• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.265-265
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• 2010

일반적으로 중금속이나 질산성 질소와 같은 이온성 물질들은 사람의 건강이나 생태계에 좋지 않은 영향을 미칠 수 있다. 이들 오염물질들은 그 종류에 따라 건강에 피해를 주는 정도에 차이가 있지만 안전한 생태환경을 유지하기 위해서는 이들 물질들을 효과적으로 처리할 수 있는 필터가 필요하다. 전극 필터에 최대한 많은 이온들을 흡착시키기 위해서는 전극의 비표면적을 높이는 것이 매우 중요하다. Metal Fiber Filter의 제작과 제작된 Filter의 전기적 특성과 비표면적 향상, 고정성 및 통전성, 축전용량과 전기흡착 및 탈착 경향을 관찰하기 위해 3전극 시스템을 이용하여 Cyclic Voltammetry(CV)와 Chrono-amperometry(CA)를 측정하고 표면의 기공 구조를 관찰하기 위해 주사전자현미경 (SEM;Scanning Electron Microscope)을 이용하여 전극에 생성된 미세 기공의 크기 및 크기 분포를 측정한다. 또한 제작된 Filter 전극을 이용하여 전기장 하에서 수질 속에 있는 질산성이온의 선택적 제거 효율을 측정하여 보고, 측정된 데이터 값을 통해 Metal Fiber Filter의 전기적 특성과 중금속이나 질산성 이온 물질들을 선택적으로 제거할 수 있는 Filter 전극 설계 근거를 제시하고자 한다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.415-420
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• 1998

시판중인 대표적 유·무기이온교환수지를 이용하여 방사성폐액의 주 방사성핵종인 코발트와 세슘에 대하여 방사성패액에 함유되어 있는 대표적 일반이온인 나트륨이온이 이들의 이온교환에 미치는 영향을 분석하였다. 나트륨 존재 하에서 세슘이온에 대한 선택도와 수지단위 부피당 폐액 처리 부피는 무기이온교환수지인 DT 30과 Durasil 230이 가장 높으며 반면에 유기이온교환수지는 두 수치 모두 낮아서 유기이온교환수지는 저농도의 나트륨 이온을 갖는 증발기 응축수의 처리에는 적합하나 나트륨이온의 농도가 비교적 높은 폐액처리에는 적합하지 않으며, 또한 코발트 제거 면에서는 무기이온교환수지인 DT 10 보다 유기이온교환수지인 Amberlite IRN 77이 바람직하다는 결론을 얻었다.

• 대한화학회지
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• 제38권7호
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• pp.529-532
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• 1994

• 대한화학회지
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• 제41권7호
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• pp.337-342
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• 1997

본 연구에서는 benzo-15-crown-5(B15C5)와 poly(acryloylmethylbenzo-15-crown-5)[poly(AMB15C5)] 화합물을 이온선택성 물질로 이용해서 $Pb^{2+}$를 전위차법으로 정량할 수 있는 탐침형 이온선택성 전극(coated wire-ion-selec-tive electrode[CWISE])을 개발하였다. 각각 감지막의 최적 조성은 B15C5의 경우에는 리간드 20 mg, 가소제인 tris(2-ethylhexyl) ester 165 mg, 지지체인 polyvinylchloride 75 mg 및 용매인 THF 0.7 mL이었으며 poly(AMB15C5) 경우에는 리간드 35 mg, 가소제인 tris(2-ethylhexyl) ester 160 mg, 지지체인 PVC [Polyvinyl Chloride] 70 mg 및 용매인 THF 2 mL이었다. 이 때 코팅용액의 리간드에 대한 무게함량은 각각 7.7%와 13.1%이었다. 각각의 전극은 $10^{-5} M{\sim}10^{-1}$ M 농도 범위에서 기울기가 28{\pm}1$ mV/decade인 직선성이 잘 성립하는 감응을 나타내었다. 또한 전극의 감응시간은 poly(AMB15C5) 경우에는 5분 이내였으며 B15C5의 경우에는 3분이내로 비교적 빠른 편이었다. 전극의 안정성은 크라운 에테르의 물에 대한 용해도 때문에 좋은 편은 아니었다. 최적 pH 조건은 pH 3~6이었으며 $Mg^{2+},\; Ca^{2+},\; Co^{2+},\; Ni^{2+},\; Cu^{2+},\; Zn^{2+}$ 및 $Cd^{2+}$는 방해가 거의 없었으나 $Na^+$와 $K^+$는 방해효과가 컸다. 그리고 본 연구에서 제조한 탐침형 이온선택성 전극을 이용하여 $Pb^{2+}$ 이온을 전위차 적정법으로 정량분석해 보았을 때 이론적인 당량점과 종말점이 잘 일키하는 결과를 얻었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권5호
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• pp.735-742
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• 2019

이온 선택성 표면이 가지는 파상구조와 전기와류 불안정성 간의 전기동역학적 상호작용을 수치해석을 통하여 연구하였다. 유한요소법을 이용하여 전기장-이온 이동현상-유동장을 완전결합 해석을 하였다. 이를 통해 파상구조가 제공하는 전기와류 생성 기작인 Dukhin's mode의 유효성 및 역할을 제시하였다. Runinstein's mode와 경쟁관계에 놓이는 Dukhin's mode는 (i) 과한계 영역으로의 전이 전압을 낮춰주고 (ii) 혼돈계인 과한계 영역에서 전류를 비선형적으로 증가시켜준다. 또한, (iii) 전기와류 불안정성에서 발생하는 비효율적 혼합의 원인인 고주파수 Fourier 성분을 배제하여 전기와류의 혼합 효율을 상승시켜 준다. 결론적으로, 본 연구에서 제시한 기작은 전기투석, 화학전지 등의 이온 선택성 이동현상 시스템에 대한 에너지 효율적인 기작으로 활용 가능할 것이다.

• 공업화학
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• 제24권1호
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• pp.49-54
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• 2013

혼합용액에서 nitrate 이온을 선택적으로 제거하기 위해 복합탄소전극을 제조하였다. 질산이온 선택성 수지(BHP55, Bonlite Co.) 분말을 탄소전극 표면에 코팅하여 전극을 제조하였다. 제조한 전극으로 BHP55 셀을 제작하여 chloride, nitrate, sulfate 이온이 혼합된 용액에 대해 축전식 탈염 실험을 수행하였다. 그리고 BHP55 셀에서의 질산 이온 제거량을 이온교환막을 결합한 MCDI 셀의 결과와 비교하였다. BHP55 셀에서 이온의 총 흡착량은 MCDI 셀에서 보다 31% 증가한 $38.3meq/m^2$를 나타냈다. 또한 BHP55 셀에서 질산 이온의 흡착량은 $15.9meq/m^2$ (전체 흡착량의 42%)이었고, 이는 MCDI 셀에서 보다 2.1배 큰 것으로 나타났다. 실험결과 제조한 복합탄소전극은 음이온 혼합용액에서 질산 이온을 선택적으로 제거하는데 매우 효과적임을 알 수 있었다.

• 멤브레인
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• 제7권3호
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• pp.136-141
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• 1997

토양 유기물에서 생물학적 난분해성인 부식물질을 알카리에서 추출하고 산성영역에서 침전되는 성분인 부식산을 정제, 추출하였다. 부식산의 주성분인 카르복실기가 이온교환 능력을 가지고 있는 것을 이용하여 PVA와의 불균질한 이온교환막을 제조하여 생리활성 이온인 $K^+$, $Na^＋$의 이동 및 이동속도를 검토하여 보았다. 그 결과 수소이온 농도가 높을수록 이동속도는 빠르게 나타나고, 특히 $10^-1$,$10^0$영역에서 급격한 변화를 보였다. 또한 $K^+$, $Na^＋$의 농도가 증가함에 따라 그 선택성이 나타났으며, 특히 수소이온농도 $10^0$ 일때는$K^+$이 2배정도 빠르게 이동되고 있다. 따라서 이러한 생리활성 이온의 선택성 및 이동속도의 향상으로 부식산이 이온교환막의 새로운 재료로서의 그 가능성을 나타내었다.

• 멤브레인
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• 제33권6호
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• pp.315-324
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• 2023

이온교환막은 전기막 공정의 성능을 결정하는 핵심 구성 요소이다. 본 총설에서는 다양한 전기막 공정에 적용되는 이온교환막의 성능을 탄소계 및 금속계 나노물질을 이용한 개질을 통해 향상시킨 최신 연구 동향을 살펴보았다. 나노물질들은 다양한 방법을 통해 이온교환막에 도입될 수 있다. 특히 탄소계 나노물질은 화학적 개질을 통해 추가적인 기능기를 도입함으로써 고분자 사슬과의 상호작용을 강화할 수 있다. 이를 통해 이온교환막의 이온전도도를 개선시킬 수 있을 뿐만 아니라 적층 구조를 통한 체거름 현상으로 이온 선택 투과성을 향상시킬 수 있다. 한편, 금속계 나노물질은 적층 구조 혹은 다공성 구조를 갖는 특성을 이용하여 이온교환막 내에서 목적 이온과 배제 이온 간의 수화 반경 차이를 이용한 체거름 특성을 통해 이온 선택 투과성을 향상시킬 수 있다. 또한, 사용한 바인더의 특성에 따라서는 나노물질-바인더 간의 상호작용을 통해 이온전도도도 향상시킬 수 있다. 본 총설로부터 탄소계 및 금속계 나노물질을 이용하여 이온교환막의 특성을 효과적으로 조절할 수 있으며, 따라서 이에 관한 연구가 전기막 공정의 성능을 크게 향상시키기 위해 중요함을 확인할 수 있다.

• 대한화학회지
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• 제33권4호
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• pp.388-398
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• 1989

기체 감응막전극을 이용하여 수용액 중의 아질산이온을 연속${\cdot}$자동화법으로 정량하는 방법을 개발하였다. 이 방법에서 최종검출기로 쓴 이온선택성 전극은 관형 PVC막 pH 전극이었다. 장치계의 최적조건에서 구한 아질산이온 표준시료에 대한 전극의 감응기울기는 63.5mV/decade 이었으며, 직선감응 범위는 $2.5{\times}10^{-4}\; M{\sim}7.5 {\times} $10^{-2}$M 이었고, 검출한계는 $8.0{\times} 10^{-5}$M이었다. 이 방법은 다른 정량법보다 산성기체종의 방해를 적게 받을 뿐만 아니라 정량에 필요한 시간도 훨씬 단축할 수 있었다.

• 폴리머
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• 제24권6호
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• pp.802-809
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• 2000

Poly(L-glutamic acid) (PLGA)와 PVA 블렌드막을 제조한 후, ethanol 수용액중에서 막증의 polypeptide 사슬의 2차구조 전이거동에 미치는 용매조성 및 대이온종의 영향과 알칼리 금속 이온 (Li, na, K, Cs)에 대한 투과특성을 조사하였다. 막중 PLG 알칼리 금속염의 helix 형성거동에 있어 대이온 선택성은 Li>Na>K>Cs의 순으로 관찰되었고, 이와 같은 특이성은 탈용매화 에너지와 정전에너지의 감소에 따른 고분자 하전기와 대이온과의 contact ion-pair 형성에 의한 것으로 설명하였다. 또한 PLGA/PVA 블렌드막의 ethanol 수용액 중에서의 알칼리 금속이온의 투과거동을 살펴보면, ethanol 농도가 점차 증가함에 따라 K, Cs의 경우는 투고도가 증가한, Li, Na의 경우에는 감소하였다. K, Cs 이온의 경우 대이온과 염소이온간의 ion-pair (M$^{+}{\cdot}$Cl$^{-}$)형성에 의한 Donnan배제효과의 감소와 중성염 형태로의 분배량 증가때문인 것으로, Li, Na 이온의 경우 막중의 coil-helix 구조전이에 따른 자유체적의 감소와 고분자 하전기와의 상호작용이 증가하여 확산성이 크게 감소하였기 때문인 것으로 생각된다.