• Membrane and Water Treatment
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• 제7권1호
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• pp.23-38
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• 2016

Batch adsorption of methyl orange (MO) from aqueous solution using three kinds of anion exchange membranes BI, BIII and DF-120B having different ion exchange capacities (IECs) and water uptakes ($W_R$) was investigated at room temperature. The FTIR spectra of anion exchange membranes was analysed before and after the adsorption of MO dye to investigate the intractions between dye molecules and anion exchange membranes. The effect of various parameters such as contact time, initial dye concentration and molarity of NaCl on the adsorption capacity was studied. The adsorption capacity found to be increased with contact time and initial dye concentration but decreased with ionic strength. The adsorption of MO on BI, BIII and DF-120B followed pseudo-first-order kinetics and the nonlinear forms of Freundlich and Langmuir were used to predict the isotherm parameters. This study demonstrates that anion exchange membranes could be used as useful adsorbents for removal of MO dye from wastewater.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제32권3호
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• pp.768-778
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• 2011

Calixpyrroles and related macrocycles are non-planer synthetic anion receptors that have attracted considerable attentions in recent years. Although the synthesis of calix[4]pyrrole (known as meso-octamethylporphyrinogen) was reported more than 100 years ago, the anion binding properties were first discovered in 1996. The simple calix[4]pyrroles can be synthesized in single step in high yield by condensation of pyrrole with acetone. The compounds showed preferential binding for halide anions including fluoride, phosphate, carboxylate, and chloride in organic media. Efforts to improve the anion affinity of calix[4]pyrrole and to enhance its selectivity have led to the synthesis of a variety of new calixpyrrole derivatives. Among the various modifications, introduction of straps on one side of the calix[4]pyrroles are the most effective. Incorporation of aromatic rings other than pyrroles also exhibited interesting binding behaviour. Introduction of signalling units as part of the strapping element enable to detect the anions on chromogenic or fluorogenic fashion. Finding of the anion transport properties across the membrane and cytotoxic effects of the calix[4]pyrroles open new window for calixpyrrole-related research. The polymer-incorporated systems have also been employed as anion complexants in solvent-solvent extraction. These old, yet easy-to-make macrocycles have well advanced more recently with the discovery of the ion-pair complexation properties. In this review, the synthetic developments and anion binding properties of calixpyrroles for the last decades will be discussed and will cover the advances in calixpyrrole chemistry.

• 멤브레인
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• 제26권1호
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• pp.62-69
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• 2016

본 연구에서는 양이온 교환막으로 Sulfonated poly(ether ether ketone) (SPEEK)를 사용하였고, 음이온 교환막은 poly(vinyl alcohol) (PVA)과 poly(vinyl amine) (PVAm)을 혼합하여 가교시킨 막을 이용하였으며, 이에 대한 막결합형 축전식 탈염 공정(Membrane capacitive deionization, MCDI)의 성능실험을 진행하였다. 음이온 교환막의 함수율, 이온교환용량, FT-IR 측정을 통하여 막의 특성을 알아보았다. 음이온 교환막의 가교 시간이 3 h에서 5 h으로 증가할수록 염 제거 효율은 81.3%에서 65.7, 53.8%로 감소하였다. PVAm의 농도를 40, 60, 80%로 달리하여 실험한 결과 염 제거 효율은 81.3, 75.2, 37.7%로 PVAm이 80% 함량일 때 가장 효율이 떨어졌다. 이는 음이온 교환막의 가교 시간과 PVAm의 농도가 염제거 성능에 영향을 미치는 것으로 사료된다.

• 폴리머
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• 제39권1호
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• pp.157-164
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• 2015

본 연구에서는 수중 질산성 질소($NO{_3}^-$) 제거용 음이온교환막 제조를 위하여 poly(vinylimidazole-co-trifluoroethylmethacrylate-co-divinylbenzene)(PVTD) 공중합체를 제조하고, quaternization 반응을 통하여 관능기를 도입하기 위한 최적화 반응온도, 반응시간, 관능화농도 조건을 규명하였다. 제조한 음이온교환막의 구조 확인과 분자량 측정을 위하여 FTIR, $^1H$ NMR, 스펙트럼 분석과 GPC 분석을 하였다. 또한 제조한 음이온교환막의 함수율, 팽윤율, 전기저항, 이온교환용량과 같은 기본물성을 측정하였다. 또한 수중 질산염 제거율과 선택성을 확인하기 위하여 막의 음이온 투과성을 측정하여 질산성 질소의 선택성을 확인하였다. 최적 함수율, 전기저항, 이온교환용량은 각각 51.2%, $5.4{\Omega}{\cdot}cm^2$, 1.04 meq/g으로 측정되었다.

• 분석과학
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• 제28권5호
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• pp.341-346
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• 2015

In order to understand the counter anionic effects in a non-aqueous vanadium redox flow battery (VRFB), we synthesized four types of electrolyte salts (1-ethyltriethamine tertafluoroborate, [E-TEDA]⁺[BF₄]⁻, 1-ethyltriethamine hexafluorophosphate, [E-TEDA]⁺[PF₆]⁻, 1-butyltriethylamine tertafluoroborate, [B-TEDA]⁺[BF₄]⁻, and 1-buthyltriethamine hexafluorophosphate [B-TEDA]⁺[PF₆]⁻) by counter anion exchange reaction after the SN₂ reaction. We confirmed the successful synthesis of the electrolyte salts [E-TEDA]⁺[Br]⁻ and [B-TEDA]⁺[Br]⁻ via ¹H-NMR spectroscopy and GC-mass analysis before the counter anion exchange reaction. The electric potential of the vanadium acetylacetonate, V(acac)₃, as an energy storage chemical was shown to be 2.2 V in the acetonitrile solvent with each of the [E-TEDA]⁺[BF₄]⁻, [E-TEDA]⁺[PF₆]⁻, [B-TEDA]⁺[BF₄]⁻, and [B-TEDA]⁺[PF₆]⁻ electrolyte salts. In a non-aqueous VRFB with a commercial Neosepta AFN membrane, the maximum voltages reached 1.0 V and 1.5 V under a fixed current value of 0.1 mA in acetonitrile with the [E-TEDA]⁺[BF₄]⁻ and [E-TEDA]⁺[PF₆]⁻ electrolyte salts, respectively. The maximum voltage was 0.8 V and 1.1 V under a fixed current value of 0.1 mA in acetonitrile with the [B-TEDA]⁺[BF₄]⁻ and [B-TEDA]⁺[PF₆]⁻ electrolyte salts, respectively. From these results, we concluded that in the non-aqueous VRFB more of the [PF₆]⁻ counter anion than the [BF₄]⁻ counter anion was transported onto the commercial Neosepta AFN anion exchange membrane.

• 전기화학회지
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• 제25권2호
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• pp.88-94
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• 2022

알칼리막 연료전지에 사용되는 음이온 교환막은 OH^-을 전달하는 역할을 하며 연료전지의 성능에 많은 영향을 미친다. 따라서 음이온 교환막의 정확한 OH^- 전도도를 측정하는 것은 매우 중요하다. 그러나 OH^-은 대기 중의 CO₂에 의해 중탄산염 형태로 쉽게 피독되어 전해질막의 정확한 OH^- 전도도를 측정하는 것은 매우 어렵다. 본 연구에서는 음이온 교환막의 정확한 OH^- 전도도를 측정하기 위하여 전기화학적 이온교환 처리법을 검증하였다. 또한 CO₂에 노출된 전해질막의 거동을 OH^- 전도도 변화를 통하여 확인하였다. 상용 음이온 교환 막인 Fumatech사의 FAA-3-50과 Orion Polymer사의 Orion TM1와 함께 본 연구 그룹에서 개발한 QPP-6F를 사용하여 정확한 OH^- 전도도 측정 및 CO₂ 피독 효과에 대해서 분석하였다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 2000년도 추계 총회 및 국제학술발표회
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• pp.79-82
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• 2000

No Abstract, See Full Text

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권5호
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• pp.615-621
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• 2013

본 연구에서는 수계 레독스 흐름전지에서 사용하는 멤브레인 특성분석방법을 개선하여 비수계 레독스 흐름 전지를 위한 멤브레인 특성분석방법을 확립하였다. 비수계 레독스 흐름 전지에 적합한 멤브레인 특성을 확인하기 위해 상용 멤브레인의 이온교환능력, 이동수, 이온 전도도, 활물질 투과도, 전지효율 실험 등 특성분석들을 수행하였다. 상용 음이온 교환 멤브레인의 특성분석 실험을 통해 충 방전 효율 및 에너지효율과 이온 선택성의 상관관계를 조사하였다. Neosepta AHA 음이온 교환 멤브레인은 이동수 측정에서 0.81의 값으로 비수계 전해질에서 비교적 낮은 이온 선택성을 보였지만, 충방전 전지효율 평가에서는 92%의 충 방전효율과 86%의 에너지효율을 각각 나타내었다. 또한 이온의 선택성이 없는 다공성 멤브레인은 높은 전류밀도의 비수계 레독스 흐름 전지에 적절함을 알 수 있었다.

• 전기화학회지
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• 제25권2호
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• pp.69-80
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• 2022

고순도 수소생산을 위한 음이온 교환막 수전해는 양성자 교환막 수전해 시스템에서 사용되는 기존 귀금속 촉매 대신 저렴한 비귀금속 기반 촉매를 사용하여 차세대 녹색 수소 생산 기술로 많은 관심을 받고 있다. 하지만 음이온 교환막 수전해 기술은 개발 초기 단계이기 때문에 음이온 교환막 수전해의 핵심 요소인 음이온 교환막, 이오노머, 전극지지체 및 촉매에 관한 연구 수행이 필요하다. 그 중, 현재 촉매 분야에서 진행되고 있는 연구들은 기개발된 알칼리용 반쪽전지 촉매를 음이온 교환막 시스템에 적용하는 방향의 연구가 진행되고 있으며 적용된 촉매는 낮은 활성도와 내구성의 문제점을 가진다. 이에 본 총설은 알칼리성 매질에서 비귀금속 기반 촉매를 사용하여 산소발생반응 및 수소발생반응을 촉진시킨 촉매 합성 기술을 제시하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.129.2-129.2
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• 2010

AEM which were used for solid alkaline fuel cell(SAFC) were prepared by photo polymerization in method pore-filling with various quaternary ammonium cationic monomers and crosslinkers without an amination process. Their specific thermal and chemical properties were characterized through various analyses and the physico-chemical properties of the prepared electrolyte membranes such as swelling behavior, ion exchange capacity and ionic conductivity were also investigated in correlation with the electrolyte composition. The polymer electrolyte membranes prepared in this study have a very wide hydroxyl ion conductivity range of 0.01 - 0.45S/cm depending on the composition ratio of the electrolyte monomer and crosslinking agent used for polymerization. However, the hydroxyl ion conductivity of the membranes was relatively higher at the whole cases than those of commercial products such as A201 membrane of Tokuyama. These pore-filling membranes have also excellent properties such as smaller dimensional affects when swollen in solvents, higher mechanical strength, lowest electrolyte crossover through the membranes, and easier preparation process compared of traditional cast membranes. The prepared membranes were then applied to solid alkaline fuel cell and it was found comparable fuel cell performance to A201 membrane of Tokuyama.