는 브레이징을 통하여 다양한 형상의 제품으로 가공되어 활용되고 있다. 이때, 구리 기반의 용가재와 스테인리스강의 계면에서 갈바닉 셀을 형성하여 부식을 촉진할 수 있으며, 확산을 통해 스테인리스강에 고용 시 형성되는 구리 과다 영역(Cu-rich region)은 공식 발생의 기점이 되어 내식성을 저하시킨다. 본 연구에서는 브레이징이 적용된 스테인리스강의 내식성을 개선하고자, AISI 316L 스테인리스강에 암모니아 가스를 이용한 질화처리를 적용하였다. 질화처리한 시편은 처리 온도가 증가함에 따라 두께가 증가하고 표면 경도가 높아졌다. 동전위분극시험을 통해 내식성을 평가한 결과 질화층 내 고용된 질소의 용출 및 부동태 거동으로 모재대비 내식성이 개선되었지만 처리온도가 높아 크롬질화물(CrN) 분율이 증가하는 경우 내식성이 감소하였다.

나일론과 양모/산성염료계에 대한 계면동전위적 연구 (Electrokinetic Studies on Nylon and Wool/Acid Dye System)

  • 박병기;김진우;김찬영
    • 한국염색가공학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.19-25
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    • 1989
  • In past, dye diffusion and dyeing rate in fibers have been emphasized in dyeing phenomena. However, in the light of the properties of colloids in the surface of disperse phase and dispersion, there exist specific characters such as adsorption or electric double layer, which seems to play important roles in determining the physiochemical properties in the dyeing system. Electrostatic bonding, hydrogen bonding and Van der Waals adsorption are common in dyeing as well as covalent bonding. Particularly, electrostatic bonding is premised on the existance of ionic radicals in fibers. The present study was aimed to clarify the electrokinetic phenomena of dyeing through the role of electric double layer by ion in amphoteric fibers with different ionic effects under different pH. Spectrophotometric analysis method was used to compare dyeing condition of surface, which can be detected by electrokinetic phenomena and the inner of fibers after deceleration of dyed fibers. Nylon and wool, the typical amphoteric fibers were dyed with monoazo acid dyes such as C.I. Acid Orange 20, and C.I. Acid Orange 10. Various combinations were prepared by combining pH, temperature and dye concentration, in order to generate streaming electric potential which were measured by microvolt meter and specific conductivity meter. The results were transformed to zeta potential by Helmholtz-Smoluchowski formular and to surface electric charge density by Suzawa formular, surface dye amount, and effective surface area of fibers. The amount of dyes of inner fibers were also measured by the Lambert-Beer’s law. The main results obtained are as follows. 1. By measuring zeta pontential, it was possible to detect the dyeing mechanism, surface charge density, surface dye amount and effective surface area concerning dye adsorption of the amphoteric fibers. 2. Zeta pontential increases in negative at low pH and high dye concentration in the process of dyeing. This implied that there existed ionic bond formation in the dyeing mechanism between acid dyes and amphoteric fibers. 3. Dibasic acid dye had little changing rate in zeta potential due to the difference in solubility of dye and in number of dissociated ions per dye molecule to bond with amino radicals of amphoteric fibers. The dye adsorption of mono basic acid dye was higher than that of dibasic acid dye. 4. The effective surface areas concerning dyeing were $6.3E+05\;cm^2/g$ in nylon, $1.6E+07\;cm^2/g$ in wool fiber being higher order of wool then nylon.

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