• 제목/요약/키워드: Polymer membranes

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고분자 전해질막으로 제조한 슈퍼커패시터의 전기화학적 특성에 대한 산소 플라즈마 처리 영향 (Effect of O2 Plasma Treatment on Electrochemical Performance of Supercapacitors Fabricated with Polymer Electrolyte Membrane)

  • 문승재;김영준;강두루;이소연;김종학
    • 멤브레인
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    • 제32권1호
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    • pp.43-49
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    • 2022
  • 높은 안전성과 견고한 기계적 특성을 가진 고체상 슈퍼커패시터는 차세대 에너지 저장 장치로서 세계적 관심을 끌고 있다. 슈퍼커패시터의 전극으로서 경제적인 탄소 기반 전극이 많이 사용되는데 수계 전해질을 도입하는 경우 소수성 표면을 가진 탄소 기반 전극과의 계면 상호성이 좋지 않아 저항이 증가한다. 이와 관련하여 본 연구에서는 전극 표면에 산소 플라즈마 처리를 하여 친수화된 전극과 수계 전해질 사이의 향상된 계면 성질을 기반으로 더 높은 전기화학적 성능을 얻는 방법을 제시한다. 풍부해진 산소 작용기들로 인한 표면 친수화 효과는 접촉각 측정을 통해 확인하였으며, 전력과 지속시간을 조절함으로써 친수화 정도를 손쉽게 조절할 수 있음을 확인하였다. 수계 전해질로 PVA/H3PO4 고체상 고분자 전해질막을 사용하였으며 프레싱하여 전극에 도입하였다. 15 W의 낮은 전력으로 5초간 산소 플라즈마 처리를 시행하는 것이 최적 조건이었으며 슈퍼커패시터의 에너지 밀도가 약 8% 증가하였다.

Hydroxy Polyimide 막의 제조와 이산화탄소 투과 특성 (Prepration of Hydoxy Polyimde Membranes and Their Carbon Dioxide Permeation Property)

  • 우승문;최종진;남상용
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    • 제22권2호
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    • pp.128-134
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    • 2012
  • 본 연구에서는 hydroxy polyimide (HPI)로 용매 증발법에 의해 제조가 되었다. 비다공성막의 기체투과성능측정 결과로써, $CO_2$ 투과도는 약 85 Barrer이고, $CO_2/N_2$선택도는 23으로 측정되었다. 고분자, 용매, 비용매-첨가제의 3성분계 시스템을 도입하여 평막과 중공사막을 제조하였고, 모폴로지와 기체투과성능을 전계방출형전자주사현미경과 버블플로우메타로 측정하였다. 평막과 중공사막에서 $CO_2$투과도와 $CO_2/N_2$ 선택도는 각각 18.28 GPU, 70 GPU를 6.72, 8.63으로 나타남을 확인하였다. 중공사막이 평막보다 기체투과특성이 우수하다는 것을 확인하였다.

투과증발법을 이용한 Magnolia Aroma 모델액의 농축 및 PVDF/PDMS 복합막의 제조 (The Concentration of Magnolia Aroma Model Solution Using Pervaporation and Preparation of PVDF/PDMS Composite Membranes)

  • 이용택;박중원;신동호
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    • 제17권1호
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    • pp.14-22
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    • 2007
  • 본 연구는 투과증발법을 이용하여 수용액 중 미량의 목련 향 성분을 농축하는 방법으로, PVDF/PDMS 복합막을 제조하여 지지막의 구조와 활성층의 두께에 따른 분리능의 변화를 살펴보았다. PVDF 지지막은 제막조건인 응고액의 온도가 감소하고 고분자 농도가 증가함에 따라 지지층에서의 표면공극률과 기공의 직경이 감소함을 순수투과실험을 통해서 간접적으로 확인하였고, 복합막에 대한 지지막 구조의 영향을 투과 mechanism식에 적용하여 해석하였다. 또한 PDMS의 두께가 증가됨에 따라 선택도가 증가하는 결과를 통해서, 활성층에서의 물질전달을 Fick's law에 의하여 설명하는데 제한이 있음을 알 수 있었다.

Poly(epichlorohydrin) 가지형 공중합체 전해질막의 상호작용 및 이온 전도도 (Interactions and Ionic Conductivities of Poly(epichlorohydrin) Graft Copolymer Electrolyte Membranes)

  • 고주환;이경주;박정태;안성훈;김종학
    • 멤브레인
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    • 제20권3호
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    • pp.203-209
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    • 2010
  • 원자전달 라디칼 중합을 이용하여 poly(epichlorohydrine) (PECH)를 주사슬로 한 양친성 가지형 공중합체를 합성하였다. PECH로부터 poly(methyl methacrylate)(PMMA) 및 poly(butyl methacrylate)(PBMA)의 가지형 중합이 성공적임을 $^1H$ NMR과 FT-IR분석을 통해 확인하였다. 합성한 가지형 공중합체에 KI나 LiI 염을 도입하였을 때, ether 신축진동 피크가 낮은 wavenumber영역으로 이동하였으며, 이는 배위결합 상호작용 때문이다. PECH-g-PBMA 복합체의 이온 전도도는 PECH-g-PMMA 복합체에 비해 항상 높게 나타났는데, 이는 고무상인 PBMA 사슬의 높은 이동성으로부터 기인한 것으로 확인되었다. 최고 이온전도도 값은 질량비 10 wt%의 KI가 도입된 PECH-g-PBMA 전해질체에서 $2.7{\times}10^{-5}\;S/cm$로 나타났다.

PVA/PSSA-MA 이온교환막을 이용한 물/에탄올 계의 투과증발분리 (Pervaporation Separation of Water/Ethanol Mixture Using PVA/PSSA-MA Ion Exchange Membranes)

  • 임지원;조현일;서무영;김대훈;박인철;남상용
    • 멤브레인
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    • 제16권3호
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    • pp.235-239
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    • 2006
  • 본 연구는 poly(vinyl alcohol) (PVA)와 가교제 poly(strene sulfonic acid-co-maleic acid) (PSSA-MA)을 이용하여 제조된 막을 물/에탄올 계에 대한 투과증발 실험을 25, 35 및 45$^{\circ}C$에서 수행하였다. 가교제의 함량은 7, 9, 11 wt.%를 사용하였으며, 원액의 조성은 무게비로 물 50, 20, 10 및 공비점인 4.4%에 대하여 조사하였다. 일반적인 투과증발 결과와 마찬가지로 가교제 함량의 증가 및 조업온도 증가에 따라 투과도 및 선택도에 대한 대표적 경향을 보여 주었다. 물 : 에탄올 = 10 : 90 조성에서 그리고 $45^{\circ}C$에서 선택도 12003와 투과도 $58.92g/m^2{\cdot}hr$를 PSSA-MA 11 wt%의 막이 보여 주었다.

소산파를 이용한 다채널 광섬유형 미각센서의 제작 및 기본 맛에 대한 패턴분석 (Pattern recognition and characteristics of basic taste substances using the evanescent wave in multichannel optical fiber sensor)

  • 이수미;강신원
    • 센서학회지
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    • 제9권5호
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    • pp.365-372
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    • 2000
  • 소산장 흡수를 이용한 다채널 광섬유형 미각센서를 제작하여 인간이 느끼는 다섯 가지의 기본 맛 및 혼합 맛에 대한 센서의 특성을 평가하고 그에 대한 패턴을 분석하였다. 센서소자는 광섬유의 클래드 층을 제거하고 그 대신 실리콘 폴리머내에 6가지의 색소를 고정화한 감지막을 각각 코팅하여 다채널로 제작하였으며, 측정하고자 하는 미물질의 농도변화에 따른 감지막내로의 소산장의 흡수량 변화를 측정하는 방법을 이용하였다. 제작된 센서로부터 얻어진 출력값에 대한 응답패턴을 제작한 결과, 5가지의 기본 맛 즉, 단맛, 짠맛, 신맛, 쓴맛 및 우마미를 내는 대표 물질들에 대해 각기 다른 패턴을 얻을 수 있었으며 센서의 감도는 인간이 느낄 수 있는 역가 이상의 넓은 범위에서 선형적인 측정이 가능하였다.

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건식법에 의해 제조한 PEMFC용 Pt/나피온 막의 흡습 특성 (Moisture Absorption Characteristics of Pt/Nafion Membrane for PEMFC Prepared by a Drying Process)

  • 이재영;이홍기
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제23권4호
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    • pp.310-315
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    • 2012
  • A simple drying process was developed for the preparation of a Pt/Nafion self-humidifying membrane to be used for a proton-exchange membrane fuel cell (PEMFC). Platinum (II) bis (acetylacetonate), $Pt(acac)_2$ was sublimed, penetrated into the surface of a Nafion film and then reduced to Pt nanoparticles simultaneously without any support of a reducing agent in a glass reactor at $180^{\circ}C$ for 15 min. The process was carried out in $N_2$ atmosphere to prevent the oxidation of Pt nanoparticles at high temperature. The morphology and distribution of the Pt nanoparticles were observed by transmission electron microscopy (TEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS), and we found that the average Pt particle size was ca. 3.7 nm, the penetration depth was ca. $17{\mu}m$. Almost all Pt nanoparticles were formed just beneath the surface and the number density decreased rapidly as the penetration depth increased. To estimate water absorption characteristics of the Nafion membranes, water uptake at an isothermal condition was measured by dynamic vapor sorption (DVS), and it was found that water uptake of the Pt/Nafion membrane was higher than that of the neat Nafion membrane.

Imporoved Method for the Preparation of Silk Fibroin Hyoysates

  • Shukhrat Madyarov;Lee, kawng-Gill;Yeo, Joo-Hong;Jin Nam;Lee, Yong-Woo
    • 한국잠사곤충학회지
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    • 제41권2호
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    • pp.108-115
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    • 1999
  • An improvement of methods in fibroin hydrolysates preparat significantly enlarges their applications to practical use. Acidic hydrolysis by hydrohloric acid is one of the methods for silk fibroin depolymeriza6tion. A low yield of final product and long time of the process are the demerits of this method. Possibility of preparation of water-soluble silk hydrolysates with more yield and less expenses is investigated in this study. Such possibility is occurred with the increasing tratment temperature and simultaneously decreasing treatment time, concentration of hydrochoric acid respectively, the concentration of sodium hydroxide used for neutraliza6tion of hydolysates after hydrolysis. Colour is decreased in this case and a small amount of activated, too. Protection of hydrolysates against precipitation after neutraliza6tion, and separation and during concentrating process is the other merit of this method. Creamy-coloured insoluble silk powder is the remainder of hydrolyzed fibroin. This is the only the immobiliza6tion of enzymes and other physiological active substances. Fine particles of this powder can be used as additives for artificial diets and cultural media, as well as raw materials for polymer membranes, etc.

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불균일계 술폰화에 의한 한외여과용 폴리에테르 술폰 막소재 합성과 fouling 감소효과 (Synthesis of Sulfonated Polyethersulfone Membrane Material for Ultrafiltration by Heterogeneous Sulfonation and Fouling Reduction Effect)

  • 김인철;최중구;최남석;김종호;탁태문
    • 멤브레인
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    • 제8권4호
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    • pp.210-219
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    • 1998
  • Fouling을 줄이기 위한 한외여과용 친수성 막을 제조하기 위해서 chlorosulfonic acid(CSA)를 사용하여 이온교환용량이 다른 여러 종류의 sulfonated polyethersulfone(SPES)을 불균일계에서 제조하고 특성조사를 하였다. CSA농도, 반응온도, 반응시간 등의 반응조건에 따른 반응도와 분해정도를 알아본 결과 10$\circ$C 이상의 온도와 0.05 mol 이상의 CSA 농도에서 효과적으로 반응이 일어나지만 고분자 주쇄의 분해가 심하게 일어나는 경향을 나타내었다. 술폰산기의 치환여부는 FTIR과 $^1$H-NMR로 확인할 수 있었다. 불균일계에서 개질된 SPES 한외여과막의 단백질에 의한 fouling 감소효과를 알아보기 위해 같은 투과성능을 갖는 막을 비용매인 DCM과 pore 형성제 PVP를 첨가제로 사용하여 막을 제조하였다. 이온교환용량이 증가함에 따라 투과속도는 감소하고 배제율은 상당히 증가되었다. 이런 결과는 SEM에 의해서도 확인할 수 있었다. Finger 구조가 사라지면서 top layer의 두께도 증가하였다. 비용매인 DCM에 의해서 치밀한 막을, pore 형성제인 PVP에 의해서 다공성 막을 제조할 수 있었다. 이온교환 용량이 높을수록 친수성이 증가하여 fouling을 감소시킬 수 있었다.

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약물방출시스템 적용을 위한 락타이드/히아루론산 고분자 막의 제조 (Synthesis of Lactide/Hyaluronic Acid Polymer Membrane for the Application of Drug Delivery System)

  • 김민수;권지영;정성일
    • 멤브레인
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    • 제15권4호
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    • pp.281-288
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    • 2005
  • 생체 적합성이 우수한 히아루론산과 생분해성이 우수한 폴리 락타이드의 이량체를 결합하여 약물 방출 시스템에 적용할 수 있는 생체 재료를 제조하고자 하였다. 냉동 건조법을 이용하여 히아루론산과 락타이드를 가교제 1-ethyl-3-(3-dimethyl aminopropyl) carbodiimide (EDC)로 가교시켰다. 생성된 막을 핵자기 공명 분광법으로 분석하여 락타이드 반응도와 EDC 반응도를 결정하였다. 히아루론산에 대한 락타이드 몰비, 가교제 농도가 증가할수록 혹은 가교 온도가 감소할수록, 락타이드 반응도가 증가하였으며 팽윤도는 감소하였다. 서로 다른 락타이드 반응도를 가진 막으로 약물 방출 실험을 수행한 결과 락타이드 반응도가 증가하면 약물 방출 속도가 감소하는 경향을 보였다. 또 친수성이 다른 여러 가지 약물로 약물 방출 실험을 수행한 결과 친수성이 우수한 약물일수록 서서히 방출되었다.