• Membrane and Water Treatment
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• 제10권5호
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• pp.353-360
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• 2019

ZSM-5 membrane was prepared on tubular macroporous ${\alpha}$-alumina support using a different synthesis route. The effects of organic template agent and Si/Al ratio of the synthesis gel on morphology, structure, and separation performance of the ZSM-5 membrane used for dehydration of isopropanol were investigated. High water perm-selectivity ZSM-5 membrane with a thickness of about $3.0{\mu}m$ and a low Si/Al ratio of 10.1 was successfully prepared from organotemplate-free synthesis gel with a molar composition of $SiO_2$ : $0.050Al_2O_3$ : $0.21Na_2O$ : NaF : $51.6H_2O$ at $175^{\circ}C$ for 24 h. The ZSM-5 membrane exhibited high pervaporation performance with a flux of $3.92kg/(m^2{\cdot}h)$ and corresponding separation factor of higher than 10,000 for dehydration of 90 wt.% isopropanol/water mixture at $75^{\circ}C$.

• Membrane and Water Treatment
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• 제10권6호
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• pp.441-449
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• 2019

In this study, cellulose acetate (CA) / nylon66 (NYL66) (95/5) blend membranes with different thicknesses were prepared by a solvent evaporation method. The effects of membrane thickness (almost $7-25{\mu}m$), feed concentration (70-95 wt.% isopropanol), and feed temperature ($30-60^{\circ}C$) were investigated on the performance of membrane in the separation of isopropanol-water mixtures. With regard to the results of sorption experiments, it was found that the increase of feed temperature enhanced the overall sorption while by increasing feed concentration, the overall sorption passed through a maximum value at 70 wt. % isopropanol (IPA). The best separation factor 3080.51 was gained at high isopropanol concentration 95 wt.%, low feed temperature $30^{\circ}C$, and high membrane thickness $24.62{\mu}m$. Regarding the pervaporation separation index, the obtained results showed that proper values for the thickness of membrane, feed temperature, and isopropanol concentration in feed were $24.62{\mu}m$, $40^{\circ}C$, and 70 wt.%, respectively.

• Membrane and Water Treatment
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• 제10권2호
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• pp.165-178
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• 2019

Mixed matrix membranes (MMMs) of poly (vinyl alcohol) (PVA) containing certain amounts of H-${\beta}$ zeolite for pervaporation were manufactured by using a solution casting protocol. These zeolite-embedded membranes were then characterized with scanning electron microscope (SEM), X-ray diffraction (XRD) and swelling tests. The membrane separation performance has been examined by means of isopropanol (IPA) dewatering from its highly concentrated aqueous solutions via response surface methodology (RSM). The results have demonstrated that the influences of feed IPA composition (85-95 wt.%), feed temperature ($50-70^{\circ}C$), zeolite loading (15-25 wt.%) and their interactive influences are all statistically significant on both pervaporation flux ($398-1228g/m^2{\cdot}h$) and water/isopropanol separation factor (617-2001). The quadratic models based on the RSM analysis have performed excellently to correlate experimental data with very high determination coefficients and very low relative standard deviations. The optimal pervaporation predictions given by using the RSM models demonstrate a total flux of $953g/m^2{\cdot}h$ and separation factor of 1458, and are excellently verified by experimental results. As reflected by these results, PVA MMMs embedded with hydrophilic $H-{\beta}$ zeolite entities have performed considerably better than its pure counterpart and indicated great potential for isopropanol dehydration applications.

• 멤브레인
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• 제12권4호
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• pp.193-206
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• 2002

투과증발법은 공비혼합물 등의 분리하기 어려운 액체혼합물을 효과적으로 분리하기 위한 분리법으로 각광을 받아오고 있는 막분리공정 중의 하나이다. 수용액의 탈수에 초점을 맞추어서 발전을 거듭해온 투과 증발막의 개발은 에탄을 탈수막과 이소프로판을 탈수막의 상용화에 성공하였으며, 현재 여러 분야에서 응용이 되고 있는 공정이다. 특히 최근에 와서 석유화학공정과 휘발성유기화합물의 분리에 유용한 효과적인 막재료와 공정의 개발이 이루어지고 있다. 투과증발분리막과 공정의 발전과 그 응용분야에 관하여 서술하여 보고자 한다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1996년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.62-64
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• 1996

Chitin, which is obtained mainly from the cuticle of a marine crustacean, has recently aroused great interest in its industrial and biomedical applications. Chitosan, deacetylated form of chitin, appears to be more useful for biomedical application and dehydration of aqueous solutions than chitin, since it has both hydroxyl and amino groups that can be modified easily. Amino groups on chitosan reacts with dialdehyde to form a Schiff base and then crosslinked, and can be easily neutralized with sulfuric acid and metal ions. Polyfunctional metal ions can form a metal-polyelectrolyte complexes with chitosan. Membranes used in modules so far working in industrial pervaporation plants are generally of composite type. This composite membrane was prepared by coating a porous polysulfone ultrafiltration membrane support of definite structure with a thin, dense layer of permselective chitosan. To apply industrial scale pervaporation process for dehydration of aqueous ethanol and isopropanol, chitosan composite membranes were prepared and tested at various conditions.

• 멤브레인
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• 제28권4호
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• pp.279-285
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• 2018

이소프로필알코올/물 혼합물은 가교된 폴리비닐알코올 복합막을 이용하여 투과특성평을 알아보았다. 검화도가 다른 3종 PVA를 이용하여 고분자의 농도와 GA 농도에 따라서 투과특성을 확인하였다. 복합막은 PVA 용액을 PAN 지지체 위에 캐스팅한 후, 열가교를 통해 제조하였다. PVA 농도가 증가할수록 투과도는 감소하지만 선택도는 증가하는 것을 확인하였다. PVA-3이 7 wt% 농도로 코팅된 복합막에서 $209g/m^2h$의 투과도를 가지고, 100 이상의 선택도를 가지는 것을 확인하였다. 침지형 분리막을 제조하여 feed tank 온도와 feed 용액의 IPA 농도에 따라서 투과실험을 확인하였다. 또한 IPA 수용액에 농축실험을 지속적으로 한 결과, 60시간 후에 IPA의 농도가 99%까지 증가하는 것을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권1호
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• pp.133-141
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• 2019

침전법으로 환류방법 또는 수열합성법을 이용하여 산 염기점을 갖는 고비표면적 지르코니아를 합성하였다. 제조된 지르코니아는 침전제로 수산화암모늄 수용액을 사용하여 Zr 용액의 pH를 2에서 10 범위 내에서 조절하였으며 질소흡착분석, X-선 회절분석(XRD), 이소프로판올 승온탈착법(IPA-TPD), 주사전자현미경 분석, X-선 광전자분광분석, 산-염기점 분석을 통해 IPA 분해반응의 촉매활성과 연관하여 특성분석을 수행하였다. 환류방법을 사용할 시, tetragonal 상이 높은 지르코니아를 얻기 위해서는 Zr 용액의 pH가 높아야 하며, pH 9 이상에서는 순수한 tetragonal 상의 지르코니아 합성이 가능하였다. 또한, 비표면적이 큰 지르코니아를 얻기 위해서는 높은 pH가 요구되었으며, pH 10에서 합성한 경우에는 $600^{\circ}C$에서 소성 후에도 $260m^2g^{-1}$의 높은 비표면적이 얻어졌다. 하지만 같은 조건 하에서 고압이 수반되는 수열합성에는 $40m^2g^{-1}$ 이하의 매우 낮은 비표면적을 보였으며, monoclinic 상의 지르코니아가 합성되었다. 고 비표면적 tetragonal 상의 지르코니아를 얻기 위해서는 용액의 pH가 가장 큰 영향을 미쳤으며, 용액의 pH와 무관하게 높은 압력이 필요한 수열합성에서는 monoclinic 지르코니아가 생성되었으며 상대적으로 비표면적이 낮게 나타났다. 높은 비표면적과 tetragonal 상을 갖는 지르코니아는 염기점에 비해 산점이 우세하여 IPA 분해반응에서 선택적 탈수반응만 진행되는 프로필렌만 생성되었다.