• Membrane Journal
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• v.14 no.2
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• pp.149-156
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• 2004

This work focused on the degradation of natural organic matter (NOM) present in lake water using a combined pkotocatalysisimicrofiltration (MF) process. The system performances were investigated in terms of organic removal efficiency and membrane permeability. The addition of iron oxide particles (IOP) into the photocatalytic membrane reactor improved initial NOM removal by sorption, but during photocatalysis the removal efficiency was reversed, probably due to the scattering of UV light by IOP. The modification of TiO$_2$ surfaces by IOP deposition was conducted to enhance the photocatalytic NOM removal efficiency. A minimal amount of Impregnation of IOP on TiO$_2$ surfaces was required to prevent the light scattering effect as well. The coating of MF membranes with IOP helped to improve the NOM removal efficiency while sorbing NOM by IOP. Regardless of tile operating conditions and particles addition examined, no significant fouling was occurring at a flux of 15 L/$m^2$-h during entire MF operation.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2005.11a
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• pp.51-59
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• 2005

수소 분리막의 적용 분야는 석탄가스, 천연가스, 메탄가스 혼합기체이며, 고온/고압 및 수소농도가 낮은 혼합기체에서 고순도의 수소를 제조하는 곳이다. 특히 치밀질 세라믹 멤브레인은 고온에서 가스화한 석탄가스나 차세대의 쓰레기 처리 기술인 가스화 용융처리에서 생긴 고온가스로부터 고순도의 수소를 분리할 수 있다. 분리한 수소는 고온을 유지하기 때문에 연료전지 발전에 최적이다. 종래의 연료전지는 발전을 위해서 수소의 가열이 필요했으나 이것이 불필요하게 되어 발전 전체의 효율이 향상된다. 석유화학 산업에서 발생하는 혼합기체에서 수소를 분리하여 사용하고 남은 기체는 연료로 재사용할 수 있다. 분리막의 재질로는 고분자계가 개발되고 있으며 고분자 지지체에 백금이나 로듐과 같은 촉매를 코팅하는 방법이다. 이는 기공의 제어가 용이하고 대량생산이 가능한 장점이 있지만 고온에서 사용이 불가능하고 입자상 물질에 의해 분리막의 손상이 문제가 되고 있다. 이에 비해 치밀질 세라믹 멤브레인은 세라믹의 특성에 의해 고온 및 고압에서도 적용이 가능하며, 실온이나 저압의 조건에서도 적용이 가능한 특징을 가진다. $900^{\circ}C$의 고온에서 적용시 세라믹 멤브레인에는 특성열화가 없어 수명이 긴 장점을 가지게 된다. 수소가 포함되어 있는 기체에서 수소 만을 분리하는 방법은 흡착이나 분리막을 이용하는 방법이 일반적이며 흡착에 의한 방법은 일부 실용화가 진행되고 있다. 고효율의 수소를 분리하는 방법으로 분리막을 이용하는 방법이 있다. 현재 치밀질 수소 분리막의 연구는 외국(미국, 일본 등)에서도 초기 연구 단계이다. 국내에서도 이런 연구가 선행되어 외국과의 기술 격차를 줄이고 에너지 자원에 대한 확보가 필요하기 때문에 이 연구가 수행되었다. 치밀질 멤브레인의 소재로는 proton 및 전자전도가 가능한 소재로서 Ba-Ce-Y계를 기본조성으로 하여 내구성과 전기전도도를 향상시키기 위해 Ca, La, In, Yb를 치환하였다. 제조한 재료의 물리화학적 특성을 평가하였고, 수소여과 장치를 이용하여 여과 효율을 평가하였다.

• Membrane Journal
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• v.18 no.2
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• pp.176-184
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• 2008

Nano-porous ceramic membranes was synthesized by the sol-gel method. Gas permeation of hydrogen and nitrogen was determined by single composition gas. Pore size $0.1{\mu}m$ and porosity 32% of flat type ${\alpha}-Al_2O_3$ substrate was manufactured. An intermediate ${\gamma}-Al_2O_3$ layer with pore size of 4 nm was formed by dip-coating. Polymeric silica sol was synthesized by acid catalyzed hydrolysis and condensation of tetra-ethyl-ortho-silicate. Supported membranes on alumina were prepared by dipping and calcining. He, $N_2$ permeation experiments with nanoporous sol-gel modified supported ceramic membranes were peformed to determine the gas transport characteristics. $He/N_2$ permselectivity around $100{\sim}160$ and helium permeation in the order of $10^{-7}mol/m^2{\cdot}s{\cdot}Pa$ were measured in the temperature range of $303{\sim}363K$.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.38 no.3
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• pp.287-292
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• 2001

본 실험은 목적은 CRT(Cathode Ray Tube)용 청색 형광체인 ZnS:Ag 분말 표면에 액상법으로 SnO$_2$를 균일하게 코팅하는 공정조건을 연구하는 것이다. 용매로서 물을 사용하고, Sn의 공급물질로서 SnCl$_4$.4$H_2O$, 침전 촉매로서 CO(NH$_2$)$_2$를 각각 사용하여, 균일 침전 방법으로 ZnS:Ag 분말표면에 SnO$_2$를 코팅할 수 있었다. 초기에 첨가되는 SnCl$_4$.4$H_2O$의 량이 Sn/Zn의 몰비기준으로 0.017인 경우에 ZnS:Ag 분말표면에 Sn(OH)$_4$가 균일하게 코팅되지만, 그 이상 첨가되면 과량의 Sn(OH)$_4$가 입자들 사이에 응집되었다. 코팅된 Sn(OH)$_4$는 비정질 구조로 규명되었으며, 이를 SnO$_2$결정상으로 전이시키기 위하여 300~$700^{\circ}C$ 범위 내에서 열처리를 행하였다. 비정질 Sn(OH)$_4$는 20$0^{\circ}C$이하에서 탈수되었고 45$0^{\circ}C$부터 SnO$_2$로 결정화되기 시작하였다. 순수한 ZnS의 경우, 50$0^{\circ}C$이하에서는 상변화가 없으나, $600^{\circ}C$에서 일부 산화되었으며 $700^{\circ}C$에서는 완전히 ZnO로 산화되므로, ZnS의 산화방지 및 SnO$_2$의 결정화를 동시에 만족하는 최고 열처리온도는 50$0^{\circ}C$로 규명되었다. 그러나 ZnS에 SnO$_2$가 코팅된 시편의 경우에는 $600^{\circ}C$가 되어도 ZnS 상이 거의 산화되지 않았고, $700^{\circ}C$에서도 ZnS와 ZnO 상이 공존한 것으로 보아 SnO$_2$코팅이 ZnS의 산화를 억제하는 것으로 나타났다.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.27 no.3
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• pp.87-91
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• 2017

Carbon-encapsulated Ni and metal Ni nanoparticles were synthesized by levitational gas condensation (LGC). Methane ($CH_4$) gas was used to coat the surface of the Ni nanoparticles. The Ni particles had a core diameter of 10 nm, and were covered by 2~3 nm thin carbon layers with multi-shells structure.The low magnetization comparing with the Ni nanoparticles without carbon-shell results in the coexistence of nonmagnetic carbon and a large surface spin percentage with disordered magnetization orientation for the nanoparticles. Biginelli reactions in the presence of L-proline and Ni and carbon encapsulated Ni nanoparticles were carried out to change the ratio between stereoisomers. The obtained S-enantiomers for 3,4-dihydropyrimidine (DHPM) using catalysts of Ni, and Ni@C was an excess of about ${\Delta}{\sim}7.4%$ and ${\Delta}{\sim}19.6%$, respectively. The nanopowders were fully recovered using magnet to reuse as a catalyst. The Ni@C was shown at same yield to formation of 3,4-DHPM, though it was recycled for catalyst in the reaction.

• Membrane Journal
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• v.11 no.2
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• pp.83-88
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• 2001

A methodology for enhancing the bond strength of a coating layer with a support has been established in preparing low-pressure reverse osmosis mO) hollow fiber which would experience shear badly in flowing feed un it. Prior to coating process, the support membrane, ultrafiltratiun polysulfone(PS) hollow fibers was pretreated with a reaction solution containing glutaraldehyde (GAl which has a good affinity to the suppurt membrane material as well as a reactivity to some of the cunstituents of cuating layer subsequently formed on the support by interfacial polymerization. Therefore, the reactant GA distributed unifonnly over the support layer through the pretreatment could provide a strong adhesive bond between the coating layer and the support, sticking fast to the support membrane through physical bond and, at the same time, connecting its functional group with the coating laycr by chemical bonding. Due to the strong adhesive bond, the resulting hollow fiber membrane showed an excellent long-tcnn stability in pcnneation.

• Membrane Journal
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• v.14 no.2
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• pp.166-172
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• 2004

As a preliminary study for esterification membrane reactor used to produce 2,2,2-trifluoroethylmetacrylate (TFEMA), Pervaporation behaviors with crosslinked Poly(vinyl alcohol) composite membranes were investigated for aqueous TFEA (2,2,2-trifluoroethanol) feed solutions. In this study, crosslinked PVA composite membranes were prepared by reacting PVA with glutaraldehyde (CA)/acid catalyst onto porous polyethersulfone (PES) supports. SEH images (scanning electron microscopy) showed the thicknesses of selective coating layer was about 2-3 ${\mu}{\textrm}{m}$. The swelling tests showed the dogree of crosslinking decreased as content of the crosslinking agent, GA, increased. Total permeation flux decreased while separation factor increased as the CA content increased. As operating temperature increased, total permeation flux remarkably increased in the range of 85-95 wt% TFEA aqueous solutions. Interestingly, however, separation factor decreased in 85-90 wt% with operating temperature, while that increased in 95 wt%. In case of 90 wt% TFEA concentration and operating temperature 8$0^{\circ}C$, the PVA composite membrane crosslinked with 0.1 mol GA per PVA repeating unit showed high permeation flux of 1.5 kg/$m^2$hr and separation factor of 320. These results confirmed the applicability of the PVA composite membranes for the esterification membrane reactor of TFEMA.

• Membrane Journal
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• v.24 no.1
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• pp.69-77
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• 2014

To prepare the hollow fiber nanofiltration composite membranes, the poly(vinylidene fluoride) (PVDF) membrane was hydrophilized with $K_2Cr_2OH$ and $KMnO_4$ aqueous solutions. And then the composite membrane was synthesized on that membrane surfaces using interfacial polymerization with piperazine (PIP) and trimesoyl chloride (TMC). The resulting membranes were characterized in terms of the rejection and flux for NaCl, $CaSO_4$, $MgCl_2$ 100 ppm solution and 300 ppm of NaCl and $CaSO_4$ mixed solution by varying the coating time, drying time, and the concentration of the coating materials. As a result, the higher rejections were shown for $K_2Cr_2OH$ solutionas a hydrophilization material, and the flux was enhanced while the rejection reduced as the hydrophilization time is longer. Also, the rejection increased and the flux reduced as the concentrations of triethyl amine (TEA) and sodium lauryl sulfate (SLS) were higher. Typically, the rejection 50% and flux 40 LMH for NaCl 100 ppm solution, and the rejection 55% and flux 48 LMH for $CaSO_4$ 100 ppm solution were obtained for the PVDF hollow fiber composite membrane prepared with the conditions of PIP 2 wt% (Triethyl amine (TEA) 7 wt%, SLS 20 wt% mixed solution against PIP concentration) and TMC 0.1 wt%.

• Membrane Journal
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• v.14 no.3
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• pp.258-262
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• 2004

Trifluoroethyl methacrylate (TFEMA) is used in the preparation of water-repellant paints and optical fiber clading materials, and is manufactured by esterification reaction of trifluoroethanol (TFEA) and methacrylic acid (MA). To estimate the applicability of a pervaporation membrane for the esterification TFEMA esterification, the basic pervaporation properties for TFEA/water mixture were determined using a commercial poly(vinyl alcohol) membrane (GFT Membrane $Pervap^{\circledR}1005$). The effect of TFEA concentration in feed solution and operating temperature on the pervaporation properties was determined. The total permeation flux decreased with increasing TFEA concentration from 90 to 99 wt%, but the separation factor of TFEA/water showed maximum values at 95 wt% TFEA concentration. With increasing feed temperatures from 50 to 8$0^{\circ}C$, the permeation flux and separation factor increased. Higher separation factors and permeation fluxes were observed at 8$0^{\circ}C$ of feed temperature. This pervaporation performance confirmed that the commercial pervaporation membrane could be successfully applied to esterification of TFEMA.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.337.1-337.1
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• 2016

단일벽 탄소나노튜브(Single-walled carbon nanotubes, SWNTs)는 나노 스케일의 크기와 우수한 물성을 갖고 있어, 전자, 에너지, 바이오 등 다양한 분야로의 응용이 기대되고 있다. 이러한 응용의 실현을 위해서는 경제적, 산업적인 면에서 보다 손쉬운 합성법이 요구된다. SWNTs의 합성에는 대면적의 균일한 CNTs를 합성할 수 있다는 장점이 있는 열화학기상증착법(Thermal chemical vapor deposition, TCVD)이 가장 일반적으로 사용되고 있다. 하지만 탄화수소가스를 효율적으로 분해하기 위하여 $900^{\circ}C$ 이상의 고온공정이 요구되며, 이는 경제적, 산업적인 면에서 사용이 제한적이다. 따라서 저결함, 고수율의 SWNTs를 저온합성 할 수 있는 공정의 개발이 지속적으로 필요하다. 본 연구에서는, TCVD법을 이용하여 에틸렌 원료가스로 SWNTs의 저온합성 가능성을 확인하였다. 합성을 위한 기판과 촉매로는 실리콘 산화막 기판(SiO2/Si wafer)에 철 나노입자를 지닌 ferritin을 스핀코팅 후 산화하여 이용하였다. 저온합성 공정의 변수로는 합성온도와 원료가스인 에틸렌의 분율을 설정하여, 변수가 SWNTs의 결정성과 수율에 미치는 영향을 고찰하였다. 합성된 SWNTs의 분석의 용이함과 손지기(Chirality)의 제어 가능성을 확인하기 위하여 나노 다공성 물질인 제올라이트(Zeolite)를 보조 기판으로 사용하였다. 실험결과 에틸렌 원료가스로 합성한 SWNTs는 메탄을 원료가스로 사용한 경우보다 낮은 $700^{\circ}C$ 부근에서도 합성이 가능함을 확인하였다. 또한 에틸렌의 분율과 합성 시간의 정밀한 제어를 통해 SWNTs의 합성온도를 더욱 감소시키는 것도 가능할 것으로 예상된다.