PDMS에 NaA zeolite를 0~40 wt% 가하여 PDMS-NaA zeolite 막을 제조하였다. SEM 관찰에 의하면 PDMS-NaA zeolite 막 내에 분산되어있는 NaA zeolite 입자의 크기는 $2{\sim}5{\mu}m$이었다. PDMS-NaA zeolite 막의 $N_2$와 $H_2$ 투과도는 막 내의 NaA zeolite 함량이 증가하면 증가하였고, $N_2$보다는 $H_2$의 투과도가 더 컸다. 그리고 PDMS-NaA zeolite 선택성($H_2/N_2$)은 NaA zeolite 함량이 증가하면 증가하였다.
본 연구에서는 한외여과 polysulfone (PSf) 중공사막에 첨가제를 섞는 방법을 통해 친수성 증가에 따른 분리막 특성 및 성능을 향상하고자 하였다. 15 nm 크기의 fumed silica (FS)를 0.1, 0.3, 0.5 wt%로 방사 용액에 분산시켜 혼합 매트릭스 분리막을 제조하였다. 단면 및 표면상태를 확인하기 위해 SEM 분석을 진행하였으며, FS가 함유될수록 중공사막의 평균 기공 반경이 4 nm 이상 증가하는 것을 확인하였다. 또한, 분리막의 친수성 분석을 위해 접촉각 측정을 진행하였으며, FS 함유로 분리막의 친수성이 높아진 것을 확인하였다. 수투과도의 경우 FS가 섞인 분리막은 91~96 LMH 수준을 보였으며 PSf 분리막보다 5~11%의 증가율을 보였다. 내오염성 평가에서도 친수도가 상승한 FS 혼합 중공사막 표면에 소수성을 띄는 BSA가 흡착되지 못하여 상대 유량 감소율이 PSf 단일막 보다 낮아졌음을 확인하였다.
뒤쥐 Sorex caecutiens의 악하선의 미세구조를 연구하였다. 악하선은 샘포들과 도관들로 구성되었다. 악하선 샘포는 잘 발달된 조면소포체, 미토콘드리아와 많은 전자밀도가 있는 분비과립으로 채워진 장액선 세포와 점액선 세포를 가지는 혼합샘이었다. 장액선 샘포 과립은 명확한 한계막이 없는 타원형으로 다양한 전자밀도를 가지는 거친 알갱이만을 가지고 있었다. 점액선 샘포 과립은 명확한 한계막이 없는 타원형이고 전자밀도가 있는 균질한 기질 내에 몇 개의 연하거나 투명한 띠를 가져 다양한 문양으로 관찰되었다. 따라서 뒤쥐아과(Soricinae)에 속하는 뒤쥐, S. caecutiens의 악하선 샘포 과립은 샘포 과립의 경계막의 부재와 점액 샘포 과립의 특별한 문양으로 땃쥐아과(Crocidurinae)를 포함한 다른 포유류 종들과 구분된다. 과립관세포에서 많은 작은 과립소포와 층으로 된 한계막으로 덮이고 거친 장액성의 분비 과립 혹은 균질한 기질로 채워진 몇 개의 특징적 구조들이 관찰되었다.
용액-확산 메커니즘에 의해 결정되는 기존의 고분자에서와는 달리, 촉진수송은 투과도와 선택도를 동시에 향상시킬 수 있는 기술이다. 본 연구에서는 은 나노입자, 폴리비닐피롤리돈, 7,7,8,8-테트라시야노퀴노디메탄으로 구성된 촉진수송 올레핀 분리막에 있어서, 메조기공 티타늄산화물($m-TiO_2$)에 대한 영향을 연구하였다. 특히 메조기공 티타늄산화물은 폴리비닐클로라이드-g-폴리옥시에틸렌 메타크릴레이트 가지형 공중합체를 템플레이트로 하여 쉽고 대량 생산이 가능한 방법으로 제조하였다. 엑스레이 회절분석에 따르면, 제조된 메조기공 티타늄산화물은 아나타제와 루타일 상의 혼합으로 구성되어 있으며, 결정의 크기가 약 16 nm 정도 되었다. 메조기공 티타늄산화물을 첨가하였을 때, 분리막의 확산도가 증가하여 혼합기체 투과도가 1.6에서 16 GPU로 증가하였고 선택도는 45에서 37로 약간 감소하였다. 메조기공 티타늄산화물이 첨가되지 않은 분리막은 장시간 성능이 유지되었으나, 메조기공 티타늄산화물이 첨가된 분리막의 경우 시간이 지남에 따라 투과도와 선택도가 감소하였다. 이는 티타늄산화물과 은 사이의 화학적 상호작용으로 은 나노입자의 올레핀 운반체로써의 활성을 감소시키기 때문으로 사료된다.
Kim, Jong-Hak;Min, Byoung-Ryul;Kim, Yong-Woo;Kang, Sang-Wook;Won, Jong-Ok;Kang, Yong-Soo
Macromolecular Research
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제15권4호
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pp.343-347
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2007
Novel composite membranes, which delivered high separation performance for propylene/propane mixtures, were developed by coating inert poly(ethylene-co-propylene) rubber (EPR) onto a porous polyester substrate, followed by the physical distribution of $AgBF_4$. Scanning electron microscopy-wavelength dispersive spectrometer (SEM-WDS) revealed that silver salts were uniformly distributed in the EPR layer. The physical dispersion of the silver salts in the inert polymer matrix, without specific interaction, was characterized by FT-IR and FT-Raman spectroscopy. The high separation performance was presumed to stem from the in-situ dissolution of crystalline silver ionic aggregates into free silver ions, which acted as an active propylene carrier within a propylene environment, leading to facilitated propylene transport through the membranes. The membranes were functional at all silver loading levels, exhibiting an unusually low threshold carrier concentration (less than 0.06 of silver weight fraction). The separation properties of these membranes, i.e. the mixed gas selectivity of propylene/propane ${\sim}55$ and mixed gas permeance ${\sim}7$ GPU, were stable for several days.
Carbon nanotubes (CNTs), due to their excellent physical, chemical and mechanical properties and their ability to prepare new membranes with attractive properties, have found applications in water and wastewater technology. CNT functionalization, which involves the introduction of different types of functional groups into pure CNTs, improves the capabilities of CNT membranes for water and wastewater treatment. It turns out that CNT-based membranes have many advantages, including enhanced water permeability, high selectivity and anti-fouling properties. However, their full-scale application is still limited by their high cost. With their tremendous separation efficiency, low biofouling potential and ultra-high water flux, CNT membranes have the potential to be a leading technology in water treatment in the future, especially in desalination.
다섯 종류의 실험유지로 고등어유, 장어유, 콩기름, 채종유 및 쇠기름을 사용하여 먹이의 10%(w/w)되는 조제식이를 2주간 휜쥐에게 시행하여, 혈장, 심장, 지방조직의 lipoprotein lipase의 활성도, mitochondrial respiration측정하고, mitochondrial membrane matrix 지질의 지방산구성을 조사하였다. Lipoprotein lipase의 활성은 혈장에서는 쇠기름군이 식물유 및 어유군에 비해 약 60%정도 높고, 지방조직에서는 거의 3배가량 높았으나, 식물유와 어유군 간에는 차이가 없었다. 각 군간에 mitochondrial respiration율은 심장조직에서는 차이가 별로 없었고, 채종유군이 P/O ratio가 심장, 간장조직에서 모두 낮았고 어유(魚油)군의 간장조직mitochondrial respiration이 타조직에 비해 낮았다. Mitochondrial inner membrane matrix분획의 지질 지방산조성은 콩기름군에서 $C_{18:2}$, $C_{20:4}$ 함량이 높고 고등어유군은$C_{22:1}$가 간장조직에서 발견되는 반면 채종유군은 동일 지방산이 심장 mitochondria에서 발견되었다.
악하선의 미세구조를 작은땃쥐 Crocidura suaveolens에서 연구하였다. 작은땃쥐의 악하선은 장액선세포와 점액선세포로 구성된 혼합샘이었다. 이 샘포에서 분비된 과립들은 도관을 거쳐 구강으로 분비되었다. 장액선세포와 점액선세포는 잘 발달된 조면소포체와 미토콘드리아 그리고 많은 분비과립을 가지고 있었다. 장액선 분비과립의 경우, 미성숙 분비과립은 무형이면서 전자밀도가 있는 작은 알갱이로만 구성되었고, 성숙 과립은 단일막으로 싸여진 완전한 원형으로 전자밀도가 있는 균질의 중앙부와 전자밀도가 있는 작은 알갱이로 구성된 주변부를 가지고 있었다. 점액선 분비과립의 경우, 미성숙 과립은 원형으로 균질한 기질과 불명확한 경계막을 가지는 반면, 성숙 과립은 균질한 기질 내에 몇 개의 전자밀도가 있는 띠를 가짐으로서 문양의 다양성 가지는 매끈한 원형이었고 명확한 경계막을 가지고 있었다. 즉 작은 땃쥐의 성숙 점액선 분비과립은 문양의 다양성을 가져 다른 포유류와 구분될 뿐만 아니라 매끈한 원형이어서 C. lasiura의 그것과도 구분되었다. 거대한 분비 과립과 미엘린소체가 과립관세포의 세포질과 내강에서 관찰되었다. 3종의 땃쥐류 침샘의 과립관에서 만 보고된 특징적 구조물인 미엘린소체는 분비세포에서 내강으로 분비되었으며 분비과립의 배출방식과 약간의 차이점을 가졌다.
본 연구에서는 poly(ethylene oxide) (PEO)와 poly(ethylene-co-vinyl acetate) (EVA) 혼합으로 구성된 막을 통한 단일기체($N_2$, $O_2$, $CO_2$)의 투과 성질을 조사하였다. FT-IR 분석 결과 제조된 막에서 새로운 흡수피크는 보이지 않았는데, 이것은 PEO와 EVA가 물리적으로 혼합되었음을 나타낸다. SEM 관찰에서는 PEO/EVA 혼합 매트릭스에서 EVA 함량이 증가함에 따라 PEO의 결정상이 감소함을 보여 주었다. DSC 분석결과 PEO/EVA 혼합막의 결정화도는 EVA 함량이 증가함에 따라 감소하였다. 기체투과 실험은 4~8 bar의 공급압력에서 이루어졌다. PEO/EVA 혼합막에서 $CO_2$의 투과도는 공급 압력 증가에 따라 증가하였다. 그러나 $N_2$와 $O_2$의 투과도는 공급 압력에 무관하였다. 반면에, PEO/ EVA 혼합막의 모든 기체의 투과도는 반결정성 PEO에서 무정형 EVA의 함량이 증가함에 따라 증가하였다. 특히, 40 wt% EVA 혼합막은 64 Barrer의 $CO_2$ 투과도와 61.5의 $CO_2/N_2$ 이상선택도를 보였다. 높은 $CO_2$ 투과도와 $CO_2/N_2$ 이상선택도는 PEO의 극성 에테르기 또는 EVA의 극성 에스터기와 극성 $CO_2$ 간의 강한 친화성에 기인한다.
공유 유기 프레임워크(COF)는 분자 분리, 염료 분리, 가스 분리, 여과 및 담수화를 포함한 다양한 응용 분야에서 가능성을 보여주었습니다. COF를 막에 통합하면 투과성, 선택성 및 안정성이 향상되어 분리 공정이 향상됩니다. 단일 벽 탄소 나노튜브(SWCNT)와 COF를 결합하면 염료 분리에 이상적인 높은 투과성과 안정성을 가진 나노 복합막을 생성합니다. COF를 폴리아미드(PA) 막에 통합하면 합성 계면 전략을 통해 투과성과 선택성이 향상됩니다. 혼합 매트릭스 막(MMM)의 3차원 COF 필러는 CO2/CH4 분리를 향상시켜 바이오가스 업그레이드에 적합합니다. COF와 금속 유기 프레임워크(MOF) 막을 결합한 모든 나노 다공성 복합재(ANC) 막은 투과성-선택성 트레이드오프를 극복하여 가스 투과성을 크게 향상시킵니다. 가상 COF (hypoCOF)를 사용한 계산 시뮬레이션은 CO2 분리 및 H2 정제와 관련하여 우수한 CO2 선택성과 작업 능력을 입증합니다. 박막 복합재(TFC) 및 폴리술폰아미드(PSA) 막에 통합된 COF는 유기 오염물, 염 오염물 및 중금속 이온에 대한 거부 성능을 향상시켜 분리 능력을 향상시킵니다. TpPa-SO3H/PAN 공유 유기 프레임워크 막(COFM)은 대전된 그룹을 활용하여 정전기적 반발을 통해 효율적인 담수화를 가능하게 함으로써 기존의 폴리아미드 막에 비해 우수한 담수화 성능을 보여 이온 및 분자 분리의 잠재력을 제시했습니다. 이러한 연구 결과는 투과성, 선택성 및 안정성을 향상시켜 향상된 분리 공정을 위한 막 기술에서 COF의 잠재력을 강조합니다. 이 검토에서는 분리 공정에 적용된 COF에 대해 논의합니다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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