• Membrane Journal
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• v.27 no.2
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• pp.147-153
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• 2017

In this study, we investigated permeation properties of single gas ($N_2$, $O_2$, $CO_2$) through membranes composed of poly(ethylene oxide) (PEO) and poly(ethylene-co-vinyl acetate) (EVA) blend. The prepared membranes showed no new absorbance peaks, which indicate the physical blending of PEO and EVA by FT-IR analysis. SEM observation showed that the crystalline phase of PEO decreased with increasing EVA content in the PEO/EVA mixed matrix. DSC analysis showed that the crystallinity of the PEO/EVA blend membrane decreased with increasing EVA content. Gas permeation experiment was performed with various feed pressure (4~8 bar). The permeability increased in the following order: $N_2$ < $O_2$ < $CO_2$. The permeability of $CO_2$ in PEO/EVA blend membranes were increased with increasing feed pressure, However, the permeability of $N_2$ and $O_2$ were independent of feed pressure. On the other hand, the permeability of all the gases in PEO/EVA blend membranes increased with increasing amorphous EVA content in semi-crystalline PEO. In particular, the blend membrane with 40 wt% EVA showed $CO_2$ permeability of 64 Barrer and $CO_2/N_2$ ideal selectivity of 61.5. The high $CO_2$ permeability and $CO_2/N_2$ ideal selectivity are attributed to strong affinity between the polar ether groups of PEO or the polar ester groups of EVA and polar $CO_2$.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1993.10a
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• pp.61-62
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• 1993

고분자 분리막의 투과성과 선택성을 향상시키기 위하여 IPN막, 고분자/액정 복합막을 다양한 기능을 가진 재료가 개발되고 있다. 본 연구에서는 알칼리메탈이온을 분리하기 위하여 고분자 지지체에 운반체로써 crown ether(macro-cyclic polyether)류를 분산시킨 고분자/운반체 복합박막을 제조하였다. 고분자/운반체 복합박막은 고분자와 운반체의 혼합용액을 수면에 전개시켜 제조하였다. 고분자는 PVC(M.W 60000, Aldrich), PS(M.W 280000, Aldrich)와 CA(M.W 30000, Sigma)를 사용하였고, 운반체로는 crown ether 중 $K^+$이온과 선택성을 가지는 18-Crown-6(Sigma)를 사용, 고분자와 18-Crown-6의 증량분을 달리하는 혼합용액을 제조하였다. 이때 용매는 Tetrahydrofuran를 사용하였다. 수면에 생성된 박막을 다공성 지지막에 적층시킨 후 감압 건조시켜 복합막을 제조하였다. 고분자와 운반체가 혼합되어 있는 용액의 점도와 표면장력을 각각 fluid spectrometer와 tensionmeter를 사용, 용액이 수면위에서 완전한 막을 형성하면서 분산될 수 있는지 조사하였으며, 고분자 지지체에 분산 고정된 운반체의 분산형태와 표면농도를 조사하기 위하여 ESCA를 이용하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.11a
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• pp.105-108
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• 2007

최근 세라믹 막은 우수한 화학적, 열적 안정성으로 기체 분리 공정에 각광을 받아왔다. 특히 혼합기체에서 고 순도의 수소를 분리해 내는 기술은 연료전지 공정에서 화학 에너지를 적기화학 에너지로 전환시키는데 중요한 역할을 차지한다. 본 연구에서는 MTES 템플레이팅 막을 이용하여 이 막 공정의 흡착 및 투과 특성을 규명하고, 이성분 혼합기체에서 고 순도의 수소를 추출해 낼 수 있는 최적 조건을 도출해 내었다. 또한, 기체 분리 거동을 살펴보기 위해 Gproms Simulator를 이용하였으며, 이때 기체상의 물질전달을 모사하기 위해 Dust Gas Model(DGM)을, 표면 확산 거동을 모사하기 위해 Generalized Stefan-Maxwell(GSM)식을 적용하였다. 이를 통해 평형론적 흡착 뿐 아니라 속도론적 흡착을 동시에 적용할 수 있게 하였다. MTES 템플레이팅 막의 흡착 및 분리능을 규명하기 위해 본 연구에서는 혼합기체의 투과, 분리 실험이 선행되었다. 실험 조건은 온도범위 $30{\sim}50$ $^{\circ}C$, 압력범위 $0{\sim}5$ atm에서 수행되었으며, 혼합기체는 2성분으로 수소 메탄, 수소-이산화탄소, 수소-질소로 기체의 구성비는 각각 50:50 이다. 본 연구를 통해 각 혼합 기체들이 정상상태에 도달하는 시간과 분리능을 계산해 내었으며, 이 분리능을 다시 온도와 압력에 따른 결과로 분석하여 어느 조건에서의 수소 분리도가 최고치를 보이는지를 규명했으며, 시뮬레이션과 비교, 대조하여 예측도를 검사하였다.

• Membrane Journal
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• v.26 no.6
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• pp.463-469
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• 2016

In this research, a new expectation in enhancing the PES (polyethersulfone) polymer phase inversion membrane performances with nanoparticles is proposed by using ZnO. This paper investigated the synthesis of PES phase inversion membranes including ZnO nanoparticles and evaluates the performance of these mixed matrix membranes. The PES-ZnO mixed matrix membranes were fabricated by phase inversion method using the PES-ZnO-NMP(N-methyl-1-pyrrolidone) casting solutions with low ZnO nanoparticles content of 0.375 wt%. The influence of ZnO nanoparticles on the characteristics of PES-ZnO mixed matrix membranes was investigated with scanning electron microscope observations of membrane cross-sections, contact angle measurements, tensile strength measurements, pure water flux measurements and ultrafiltration experiments of BSA solution. Those results showed that the performance advancements in comparison with the pure PES membrane without ZnO in terms of increasing hydrophilicity as well as reducing membrane fouling by adding ZnO nanoparticles even in low concentration.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.201-201
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• 2000

AC-PDP(Plasma Display Panel)에 사용하는 MgO 보호막의 이차전자 방출계수(${\gamma}$)는 AC-PDP의 방전특성을 결정짓는 중요한 요소이다. MgO 보호막의 이차전자 방출계수는 AC-PDP에 주입하는 기체의 종류에 영향을 받는다. 현재 AC-PDP에는 방전특성의 향상과 VUV 발생을 위하여 He, Ne, Xe 등의 혼합기체가 사용되고 있으며, N 기체를 혼합하여 사용할 경우 더 좋은 발광효율을 얻을 수 있다는 보고가 있다. 이번 실험에서는 (100) 방향으로 배향된 MgO Bulk Crystal과 MgO 보호막의 이차전자방출계수를 ${\gamma}$-FIB 장치로 N2 기체혼합비율에 따라 측정하였다. 혼합기체는 Ne=N2 이원기체를 여러 가지 혼합 비율로 변화시켜가며 실험하였다. MgO 보호막은 실제 21inch 규격의 Panel을 사용하였다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1998.10a
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• pp.53-58
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• 1998

1. 서론 : 일반적으로 막 수송특성의 대부분은 막이 갖고 있는 하전밀도와 막내 포아의 크기가 지배적이다. 만약 2개의 요소가 조절 가능해질때 이온수송의 선택투과의 기능성을 갖는 분리막이 보다 독특한 성능의 복합막이 된다. 콜로디온막은 니트로 셀룰로오즈로 구성된 3차원 망 구조가 특징이고, 다른 물질과 결합이 쉽고, 탄화수소 화합물과 같은 활성이 센 물질과는 안정하게 반응한다. 콜로디온 용액에 ion-exchange-resin을 적절히 혼합시켜, 이온교환기를 갖는 고분자를 캐스팅하여 막을 제조한다. 또 다른 캐스팅막의 제법은 염(NaClO$_4$)을 콜로디온 혼합용액에다 반응시켜 다시 염-Nafion-콜로디온의 캐스팅 복합막이 된다. 제조한 막은 염의 수용액속에 보존한 후 사용하였다. 측정시에 막을 수용액으로 옮겨서 염을 충분히 추출시키면 이온이나 물분자와 결합하는 챤넬이 형성되어 포아가 막내에 생기게 된다. 결국 콜로디온을 지지로 한 이온교환막이 만들어지며 이것은 하전밀도와 포아를 갖는 독특한 분리막이 된다. 본 실험에서는 포아의 크기가 고정된 복합막에서 전하밀도의 변화에 따른 복합막을 제조하여서 복합막의 기능과 또 막의 구조내에 생성된 포아의 존재가 막현상에 어떤 결과를 가져오는가를 검토하였다.

• Membrane Journal
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• v.25 no.1
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• pp.48-59
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• 2015

This paper reports a fabrication of poly(L-lactic acid) (PLLA) scaffold membranes through phase separation process using pure and mixed solvents. Chloroform and 1,4-dioxane were used as pure solvents and mixed solvents were obtained by mixing the pure solvents together. Morphologies, mechanical properties and mass transfer characteristics of the scaffold membranes were investigated through SEM, stress-strain test and glucose diffusion test. Scaffold membranes from the solution with pure chloroform showed solid-wall pore structure. In contrast, nano-fibrous membranes were fabricated from the solution with pure 1,4-dioxane. In case of mixed solvents, the scaffold membranes showed various structures with changing composition of the solvents. When 1,4-dioxane content was lower than 20 wt% in the solvent, scaffold membrane showed solid-wall pore structure. When the content was 20 wt%, scaffold membranes with macropores with the maximum size of $100{\mu}m$ was obtained. In the concentration range of 1,4-dioxane over 25 wt%, the scaffold membranes showed nano-fibrous structures. In this range, the fibers showed different diameters with changing composition of the solvent. The minimum fiber diameter was about $15{\mu}m$, when 1,4-dioxane composition was 80 wt%. These results indicate that the composition of the solvent showed a significant effect on the structure of scaffold membrane.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.133-133
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• 1999

비정질 탄소막 제조에 있어서 수소가 포함된 반응성 가스를 사용할 경우 제작된 탄소막 내부에는 수소가 포함되게 되며, 이러한 수소원자들은 막의 특성에 중요한 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 따라서, 본 연구에서는 비정질 탄소막(a-C:H) 내부에 존재하는 수소가 탄소막의 특성에 미치는 영향을 알아보고, 막 내부에 포함된 수소의 함량과 공정조건 사이의 함수계를 조사함으로써 수소의 함량을 인위적으로 통제할 수 있는 가능성을 제시하고자 한다. 수소가 포함된 비정질 탄소막은 2.45 GHz의 전자기파를 사용하는 electron cyclotron resonance plasma enhanced chemical vapor deposition (ECR-PECVD) 방법과 DC magnetron sputtering 법을 사용하여 제작하였다. 기판으로는 Si(001) wafer를 사용하였으며, 아세톤과 에탄올을 사용하여 표면의 유기성분을 제거하고, 진공챔버속에서 Ar 플라즈마를 발생시켜 sputter etching 방법으로 표면을 세척하였다. ECR-PECVD 방법에서는 반응가스로 메탄(CH4)과 수소(H2)의 혼합가스를 사용하였으며, 혼합가스의 비는 5~50% 범위내에서 변화를 주었다. 수소가스의 유량은 100SCCM으로 고정하였으며, 마이크로웨이브의 power는 360~900W였고, 기판에 가해준 negative DC bias 전압은 0~-500V이었다. DC magnetron sputtering 방법에서는 반응가스로 아세틸린(C2H2) 가스를 사용하였으며, 플라즈마 발생을 용이하게 하기 위해서 Ar 가스와 혼합하여 사용하였다. Ar 가스의 유량은 10SCCM으로 고정하였으며, 아세틸렌 가스의 유량은 5~20SCCM 범위내에서 주입하였다. 이때, 기판에 가해준 negative DC bias 전압은 0~-100V이었다. 제작된 탄소막의 수소 함량을 조사하기 위하여 Fourier Transform Infrared (FTIR) 분광법과 Elastic Recoil Detection Analysis (EFDA) 법을 사용하였으며, 증착율은 SEM 단면촬영과 a-step을 이용하여 측정하였고, 막의 경도는 Micro-Hardness Testing 법을 사용하여 측정하였다.

• KSBB Journal
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• v.10 no.4
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• pp.468-474
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• 1995

The disposable glucose bio-sensor using composite of CTA and PCL membrane was developed for measurement of glucose. The most effective membrane was composed of CTA/PCL(80/20, w/w) and glutaraldehyde one-step immobilization method ($10{\mu}m$ thickness) for glucose sensor gave the best result among various methods, considering oxygen permeability and electronic sensitivity. A scanning electron micrograph of the cross-section of a typical asymmetric CTA/PCL composite membrane showed that the membrane fused with a dense layer covered with a GOD-glutaraldehyde. Glucose oxidase immoblilized on the membrane showed the linearity between difference of absolute amperometric values and glucose concentrations within 7mM when the GOD immobilized electrode was used. About 35% of activity was remained after 8 days when the tyrosinase was immobilized on CTA/PCL (80/20) membrane.

• Membrane Journal
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• v.31 no.6
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• pp.404-416
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• 2021

In this study, a mixed matrix membrane was prepared by varying the contents of GO and PEI-GO synthesized in PEBAX2533, and the permeation characteristics of N₂ and CO₂ were studied. The N₂ and CO₂ permeability of the PEBAX/GO mixed membrane decreased as the GO content increased, and showed the highest CO₂/N₂ selectivity of 58.9 at GO 0.3 wt%. For the PEBAX/PEI-GO mixed membrane, the N₂ permeability decreased as the PEI-GO content increased, and the CO₂ permeability showed a different trend according to the PEI-GO content. Overall, the CO₂/N₂ selectivity was higher than that of the PEBAX/GO mixed membrane. In particular, PEI-GO 0.3 wt% showed the highest CO₂/N₂ selectivity of 73.5 among the mixed membranes, and a positive result was obtained as it was located above the Robeson upper bound. This is believed to be due to the molecular sieving channel effect resulting from the original GO structure, the functional groups present in the structure of GO having affinity for CO₂, and the effect of amine bound to PEI by modifying GO into PEI.