• Membrane and Water Treatment
• /
• 제10권6호
• /
• pp.451-460
• /
• 2019

Thin film composite membranes incorporated with nano-sized hydrophilic zeolite -A were successfully prepared via interfacial polymerization (IP) on porous blend PES/PAN support for water desalination. The thin film nanocomposite membranes were characterized by SEM, contact angle and performance test with 7000 ppm NaCl solution at 7bar. The results showed that the optimum zeolite loading amount was determined to be 0.1wt% with permeate flux 29LMH.NaCl rejection was improved from 69% to 92% compared to the pristine polyamide membrane where the modified PA surface was more selective than that of the pristine PA. In addition, there was no significant change in the permeate flux of the thin film nanocomposite membrane compared with that of the pristine PA in spite of the formation of the dense polyamide layer. The stability of the polyamide layer was investigated for 15 days and the optimized membrane presented the highest durability and stability.

• 멤브레인
• /
• 제14권2호
• /
• pp.173-184
• /
• 2004

술폰화 폴리스티렌/테플론(Polystyrene/Teflon, 이하 'PS/PTFE'로 칭함) 복합막을 제조하여 직접 메탄을 연료전지용 막에 관한 특성을 조사하였다. 복합막은 다음과 같이 제조되었다. 먼저 다공성 테플론 필름에 styrene 단량체와 가교제인 diviny benzene (이하 'DVB'로 칭함)의 비율을 달리하면서, 개시제 2,2'-azobis(isobutylonitlie) (AIBN)와 함께 함침시킨 후 열을 가해 폴리스티렌/테플론 복합막을 제조하였다. 그 후 술폰화제인 chlorosulfonic acid와 1,2-dichloroethane혼합용액을 사용하여 술폰화된 복합막을 제조하였다. 제조된 복합막의 술폰화 전과 후의 물리화학적 구조는 ATR-FTIR, SEM, THF 및 물에 대한 함유율, 이들의 이온교환량을 통하여 확인하였다. 이러한 결과로부터 스티렌/디비닐벤젠의 비율에 따라 복합막이 성공적으로 제조되었음을 확인하였다. 또한 가교제인 디비닐벤젠의 함량이 높을수록, 가교도가 증가하여 물 및 THF에 대한 함유율이 감소하였다. 이온전도도, 메탄올투과도를 조사한 결과, 디비닐벤젠의 함량 증가와 함께 이온전도도는 감소하였으며, 메탄올 투과도가 감소하였다. 제조된 술폰화된 폴리스티렌/테플론 복합막은 Nafion$^{(R)}$ 과 비교할 만한 높은 이온 전도도(0.11∼0.08 S/cm, $25^{\circ}C$)를 보이면서 훨씬 낮은 메탄올 투과도($6.6{\times}10^{-7}∼1.3{\timas}10^{-7}$ $\textrm{cm}^2$/s)를 나타내었다. 이러한 결과들은 본 연구에서 개발된 복합막이 직접 메탄올 연료전지에 적용될 가능성이 높다는 것을 보여준다.

• 멤브레인
• /
• 제27권5호
• /
• pp.406-414
• /
• 2017

본 연구에서는 얇은 폴리에틸렌 계 다공성 필름(두께 = $25{\mu}m$)에 이오노머를 충진시킨 세공충진 이온교환막을 개발하였으며 이를 적용한 전 바나듐 레독스 흐름전지의 충방전 특성을 고찰하였다. 특히 분자 크기가 다른 가교제를 혼합함으로써 이온교환막의 가교도 및 자유체적을 적절히 제어하여 저저항 및 저 바나듐 투과도를 나타내는 이온교환막을 제조하고자 하였다. 실험 결과, 제조된 세공충진 이온교환막은 상용막 대비하여 동등 수준의 우수한 전기화학적 특성을 나타내었다. 또한 바나듐 이온 투과도 및 전 바나듐 레독스 흐름전지 성능 평가 실험을 통해 얇은 막 두께에도 불구하고 상용막 대비하여 낮은 바나듐 이온 투과도와 높은 충방전 효율을 나타냄을 확인하였다.

• 멤브레인
• /
• 제26권2호
• /
• pp.146-151
• /
• 2016

술폰화 폴리아릴렌에테르술폰(SPAES) 랜덤 공중합체는 고분자 전해질 연료전지에 적용될 때 높은 수소이온전도도, 상대적으로 낮은 생산 단가 그리고 열화학적 저항성등과 같은 장점을 갖는다. 반면, SPAES 공중합체는 가혹한 구동 조건하에서 낮은 화학적 안정성과 치수 불안전성으로 인해 실제 연료전지 막에 직접적으로 적용하는데 어려움이 있다. 그에 타당한 해결책은 SPAES 공중합체를 상호 연결된 기공 구조와 높은 열화학적 강도를 가지는 지지체 필름(예 : 전기방사된 폴리이미드 지지체)에 함침시키는 것이다. 본 연구에서는 함침막 제조를 위한 이오노머로 빠른 이온 수송을 위해 높은 자유 체적을 유도하는 회전 그룹을 갖는 SPAES 공중합체를 선택하였다. 제작된 막의 실용가능성은 막 특성화를 통해 평가되었다.

• 폴리머
• /
• 제35권5호
• /
• pp.438-443
• /
• 2011

소수성 막의 파울링 현상 개선, 젖음성 향상을 통한 투과도 증가 등을 위하여 poly(vinyl amine), poly(styrene sulfonic acid), poly(vinyl sulfonic acid), 그리고 poly(acrylamide-co-acrylic acid) 등의 다양한 흡착소재를 polyethylene(PE) 다공성막 표면에 흡착용액 농도, 흡착시간, 염의 종류, 이온세기 등을 변화시키면서 순수 투과도를 측정하였다. 일반적으로 흡착용액의 농도, 흡착시간, 그리고 이온세기가 증가하면 투과도는 초기에 증가하다가 감소하는 경향을 보였다. Poly(vinyl sulfonic acid) 1000 ppm, $Mg(NO_3)_2$의 이온세기 0.1, 그리고 흡착시간 150초 조건에서 순수투과도가 35% 향상된 375 $L/m^2h$(LMH)를 얻었으며, poly(styrene sulfonic acid) 1000 ppm, NaCl의 이온세기 0.1과 0.2, 그리고 흡착시간 60초에서 각각 50%(411 LMH), 35%(374 LMH)의 순수 투과도 증가율을 보였다.

• 전기화학회지
• /
• 제7권4호
• /
• pp.183-188
• /
• 2004

리튬 설퍼전지용 고분자 전해질을 개발하기 위해 상전이 방법으로 미세기공 P(VdF-HFP) 고분자 필름을 제조하였다. 미세기공 고분자 전해질은 NMP추출에 사용되는 증류수와 메탄올의 혼합 농도를 조절함으로써 고분자 필름 내부의 기공 구조 형성을 제어할 수 있었다. $80\%$ 메탄올로 제조한 미세기공 고분자 필름에 1M $LiCF_3SO_3-TEGDME/EC$의 액체 전해질을 함침시켜 제조한 고분자 전해질이 가장 높은 이온 전도도를 나타냈으며 리튬 이차전지에 사용 가능한 $2\times10^{-3}S/cm$의 이온전도도를 나타내었다. 또한 고분자 필름의 기공도가 균일하고 저장 시간에 따른 이온전도도 감소도 적었으며, 리튬 전극과의 계면저항도 가장 낮게 나타났다. 리튬염에 따른 이온전도도를 측정한 결과 $LiPF_6$를 사용한 고분자 전해질이 상온에서 $3.3\times10^{-3}S/cm$로 나타났다.

• Membrane and Water Treatment
• /
• 제7권2호
• /
• pp.87-100
• /
• 2016

A numerical simulation of membrane evaporation process was carried out in this work. The aim of simulation is to describe transport of water through porous membranes applicable to the concentration of aqueous solutions. A three-dimensional mathematical model was developed which considers transport phenomena including mass, heat, and momentum transfer in membrane evaporation process. The equations of model were then solved numerically using finite element method. The results of simulation in terms of evaporation flux were compared with experimental data, and confirmed the accuracy of model. Moreover, profile of pressure, concentration, and heat flux were obtained and analyzed. The results revealed that developed 3D model is capable of predicting performance of membrane evaporators in concentration of aqueous solutions.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
• /
• 한국해양공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.185-191
• /
• 2003

A numerical study on the hydrodynamic properties of a floating flexible breakwater consisting of triple vertical porous membrane structures attached to a floating rigid pontoon restrained by moorings is carried out in the context of two-dimensional linear wave-flexible body interaction theory. The tensions in the triple membranes are achieved by hanging a clump weight from its lower ends. The clump weight is also restrained properly by moorings. The dynamic behavior of the breakwater was described through an appropriate Green function, and the fluid multi-domains are incorporated into the boundary integral equation. Numerical results are presented which illustrate the effects of the various wave and structural parameters on the efficiency of the breakwater as a barrier to wave action. It is found that the wave reflection and transmission properties of the structures depends strongly on the membrane length taking major fraction of water column, the magnitude of tensions on membrane achieving by the clump weight, proper mooring types and stiffness, the permeability on the membrane dissipating wave energy.

• Macromolecular Research
• /
• 제10권2호
• /
• pp.67-74
• /
• 2002

New immunoprotecting membranes were prepared by spin coating the amphiphilic random multiblock copolymers of poly(ethylene glycol) (PEG) and poly(tetramethylene ether glycol) (PTMEG) or poly(dimethyl siloxane) (PDMS) on porous Durapore(R) membrane. The copolymer coating was intended to make a biocompatible, immunoprotecting diffusional barrier and the supporting porous substrate was for mechanical stability and processability. By filling Durapore(R) membrane pores with water, the penetration of coating solution into the pores was minimized during the spin coating process. A single coating process produced a completely covered thin surface layer (~1 ${\mu}{\textrm}{m}$ in thickness) on the porous substrate membrane. The permselectivity of the coated layer was influenced by PEG block length, polymer composition, and thickness of the coating layer. A composite membrane with the coating layer prepared with PEG 2 K/PTMEG 2 K block copolymer showed that its molecular weight cut-of fat any 40 based on dextran was close to the molecular size of IgG (Mw = 150 kDa). However, IgG permeation was detected from protein permeation test, while glucose oxidase (Mw = 186 kDa) was not permeable through the coated membrane.

• Macromolecular Research
• /
• 제14권4호
• /
• pp.430-437
• /
• 2006

The ultra-drawing process of an ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE) gel film was examined by incorporating linear low-density polyethylene (LLDPE) and $BaTiO_3$ nanoparticles. The effects of LLDPE and the draw ratios on the morphological development and mechanical properties of the nanocomposite membrane systems were investigated. By incorporating $BaTiO_3$ nanoparticles in the UHMWPE/LLDPE blend systems, the ultra-drawing process provided a highly extended, fibril structure of UHMWPE chains to form highly porous, composite membranes with well-dispersed nanoparticles. The ultra-drawing process of UHMWPE/LLDPE dry-gel films desirably dispersed the highly loaded $BaTiO_3$ nanoparticles in the porous membrane, which could be used to form multi-layered structures for electronic applications in various embedded, printed circuit board (PCB) systems.