• 멤브레인
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• 제29권6호
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• pp.362-376
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• 2019

본 연구에서는 열유도상분리법(thermally induced phase separation)을 사용하여 제조한 플라워 형태의 단면을 갖는 PVDF [poly(vinylidene fluoride)] 중공사 분리막에 대한 친수화 코팅과 그에 따른 특성평가에 대한 연구를 수행하였다. 연구에 사용한 중공사 분리막은 (주)퓨어엔비텍에서 제조한 PVDF 소재의 분리막이었으며, 친수화 코팅 실험은 PEBAX 1657, 2533, 3533의 공중합체 고분자를 사용하여 농도가 다른 용액을 제조 후 딥 코팅 방법을 이용하여 실시하였다. 친수화 코팅이 된 중공사 분리막은 친수화 정도를 파악하기 위하여 SEM 촬영 및 접촉각 측정을 실시하였다. SEM 촬영 결과 코팅의 농도가 증가하고 코팅횟수가 증가할수록 코팅층의 두께가 두꺼워짐을 확인하였고, 접촉각 측정의 경우 코팅의 농도가 증가하고 코팅횟수가 증가할수록 접촉각이 낮아짐을 확인하였다. 기체 투과 실험 결과 코팅농도가 증가하고 코팅횟수가 증가할수록 산소 기체투과량이 감소하였으며 친수성이 높은 PEBAX 1657로 코팅한 중공사의 기체투과량이 PEBAX 2533과 3533으로 코팅된 중공사보다 낮은 기체투과량을 가짐을 확인하였다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제1권3호
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• pp.215-230
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• 2010

Poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene), PVDF-HFP, hollow fiber membranes were prepared by the dry/wet spinning technique using different polyethylene glycol (PEG) concentrations as non-solvent additive in the dope solution. Two different PEG concentrations (3 and 5 wt.%). The morphology and structural characteristics of the hollow fiber membranes were studied by means of optical microscopy, scanning electron microscopy, atomic force microscopy (AFM) and void volume fraction. The experimental permeate flux and the salt (NaCl) rejection factor were determined using direct contact membrane distillation (DCMD) process. An increase of the PEG content in the spinning solution resulted in a faster coagulation of the PVDF-HFP copolymer and a transition of the cross-section internal layer structure from a sponge-type structure to a finger-type structure. Pore size, nodule size and roughness parameters of both the internal and external hollow fiber surfaces were determined by AFM. It was observed that both the pore size and roughness of the internal surface of the hollow fibers enhanced with increasing the PEG concentration, whereas no change was observed at the outer surface. The void volume fraction increased with the increase of the PEG content in the spinning solution resulting in a higher DCMD flux and a smaller salt rejection factor.

• 멤브레인
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• 제20권4호
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• pp.320-325
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• 2010

화학적 안정성이 양호하고, 제막조건이 온화한 재료인 poly(vinylidene fluoride) (PVDF)를 주재료로 사용하여 용매, 첨가제, 혼합고분자 및 제막조건의 변화에 따른 고강도 친수성 정밀여파(microfiltration, MF) 중공사 분리막의 실험에 의해 고찰하였다. 제조된 MF 중공사막의 막성능은 평균 공경 $0.3{\mu}m$, 인장강도 $42kg_f/cm^2$, 순수 투과유량은 600 LMH을 얻었다. 제막과정에서 다양한 첨가제의 막성능을 검토한 결과는 순수투과유량과 제거율에 상당한 영향을 미치고 있음을 알 수 있었다. MF막의 친수성을 개선하기 위해 소수성 PVDF와 상호 용해성 이 좋은 친수성 poly(methyl methacrylate) (PMMA)를 혼합하여 투과성능과 제거율을 개선한 우수한 친수성 MF막을 제조할 수 있었다.

• Korean Journal of Chemical Engineering
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• 제35권11호
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• pp.2241-2255
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• 2018

RSM methodology was applied to present mathematical models for the fabrication of polyvinylidene fluoride (PVDF) dual-layer hollow fibers in membrane distillation process. The design of experiments was used to investigate three main parameters in terms of polymer concentration in both outer and inner layers and the flow rate of dope solutions by the Box-Behnken method. According to obtained results, the optimization was done to present the proper membrane with desirable properties. The characteristics of the optimized membrane (named HF-O) suggested by the Box-Behnken (at the predicted point) showed that the proposed models are strongly valid. Then, a morphology study was done to modify the fiber by a combination of three types of a structure such as macro-void, sponge-like and sharp finger-like. It also improved the hydrophobicity of outer surface from 87 to $113^{\circ}$ and the mean pore size of the inner surface from 108.12 to 560.14 nm. The DCMD flux of modified fiber (named HF-M) enhanced 62% more than HF-O when it was fabricated by considering both of RSM and morphology study results. Finally, HF-M was conducted for long-term desalination process up to 100 hr and showed stable flux and wetting resistance during the test. These stepwise approaches are proposed to easily predict the main properties of PVDF dual-layer hollow fibers by valid models and to effectively modify its structure.

• 멤브레인
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• 제24권3호
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• pp.240-248
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• 2014

열유도상분리법(TIPS) 및 연신의 복합공정을 적용하여 막증류(Membrane distillation, MD)용 다공성 PVDF 중공사 분리막을 제조하였다. 분리막의 투과도를 증가시키기 위하여 분리막 투과도를 향상시킬 수 있는 성능인자들 중 분리막의 벽두께를 감소시키고자 하였다. 분리막의 두께를 감소시키기 위하여 분리막 제조 시 토출량을 감소시키고 중공 형성 시 주입하는 bore fluid 주입량을 증대시켰다. 토출량의 감소 및 bore fluid의 증가에 따라 벽두께는 감소하였고, 공기투과도와 수투과도는 크게 증가하였으며, 결과적으로 막증류 공정에 적용 시 투과플럭스도 증가하는 경향을 보여 주었다.

• 멤브레인
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• 제28권5호
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• pp.361-367
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• 2018

본 연구에서는 polyvinylidene fluoride (PVDF) 중공사막을 지지체로 한 저압용 나노복합막을 제조하였다. Poly styrene sulfonic acid (PSSA)와 polyethyleneimine (PEI)을 layer-by-layer 및 염석 효과 방식으로 지지체막에 코팅하였다. 막의 투과도와 염 배제율 성능을 알아보고자 NaCl, $MgCl_2$, $CaSO_4$ 100 mg/L수용액을 1 L/min의 유량으로, 2 bar의 압력을 상온에서 가해주었다. 20,000 ppm의 PSSA (이온세기 1.0)용액에 3분, 30,000 ppm (이온세기 0.1)용액에 1분 코팅한 막이 가장 우수하였다. 투과도와 염 배제율은 NaCl 공급액에서는 38.5 LMH, 57.1%, $MgCl_2$는 37.9 LMH, 90.2%, $CaSO_4$는 32.4 LMH, 54.6%로 각각 측정되었다.

• 한국환경과학회지
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• 제19권11호
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• pp.1315-1322
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• 2010

A membrane bioreactor (MBR) was designed using polyvinylidene fluoride(PVDF)-type hollow fiber membrane modules with a treatment capacity of 10 ton/day. A pilot plant was installed in a sewage treatment plant and was operated with an intermittent aeration method which avoids any concentration gradient of suspended solids (SS) in the MBR. For continuous operation, the pilot plant was first tested with influent (mixed liquor suspended solid:MLSS of 1000-2000 mg/L) of aeration tanks in the sewage treatment plant. The MBR was pre-treated with washing water, 10% ethanol solution, 5% NaOCl solution and finally washing water, one after another. To demonstrate the effect of the MBR on sewage treatment, compared with conventional activated sludge processes, we investigated the relationships among permeate amount (LMH), change in operation conditions, influent MLSS level and sludge production. It was found that the optimum aeration rate and suction pressure were $0.3\;m^3$/min and 30~31 cmHg, respectively. Under stable conditions in aeration, suction pressure, influent flow rate and drainage, the SS removal efficiency was more than 99.99% even when the MLSS loading rate changes. Compared with conventional activated sludge processes, the MBR was more effective in cost reduction by 27% based on permeate amount and by 51.5% on sludge production.

• 멤브레인
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• 제14권2호
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• pp.142-148
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• 2004

본 연구는 호흡부전환자를 위한 진동형 혈관 내 폐 보조장치를 사용하여 산소전달효율을 향상시키기 위한 연구이다. 유량은 점프와 유량을 사용하여 조정하였다. 가진 장치는 압전 진동자, 함수 발생기와 전력 증폭기로 구성하였다. 기체의 유량은 120 cm 길이의 중공사를 통하여 6 L/min까지 하였으며 압전 진동자로 가진 하였다. PVDF 센서와 FRF를 사용하여 VIVLAD에서 발생하는 주파수를 검출하였다. 실험결과, 최대 진폭이 발생하고 중공사들에 진동이 전달되어 최대 산소전달속도가 발생함을 확인할 수 있었다. 이 최대 진폭은 다양한 유속과 각각의 모듈에서 35 Hz 영역에서 발생함을 확인할 수 있었다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제15권2호
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• pp.79-88
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• 2024

Modification of Polyvinylidene fluoride (PVDF) hollow fiber membranes (HFMs) characteristics and performance were investigated via post treatment using different oxidants. sodium hypochlorite (NaOCl), hydrogen peroxide (H₂O₂) and potassium persulfate (KPS). Fourier transform infrared (FTIR) and Proton nuclear magnetic resonance (¹H-NMR) results revealed no structural differences after post treatment. Cross-sectional micrographs show finger-like structures at the outer and inner walls of the HFMs and sponge-like structures in middle, where NaOCl and KPS post treated fibers exhibited a decrease in finger-like structures in addition to aggregates appearing on the surface, consequently leading to an increase in the surface roughness (Ra) from 48 nm to 52.8nm and 56 nm, respectively. Hydrogen peroxide post treatment only was observed to decrease the water contact angle from 98° to 81.4°. It was also observed that the elongation at break and the modulus deceased after NaOCl post treatment from 34.5 to 28.5% and from 19.3 Mpa to 16.6 Mpa, respectively. Moreover, pure water flux after H₂O₂ post treatment increased from 87.8 LMH/bar to 113 LMH/bar at 0.45 bar, while no changes were detected for the methylene blue dye rejection (74%) between raw and hydrogen peroxide post treated fibers at the same pressure. According to the findings hydrogen peroxide post treated PVDF HFMs have the most uniform surfaces, with almost no alterations in structural and mechanical properties or porosities with enhanced hydrophilicity and pure water flux maintaining appropriate rejection. Therefore, it is considered an efficient surface modifying agent for UF/NF membranes or low-pressure separators.

• 멤브레인
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• 제28권2호
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• pp.83-89
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• 2018

열유도상분리법(TIPS) 및 연신의 복합공정으로 막증류(Membrane distillation, MD)용의 소수성 및 다공성 PVDF 중공사 분리막을 제조하였다. 제조된 분리막을 막증류 공정에 적용하여 처리수량을 극대화하기 위한 방안으로 모듈의 형태와 운전조건 및 병렬 연결 시 배관의 크기 영향을 확인하고자 하였다. 진공 막증류 모듈의 최적화 실험에서는 모듈 내 분리막의 충진율과 길이가 증가할수록 플럭스는 감소하며, 진공포트의 위치는 모듈을 수직으로 연결하였을 때 원수의 inlet 방향에 위치할수록 플럭스 측면에서 가장 유리한 것으로 확인되었다. 모듈의 헤더배관의 크기선정에서는 중공사막의 내경면적과 헤더배관의 내경면적이 동일할 경우 최대 플럭스를 나타냄을 확인할 수 있었으며, 모듈 내 선속도가 높을수록 높은 플럭스를 나타내지만 모듈에 작용하는 압력 역시 비례하여 증가하기 때문에 최적 선속도를 찾는 것이 필요하다.