Introduction : Membranes made from inorganic materials are generally superior to organo-polymeric materials in thermal and mechanical stability, and chemical resistance. Among inorganic materials zeolite is a promising candidate for a high performance membrane because of the unique characteristics of zeolite crystals such as molecular sieving, ion exchange, selective adsorption and catalysis. Although there are many recent reportsl on the preparation of zeolitc membranes and the gas permeation through the membranes, only a limited number of publications deal with pervaporation studies. Recently, we have reported a high pervaporation performance of NaA zeolite membrane for the separation of water/organic liquid mixtures. and of NaY zeolite menlbrane for the separation of methanol/MTBE. Here, preparation of zeolite (LTA, ZSM-5 and FAU) membranes and their permeation properties are discussed.

Liquid-liquid phase separation에는 nucleation and growth와 spinodal decomposition의 2가지 경로가 있다. 상온에서 고농도의 고분자 용액과 저량의 비용매의 조성의 근처에는 용해도 갭으로 들어가게 되면 비용매에 아주 미량의 고분자가 있는 조성을 갖는 핵이 고분자 용액 내에서 형성되고 이러한 핵은 여러게가 액적의 형태로 주위의 고분자 용액의 gelation에 의해서 성장이 멈출 때까지 커지게 된다. 여기서 어떤 고분자 상이 nucleation되는지가 매우 중요하게 된다. 실제 우리가 상전이 막을 제조할 경우는 대부분 10wt% 이상의 고분자 농도이므로 polymer-poor상이 nucleation이 된다. Spinodal decomposition의 경우는 용해도 갭을 빠르게 통과해서 nucleation이 일어나지 않고 spinodal line을 지나는 경우이다. 이러한 경우의 용액은 매우 불안정해서 약간의 농도 변화에도 자발적인 상분리가 일어나서 polymer-poor상과 polymer-rich상이 서로 얽혀져 있는 network구조를 형성하게 된다.

1.서론 : 산소선택성이 좋은 투과막은 산소부화에 의한 연소효율의 향상, 간이 산소발생장치에의 응용 등 여러가지의 용도가 예상된다. 이를 위한 준비단계로 막소재 및 막형상에 대한 검토가 \ulcorner발하게 진행되고 있다. 그 중에서 높은 산소선택성을 발현하는 방법이 주목되어지고 있는데 이는 가역적 산소흡탈착능을 갖는 carrier분자를 이용한 촉지운송계(facilitated transport system)를 구축하는 방법이 있다. 본 연구에서는 [Co(salen)]과 같은 $N_2O_2$형 평면정방착제(Square planar complex)이며, salen의 shift염기부분을 bipyridine cycle, phenoxide부분을 해리한 amide로 골격변환한 구조를 갖고 있는 6,6'-bis(benzoylamino)-2,2'-bipyridine(babpH$_2$)의 covalt착체([Co(babp)]를 배위결합에 의해 고분자막중에 고정하고, 산소흡탈착능, 산소투과성, 안정성 등을 검토하는 것을 바탕으로 우수한 선택성 산소투과막을 개발하는 것을 목적으로 한다.

1. Introduction : Molecular diffusion of small molecules in polymers plays an important role in many areas where polymers are acting as barriers, and in separation processes, such as selective diffusion. Different applications of polymers have different requirements on their transport properties. Therefore, reliable predictions of diffusion coefficients for small molecules in polymeric materials could be a useful tool to design appropriate materials. For many years, the theories based on free-volume concepts have been widely used to correlate and predict diffusion behavior in polymer/solvent systems. In the theory derived by Vrentas and Duda, the empty space between molecules that is available for molecular transport, referred to as hole free-volume, is being redistributed. Molecular transport will occur only when a free-volume of sufficient size appears adjacent to a molecule and the molecule has enough energy to jump into this void. The diffusive jump is considered complete when the void left behind is closed before the molecule returns to its original position. In this paper, the Vrentas-Duda free-volume theory is presented and the methods to estimate free-volume parameters for predicting polymer/ solvent diffusion coefficients are described in detail.

1. 서론 : 압력-구동 막공정을 분리공정에 응용시 커다란 장해는 막표변과 내부에 용존 및 부유물질들의 성장과 침착현상이다. 지난 수년 동안에 여러 연구자들이 유체의 불안정성을 이용하여 농도분극과 오염현상을 효과적으로 제거할 수 있음을 보였다.(생략)

Introduction : Polyimides are one of the most important classes of the high performance polymers due to their excellent electrical, thermal, and high-temperature mechanical properties. But their uses are limited because of their poor solubility. Most polyimide derivatives are processed in the form of polyamic acids, which are subsequently converted into the imide structures.Recently, it has been found that the soluble polyimides with large molecular weight sufficient to application. For enhancing processability, the majority of approaches have involved the following factors. As much as, the separation of the imide ring along the back-bone, that is to say, reducing the density of imide ring in the repeat structure. The introduction of bulky substituents along the back-bone, in order to enhance the free volume of main-chain. The incorporation of flexible or thermally stable linkages in the main-chain, reducing the packing force. The disruption of symmetry or recurrence regularity through copolymerization in order to reduce crystallnity.The objectives of this investigation are the synthesis and characterization of soluble polyimides as membrane materials by the single-step polymerization and the preparation of the asymmetric polyimide membrane by using phase inversion technique. In the present study, three series of polyimide derivatives are synthesized; H series is homopolyimides, A series is prepared from single dianhydride and two diamines, B series is yielded from two dianhydrides and a diamine. The dope solution was directly prepared from the PI solution via one step polymerization from monomers.

1. 서론 : 폴리이미드는 우수한 기계적 강도와 열적, 화학적 안정성으로 인해 최근 막분리 재료로 많이 연구 검토되고 있다. 대부분의 폴리이미드는 비교적 높은 선택도를 가지고 있으나 투과계수가 떨어지는 단점을 지니고 있어소 이를 극복하기 위한 많은 연구가 진행되어 왔다. 그 결과 투과계수를 크게 증가시킨 폴리이미드를 함성하였으나 선택도는 감소하여 투과특성의 상위한계를 넘지는 못하였다. 이 한계를 극복하기 의해서 복합잴를 이용하거나 UV, 플라즈마 처리에 의한 고분자막의 수식 등 많은 방법들이 연구되고 있다. 본 연구는 NaX형 제올라이트를 폴리이미드에 혼화시킨 막으로 산소/질소의 분리투과특성의 개선을 시도하였으며, NaX형 제올라이트와 폴리이미드 혼화방법, 혼화비율 등이 기체투과특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 본 실험에 사용된 NaX형 제올라이트는 직접 합성하여 사용하였다. 폴리이미드는 2,3,5,6-Tetramethyl-1,4-phenylenediamine(p-TeMPD)과 (3,3,4,4'-dicarboxyphenyl)-hexafluoropropene-dianhydride(6FDA)로 합성한 6FDA-p-TeMPD 폴리이미드를 사용하였고, 그 투과계수는 122Barrer, 선택도$\alpha$$_{N_2/O_2}$ = 3.4이다.

1. 서론 : 촉매막기술은 반응과 분리공정을 동시에 하나의 장치에서 수행할 수 있기 때문에 한 개의 공정을 줄일 수 있는 효과적인 에너지 절약형 기술이다. 생성물중의 적어도 하나가 선택적으로 막을 통해 투과되기 때문에 가역반응의 경우에는 비가역반응에 가까운 거동을 보이게 된다[1-5]. 본 연구는 12-텅스토인산($H_3PW_{12}O_{40}$)를 촉매로 사용하고 막반응시를 비활성촉매막반응기(IMRCF, Inert membrane reactor with catalyst in the feed side)형태, 막으로는 PSF(Polysulfone), PPO(Polyphenylene Oxide)를 사용하여 MTBE(Methyl tert-butyl ether)분해반응을 모사하였다. 막반응기에서 생성된 생성물을 선택적으로 분리해냄으로 인하여 전환율은 고정층보다 증가하였는데 반응온도가 증가할수록, 반응물의 분압은 낮을수록 증가하였다. 반응온도가 높아짐에 따라 막반응기에서의 전환율은 고정층반응에서 나타나는 전환율과의 차이가 줄어드는 것을 볼 수 있었다. 위와같은 결과에 따라서 MTBE 반응물의 분해로 생성되는Isobutene의 수율이 90$\circ$C 이상의 반응온도에서 촉매/반응물비에 대한 최적조건이 나타나는 것을 알 수 있었다.

1. 서론 : 적절한 이산화탄소의 분리는 지구온난화의 가속현상을 늦출 수 있을 뿐만 아니라 각종 탄화수소가스의 원료로 분리 정제된 이산화탄소를 재이용할 수 있으므로 경제적으로 매우 중요하다. 이산화탄소 분리에 사용되던 기존 공정들의 단점을 보완할 수 있는 대체방안으로 최근에 개발되기 시작한 것이 소수성의 다공성 고분자 분리막(hydrophobic porous ploymeric membrane) 방법인데, 이는 모듈의 유효 막 표면적이 상대적으로 크고 기체와 액체의 흐름을 독립적으로 제어할 수 있으므로 범람 등의 현상이 없으나 막 자체의 저항이 비교적 큰 단점을 가지고 있다. Qi와 Cussler는 이러한 특성을 가지는 중공사막 모듈에서의 기-액 흐름에 대한 물질전달 상관관계식을 얻었으며[1], Karoor 등은 여러 가지 중공사막 모듈을 사용하여 순수물과 diethanolamine(DEA) 등의 흡수제에 대한 이산화탄소의 물질전달 거동을 수치모델과 실험을 통하여 고찰하였다[3]. 또한 중공사막 접촉기의 실제적 응용에 대하여 Matsumoto 등은 화력발전소에서 발생하는 연소가스 내의 이산화탄소 흠수에 대한 연구를 수행하였다[4]. 본 연구에서는 중공사막 접촉장치를 사용하여 흡수제를 순수물과 탄산칼륨($K_2CO_3$)을 사용했을 경우의 이산화탄소의 분리 거동을 수치모델과 실험을 통하여 고찰하였다. 수치모델의 경우 이전까지의 연구가 반응이 없는 경우나 반응식을 간략화시킨 경우에 한정되었는데 비하여, 반으이 있는 경우 각각의 반응물질들의 거동을 고려한 반응식을 유도하여 해를 구하고자 하녔다.

1. 서론 : 현재의 막분리 기술로는 단 단계 분리공정(single-stage separation)으로 약 40%의 산소농축공기(oxygen-enriched air)를 얻을 수 밖에 없지만 심냉법(cryogenic techniques)보다는 에너지 소비율이 적으며, 공정이 비교적 간단하기 때문에 용도에 따라 순 산소를 꼭 필요로 하지 않는 제철소, 발전소 등의 연소분야, 호흡기 환자를 위한 의료분야, 생물공학이나 항공기 분야 등에 편리하게 이용될 수 있다. 이와 같이 용도가 다양한 산소를 분리막을 이용하여 보다 편리하고 값싸게 얻기 위해서는 산소와 질소의 막투과에 대한 새로운 지식을 얻고 막투과가 기체의 어떤 성질에 지배되고 있는가를 조사할 필요가 있다. 본 연구에서는 고무상 고분자막(rubbery polymer membrane)에 대한 산소/질소의 수착특성과 순수한 기체의 투과율(permeation rate)을 기초로 하여 혼합기체의 투과율, 분리인자(separation factor), 막분리 공정변수에 의한 중공사 분리막에서의 기체분리특성에 대하여 연구하였다.

1. Introduction : Gas transport through dense polymeric membranes is predominantly determined by the chain packing density as well as the chain flexibility. Thus, improved permeation properties can be obtained by controlling these two factors. In this work, the introduction of bulky substituents was attempted to improve permeation properties. Polysulfone, widely used material for gas separation membrane, was the starting material of this modification. Gas transport properties of resulting modified polysulfones were examined, and the improved properties were explained by probing the change of physical properties.

Polyimides and related polymers, when synthesized from aromatic monomers, have generally rigid chain structures resulting in a low gas permeability. The rigidity of polymer chains reduces the segmental motion of chains and works as a good barrier against gas transport. To overcome the limit of use as materials of gas separation membranes due to low gas permeability, block copolymers with the incorporation of flexible segments like siloxane linkage and ether linkage have been studied. These block copolymers have microphase-separated structures composed of microdomains of flexible poly(dimethylsiloxane) or polyether segments and of rigid polyimides segments. In case of rigid-flexible block copolymers, the characteristics of both phases for gas permeation are of great difference. The permeation of gas molecules occurs favorably through microdomains of flexible segments, whereas those of rigid segments hinder the permeation of gas molecules. Accordingly the increase of content of flexible segments in a rigid polymer matrix will increase the gas permeability of the membrane linearly. However, this prediction does not satisfy enough many experimental results and in particular the drastic increase of the permeability is observed in a certain volume fraction. It was proposed that the gas transport mechanism is dominated by diffusion rather than gas solubility in a certain content of flexible phase if solution-diffusion mechanism is adopted. However, the transition from solubility-dependent to diffusion-dependent cannot be explained by the understanding of mechanism itself. Therefore, we consider an effective chemical path which permeable phase can form in a microheterogenous medium, and percolation concept is introduced to describe the permeability transition at near threshold where for the first time a percolation path occurs. The volume fraction of both phases is defined as V$_{\alpha}$ and V$_{\beta}$ in block copolymers, and the volume of $\beta$ phase in the threshold forming geometrically a traversing channel is defined as V$_{\betac}$. The formation mechanism of shortest chemical channel is schematically depicted in Fig. 1.

1. 서론 : 공기중의 산소분리용 고분자막은 높은 선택도를 동시에 요구한다. 이 두가지 조건을 만족시키는 소재 개발과 기존의 고분자물질을 수식하는 연구가 진행되고 있다. 고분자막에 대한 수식방법으로는 UV처리, plasma처리등이 있으나, 이들 방법은 선택도는 증가시키나 투과도를 감소시키는 경향이 있다. 기체의 투과저항을 줄이기 위하여 다공성 지지체 위에 박막을 입힌 복합막과 박막의 skin layer와 sub-layer를 갖는 비대칭막은 투과저항을 줄일수 있으나 선택도는 고분자 고유의 80%정도까지 감소되는 것으로 알려졌다. 본 연구의 목적은 고분자 복합막의 투과분리특성을 향상시키기 위한 것으로 지지층의 세공과 표면에 실리카/고분자를 충전, 피복시켜 투과분리특성을 조사하였다. 현재까지의 연구는 낮은 투과계수와 높은 선택도를 갖는 고분자물질이 사용되었으나, 본 연구에서는 폴리이미드로는 폴리이미드 중에서 투과계수가 가장 높다고 알려진 6FDA-p-TeMPD[{(3,3',4,4'-dicarboxyphenyl)hexafluoropropanedianhydride}-{2,3,5,6-Tetra-methyl-1,4-phenylenediamine}] 폴리이미드를 택하였으며 다공성지지체는 aluminum oxide를 사용하였다 . 본 실험에서는 선택도와 투과속도에 주로 영향을 미치는 폴리이미드와 실리카의 양에 대하여 고찰하였다.

1. 서론 : 공기중의 산소와 질소를 분리하여 공기 중에 21% 함유된 산소를 보다 높은 농도(21%이상)로 농축하기 위한 기초자료로서 건조 산소(dry O$_2$)와 건조 질소(dry N$_2$)의 투과도를 측정하였다. 그러나 공기중에는 항상 수분이 포함되어 있으므로 공기 중에 함유된 수분(water vapour)에 의한 산소 투과도와 질소 투과도의 변화를 측정하기 위하여 상대숩도 및 압력차이에 따른 영향을 고찰하였다. 그리고 분리막공정에서 순수기체의 막에 대한 투과도를 알 수 있다면 기체 혼합물에 대한 이상분리인자(ideal separation factor)를 알 수 있으며, 이를 이용하여 분리막의 분리 성능 예측이 가능하므로 투과도 예측식을 얻는다는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 counter-current model을 이용하여 기체 혼합물의 투과도를 예측하고 실험치와 비교하였다.

1. 서론 : 전도성 고분자인 폴리아닐린은 여러 흥미로운 성질을 지니고 있어 많은 연구대상으로 주목받고 있다. 폴리아닐린 필름은 캐스팅이 용이하여 많은 응용을 가져올 것으로 기대된다. 예를 들어 전도성을 부여하는 플라스틱 소자, 전자파 차폐재료 뿐만 아니라 분리용 전도성 고분자막, 의료용 히들로겔 제조 등 이제까지 재료의 제한을 받았던 분야에 응용이 기대되고있다.(생략)

1. 서론 : Polyimide는 내열성과 기계적, 화학적 특성이 다른 고분자막에 비해 뛰어나며 선택도 또한 비교적 높기 때문에($\alpha$= 3-7) 최근 많은 연구가 대상이 되고 있다. 그러나 trade-off현상으로 알려진 바와 같이 선택도가 우수한 고분자 재료는 투과계수가 떨어지고 투과계수가 높은 고분자 재료는 낮은 선택도를 갖고 있기 때문에 보다 광범위한 분야에 실용적인 막으로 사용하기 위해서는 이를 개선하는 연구가 필요하다. 최근의 연구는 높은 투과계수와 선택도를 가진 새로운 고분자 재료의 합성에 관한 연구, 뛰어난 투과계수를 가지고 있지만 선택도가 낮은 고분자막을 대상으로 여러가지 수식방법을 이용하여 투과계수를 감소시키지 않으면서 동시에 선택도를 향상시키기 위한 연구, 우수한 화학적 특성과 선택도를 가진 물질을 대상으로 복합막이나 비대칭막으로 만들어 투과 저항을 극소화시키기 위한 연구 등의 방향으로 진행되고 있다. 본 연구는 Polyimide중 가장 큰 투과계수를 가진 것으로 보고된 6FDA-p-TeMPD막(P$_{O_2}$ = 122Barrer, $\alpha$$_{O_2/N_2}$ = 3.4)을 제조하여 분리 투과 특성을 향상시키려는 목적으로 UV처리를 하고 UV조사 시간과 강도(Intensity)를 변수로 투과 특성을 조사하여 가장 뛰어난 투과 특성을 나타내는 최적조건을 찾고자 하였다.

1. 서론 : 열유도 상분리법(TIPS)은 일반적으로 상온에서 적정용매가 없는 고분자 소재를 아용하여 고분자-희석제 2성분계의 혼합물을 적절한 냉각 속도로 상분리 온도 이하로 급냉시켜 연속상과 분산상의 상분리를 일으킨 후 matrix전체에 다공성을 부여하여 분리막을 제조하는 공정이다. 폴리올레핀계 고분자를 중심으로 나일론11. 폴리카보네이트, PVC, ABS 수지 등을 소재로 plasmapheresis, 인공심폐기, breathing wear 등의 용도로 많이 응용되어 왔으며 현재 한외여과나 정밀여과 등 수투과 공정 및 battery separator 등으로의 응용이 활발하게 연구되고 있다. TIPS공정에 의해 제조된 고분자 분리막은 기존의 분리막에 비해 내열성 및 내약품성이 우수하며 여러 가지 다양한 변수로 부터 막의 미세구조를 조절할 수 있어 기공의 크기 및 모양이 조절 가능하다. 본 연구에서는 TIPS 공정을 이용한 고분자 분리막의 제조시 take-up speed와 air gap 등을 변화시켜 이에 따른 영향을 조사하였고 또한 cold stretching에 의한 구조변화를 알아보았다.

1. Introduction : The growth of membrane science was initiated by the invention of asymmetric membrane which can be formed by the technique known as phase inversion. The basic procedure of phase inversion involves casting a thin film of polymer solution onto a suitable substrate followed by immersion in a coagulation bath (quench step). Therefore, events occurring during the quench period, at which time solvent-nonsolvent exchange and eventual polymer precipitation take place, can play a controlling role in the determination of ultimate membrane structure.

1. INTRODUCTION : Polyimides containing siloxane moiety(poly(imide siloxane), or polysiloxaneimide) have been synthesized because of their some merits over polyimide itseft. Polyimides have excellent thermal and mechanical properties but their poor solubility and processibility in their fullly imidized form give disadvantages in applications. Incorporation of siloxane units make it possible to increase solubility and processibility, and also impart impact resistance, low moisture uptake, low dielectric constant, thermo-oxidative resistance, good adhesion properties to substrate and etc.. Incorporation methods of siloxane groups into the polyimide was mainly copolymerization or terpolymerization between oligomeric dimethylsiloxane and aromatic dianhydride. A few methods of introducing siloxane units in functional groups of polyimide was reported. In our laboratory poly(amideimide siloxane) and poly(imide siloxane) were prepared and the study about their thermal kinetics was performed. In separation membrane area, polysiloxaneimides was utilized in pervaporation and gas separation. Polyimides in gas separation show high selectivity and very low permeability, and introduction of siloxane segments increase permeability with low decrease in selectivity. We aimed to introduce silicone segments into poly(amic acid) state and synthesize polymer partially imidized, and also show the gas separation characteristics of the synthesized polymer.

1. 서론 : Nanofiltration(NF)은 분자량이 200-1000인 유기물과 음이온 및 다가 이온등을 일가 이온으로부터 선택적으로 분리함으로써 유기물의 농축과 이온의 선택적인 분리를 동시에 행할 수 있는 분리 공정이며, 순수의 제조, 과일과 야채주스의 농축, 저알콜 맥주와 와인의 제조, 낙농 산업에서 유제품의 농축, 섬유공업에서 염료와 이온의 분리 및 제지공업의 폐수 처리 등에 응용되고 있다. NF용 막재료로는 셀룰로오스 계열의 고분자나 폴리아미드, 폴리술폰, PAN등이 연구되어 왔으며 최근에는 친수성이 좋고 가교를 하지 않고도 이온 결합에 의하여 강도를 유지할 수 있다는 아이오노머의 성질을 이용하여 아이오너마를 Nanofiltration용 막재료로 이용하려는 연구가 이루어지고 있다.[1-3] 그러나 아이오노머의 미세구조와 유기물의 분리특성간의 관계에 관한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 분리막의 성형성을 향상시키고자 알킬메타크릴레이트가 도입된 아이오너머를 합성하고 알킬기의 길이나 이온의 함량 등 고분자의 구조에 따른 아이오노머막의 분리특성을 연구하여 아이오노머막의 NF용막으로서의 응용가능성을 살펴보았다.

1. 서론 : 막을 이용한 분리기술의 실용화의 최대 과제는 선택성이 높고 용매의 투과용매의 투과속도가 높은 막재질 및 처리 면적이 큰 막의 개발이 필요하게 되었다. 이러한 성능 개발은 1960년대 cellulose acetate 계통의 막개발 이후 1980년대 지지층 고분자위에 다른 고분자 물질을 도포한 복합막(thin film composite layer)이 개발되어 막의 성능을 급격히 발전시켰다. 그 중에서 초박막화(ultrathin membrane)는 분리막에 의한 분리공정의 최대 결점인 낮은 투과량의 개선을 꾀할 수 있다는 장점 때문에 다양한 시도가 이루어지고 있다. 이러한 박막 제조 방법에는 박층분산법, 침지코팅법, 기상증착법, 계면중합법이 있으나, 섞이지 않는 두 계면 사이에서 고분자를 형성시키는 계면중합법은 수용상에 함침된 지지막위에 유기상을 계변에서 중합시켜 박막을 얻는 기술이다. 중합과정에서 일어나는 계면의 형성과정에 대한 연구는 미흡하기에 이에 본 연구는 시간에 따른 계면중합 반응 형성과정을 고찰하는 방법을 소개하고, 형성된 박막의 아론적, 실험적 두께 측정을 비교하였다.

1. 서론 : 본 연구에서는 수처리용으로 사용되는 PE 중공사 분리막을 HDPE/LP 혼합계의 열유도 상분리법을 이용하여 제조하고 PE의 MPR(Melt Flow Rate), 희석제 함량, 방사조건 등이 중공사 분리막의 물성변화에 미치는 영향을 투수 계수를 중심으로 검토하였다.

1. 서론 : Polyetherimide를 이용하여 기체분리용 고분자막을 제조하여 막 구조에 대한 첨가제 효과를 규명하고자 하였다. 막 제조는 상전환법에 기초한 습식방사법을 이용하여 Polyetherimide막을 제조하였다. 상전환법에 의한 막의 제조에 있어 막의 구조 및 투과성능은 사용되는 고분자용액의 농도 및 solvent의 종류 그리고 nonsolvent와 고분자 용액에 사용되는 첨가제와 밀접한 관계를 가지고 있다.

1. 서론 : 한외여과(ultrafiltration; UF)는 장치 및 조작이 간단하고, 열의 사용없이 물질을 분리 정제를 할 수 있기 때문에 생물제품 등을 비롯한 거대분자들의 분리에 널리 활용되고 있다. 그러나 한외여과 공정의 운전시 가장 큰 문제점은 막에 의해 분리된 물질들이 필연적으로 막표면에 가역적으로 누적되는 농도분극(concentration polarization)과 이 누적된 물질이 막과의 상호작용에 의해 막표면에 비가역적으로 침적되는 막오염(membrane fouling)현상을 유발시킨다는 것이다. 일반적으로 한외여과는 막세공과 분리 대상물의 크기차에 의한 sieve effect에 의해 분리가 이루어지는데 막오염이 발생되면 세공의 일부 또는 전체가 막히게 되어 결국에는 투과선속(permeate flux)이 감소하고, 막의 세공분포가 달라져 막 본래의 분리성능에 변화가 초래된다.(생략)

1. 서론 : 급속한 산업화에 따른 수자원 고갈과 계속되는 가뭄으로 인해 일부지역에서는 물부족 사태가 갈수록 심화되고 있다. 또한 정부에서는 폐수배출 허용 기준의 단계적 강화는 물론 수질총량규제를 실시하여 폐수방류량을 근본적으로 해결할 수 있는 기술이 요구되고 있는데 그 방안이 폐수를 처리하여 공업용수로 재이용함으로서 대체용수를 확보함과 동시에 폐수방류량을 줄여 공공수역의 오염부하량을 저감하는 것이다. (생략)

1. 서론 : 분리막 시설의 전처리방법에는 Sand Filter, 유니필터 그리고 케트리지(5$\mu$m) 필터가 상용되어 왔다. 그러나 Sand Filter와 유니필터 등은 설치비용은 저렴하지만 처리수질이 5$\mu$m 케트리지 필터보다 떨어지므로 분리막시설의 전처리로 미흡하다. 통상적인 분리막 시설의 설계시에 사용되는 5$\mu$m 케트리지 필터는 역세가 불가능하므로 교체하지만 대규모의 수처리설비나, SS의 농도가 높은 경우에 있어서 분리막의 전처리시설로 적합치 않다. 한편 5$\mu$m 케트리지 필터는 대체하기 위한 정밀여과장치가 많이 개발되고 있으며 Z필터, BMF, Cross Filter 등이 그러한 여과장치들이다. 본 글에서 소개할 VPMF(Variable Pore Micro Filter, 가변세공 정밀여과장치)도 그러한 여과장치와 유사한 기능과 성능을 가진 정밀여과장치이다. 본 연구에서는 Caolin을 이용하여 50~100ppm 사이의 SS농도하에서 VPMF의 처리수질, 역세효율, SS포집능력 등을 평가해 볼 것이다.

1. 서론 : 환경오염으로 인해 하천수, 지하수 등 각종 수자원의 오염으로 양질의 용수공급이 어려워지고 있다. 특히 산업의 발전과 생활 수준의 향상으로 보일러 수요가 꾸준하게 증가되어 왔고, 앞으로도 지속적인 증가가 예상된다. 보일러를 장기적으로 사용하게 되면 보일러 내부와 배관에 scale이 형성되어 열효율을 저하시키고 보일러와 배관의 수명을 단축시키는 결과를 초래한다. Scale 형성의 주원인은 calcium과 magnesium 이온의 침전현상 때문이다. 특히, 지하수의 경우 calcium과 magnesium 이온의 농도가 하천수에 비해 높기 때문에 적절한 처리없이 지하수를 보일러 용수로 사용하기에는 곤란하다.(생략)

1. 서론 : "Engaged type"의 2축 RDM은 housing의 부피에 대한 막면적을 극대화시키고 회전방향을 엇갈리게 함으로서 유체의 겉보기속도를 증가시키고 막표면에서 난류와 2차흐름을(secondary flow)를 형성시켜 농도분극층이 감소하여 막오염을 최소화할 수 있다. 본 연구에서는 2축 RDM으로 실제 열간 압연유 폐수를 적용하여 농축실험을 하였으며 투과 특성과 농축수의 열간 압연유 입자 분포의 변화를 조사하였다.변화를 조사하였다.

1.서론 : 중금속 및 유독한 금속물질을 함유한 기존의 폐수처리법으로는 다양한 방법이 있으나, 계면활성제를 첨가한 분리기술은 환경적인 측면과 경제적인 측면에서 타 공정에 비해 우수함이 입증된바 계속적인 연구개발이 진행되어 왔다. (생략)

1. 서론 : 다양한 산업공정에서 대기중으로 배출되는 휘발성유기화합물들은 물리, 화학적성질과 그들이 생성되는 기술적인 조건등에 따라 소각, 응측, 흡착, 흡수 등의 처리기술들이 사용되어왔다. 이러한 기존의 처리기술들은 안전성, 성능, 운전비, 시설공간 및 비용 등의 면에서 크게 만족스럽지 못하였다. 이에 비하여 분리막을 이용한 공정은 배출가스에 대한 처리농도범위가 광범위하고 장치가 간단하여 시설투자비 및 운전비용이 낮으며 제거효율도 매우 높은 것으로 알려져 왔다. 본 실험에서는 비다공성의 중공사막모듈을 통한 휘발성유기화합물의 분리특성을 고찰하였고, 휘발성유기화합물의 농도와 feed가스의 유량 및 막양단의 압력차 등을 변화시키면서 막의 성능을 실험적으로 조사하였다.

1. 서론 : 현대는 인구증가로 인한 생활하수 산업발달에 따른 폐수의 증가 및 오염물질의 다양화로 인하여 상수원이 점점 오염되어 가소 있는 반면, 국민소득 증가와 생활수준의 향상에 따라 맑고 깨끗한 물을 선호하는 계층의 욕구가 증대하고 몇 차례의 수질오염 사고로 인하여 수돗물에 대한 불신이 고조되고 있다. 이런 시점에서 환경부가 먹는 물의 수질을 검사한 결과, 몇몇 항목에서 기준을 초과하였다. 본 실험에서는 전국 먹는 물 수질을 분석하여 환경기준을 초과하는 주 항목을 선택한 뒤, 시판되는 몇몇 Module을 이용하여 과연 환경기준에 적합한 수질을 만들어 낼 수 있는가를 검토함으로써 각 지역별로 막 선택을 차별화하였다.

1. 서론 : 본 연구에서는 매우 안정된 유동의 하나로 막 표면의 전단력을 향상시켜 여과가 진행됨에 따라 막의 표면에서 발생하여 여과선속을 저하시키는 케이크층의 형성을 억제하는 데에 효과가 있다고 알려진 Taylor와류를 응용한 회전막 여과기를 사용하여 여과실험을 수행함으로써 이러한 유동이 케이크층의 형성에 미치는 영향을 살펴보았다. 또한 여과선속에 영향을 미치는 여러 매개인자들을 포함하는 새로운 모델식을 제안하고 실험결과와 비교해봄으로써 그 타당성을 살펴보았다.

1. 서론 : 투과증발이란 비다공성 고분자막을 이용하여 수착, 확산, 및 증발기구를 통해 액체혼합물을 분리하는 기술이다. 따라서 투과증발의 분리효율은 고분자막의 종류 및 형태의 다양성뿐만 아니라 여러 단계의 기구 특성에 의해 결정된다. 일반저긍로 투과증발막의 성능은 분리하고자 하는 물질에 대한 선택도와 투과도로서 나타날 수 있다. (중략) 본 연구에서는 Poly(dimethylsiloxane)과 세라믹 지지체의 복합막을 이용하여 IPA(Isopropanol)/물 계에서의 여러 조업변수에 따른 IPA의 분리특성을 연구하였다.

1. 서론 : 투과증발막에 의한 수용액으로부터 유기물을 선태적으로 투과하는 공정은 용제회수, 오염감소, 유기물농축 및 처리 등의 목적으로 사용되어진다. 1989년에 이르러 상업적으로 응용이 되기 시작하였으며, 여러가지 막재질이 개발되고 있으나 현재 적용되고 있는 막은 Silicone rubber가 주를 이루고 있다. 이중 PDMS 막은 유기물질의 선택적 분리에 있어서 가장 우수한 막재질로 보고되고 있다. 투과증발을 이용하여 휘발성 유기물질을 분리함에 있어서 그 분리능은 막재질의 선정뿐만 아니라 막구조의 결정이 중요한 변수로 지적되며, 이 구조에 따라 투과성능의 다양한 변화를 가져올 수 있다. 본 연구는 PDMS의 막구조를 달리하면서 제막하여, VOC중 MEK(Methyl Ethyl Keton)과 toluene을 실험물질로 정하여 PDMS막의 투과성능을 관찰해보았다.

1. 서론 : 반도체 제조공정중 wafer가공 공정에 사용되는 많은 양의 RO 초순수는 미세한 규소입자를 비롯하여 비교적 낮은 농도의 불순물을 포함하고 있으나, 현재 1차세정후 공정폐수로 전량 희석되어 폐기되고 있다. 반도체 제조공정에서 발생되는 이러한 세정폐수를 적절한 전처리와 분리막 처리를 통하여 유가물질인 Si 입자를 회수하고, 처리수를 재이용함으로써 환경오염의 감소 및 공업용수의 증대를 도모할 수 있다. 본 연구에서는 고분자 분리막을 이용하여 반도체 제조공정중 발생한 세정중의 유가물질인 Si를 회수하고, 용수를 재이용하기 위하여 한외여과용 평막을 제조하여 Si 함유 폐수에 대한 막성능을 평가하였으며, 또한 상용 tubular 및 hallow fiber막의 성능과도 비교하였다.

1. 서론 : 이온 복합막은 투과증발을 통한 유기수용액의 탈수에 있어서 높은 수투과유량과 선택도를 나타내는 것으로 알려져 있다. 그러나 장시간 운전시에 이온 복합막은 막표면에 있는 금속 counterion이 feed에 씻겨버리기 때문에 분리능의 급격한 감소를 띠게 된다. counterion이 유기물일 경우에는 막속으로 확산되어 우기농축물에 포함될 문제가 있다. counterion이 고분자이면, 막 효능의 안정성이 증가되지만 막 제조과정이 다소 어려워진다. 아크릴산과 스티렐폰산을 포함하고 있는 개질 PAN막을 이용한 피리딘 수용액의 탈수에 관한 이전의 연구에서, 피드내의 피리딘과 막내의 산 기능기 사이에 형성된 in-situ complex가 막의 투과물사이에 특별한 반응이 없거나 막과 주요 투과 물간에 수소결합이 있는 막보다 더 좋은 탈수 효능을 나타냄이 확인되었다. 본 연구에서는 포스페이트를 함유하고 있는 폴리아크릴로니트릴 막의 제조와 피리딘 수용액의 탈수 효능에 대해 언급할 것이다.

1. 서론 : 제지산업은 용수 다소비용 산업으로, 생산하는 제품 톤당 약 40톤으로 폐수가 배출되고 있으며 공정내로 재활용하는 폐수량을 고려한다면 그 사용량은 더욱 클 것이다. 이와 같은 다량의 용수 사용으로 인하여 제지 공장의 폐수를 제조공정에서 재활용하는 방법이나 배출량을 감소시키는 방안들이 법률적이나 경제적인 측면에서 연구되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 기존의 응집, 침전공정을 대신하고 여재를 이용힌 물리적 여과와 활성높은 미생물이 여재 표면에 부착되어 수중 유기물질을 생물학적으로 분해 제거하는 이중의 효과를 거둘 수 있는 호기성 생물막 공정을 도입하고 그 처리수의 유기물 및 용존 무기물을 Membrane 공정으로 제거함으로써 제지공업폐수를 재활용하여 용수기준까지 처리하 System의 개발을 그 목적으로 하였다.

1. 서론 : 친수성 고분자와 소수성 고분자를 blend한 것을 막재료로 뛰어난 투과 특성을 가진 고분자막을 개발하기 위하여 제막 및 UF 투과실험을 하였다. 이 blend막은 안정성이 있고, 기계적 강도가 뛰어나기 때문에 인공투석막으로서 상당히 흥미있는 막재료이다. 이런 관점에서 친수성 고분자로서 poly(vinyl-alcohol)[PVA]을 기본재료로 하여, 여기에 각종 소수성 고분자를 blend 시키는 막에 관한 검토가 필요하다.

1. 서론 : 이온교환막이란 합성 폴리머의 이온교환수지를 막상으로 만든 것으로 고분자 매트릭스에 특정 전하가 고정되어 있어 이러한 성질 때문에 보통의 격막에서는 볼 수 없는 특징을 가지고 있으며 바닷물의 농축에 의한 소금의 제조, 탈염에 의한 공업용수 및 음료수의 제조, 도금공장의 폐수처리, 식품과 의약품공업, 고체 고분자 전해질에 근거한 수소생성 등에서 폭넓게 이용되고 있다. 본 연구에서는 상용막에 대체가능한 이온교환막을 제조하기 위하여 내열성, 내약품성, 내산성과 우수한 기계적성질 등을 가지고 있어 membrane 소재로 널리 사용되는 polyethersulfone(PES)를 술폰화시켜 sulfonated PES를 합성한 후 양이온 교환막을 제조하여 특성을 분석하였다.

1. 서론 : 한외 및 정밀여과의 분리메카니즘에 연관된 물리적 현상에 대해 현재까지 진행된 많은 연구들은, 막기공이 갖는 복잡하고 불규칙한 구조를 단순하고 규칙적인 well-defined 구조인 실린더형이나 슬릿형 기공으로 가정하여 문제를 전개하고 있다. 본래, 다공성 매질(porous media)에서의 유체흐름을 다루는 이론 및 실험연구자들에 의해 제안된 섬유상 매질(fibrous media)에 대한 해석은 계의 미세구조(microstructure)에 추계적 개념을 적용시키려는 최근의 추세에 따라 점차 관심이 높아가고 있다.(생략)

1. 서론 : 중공사막은 제조과정인 wet spinning의 과정에서 defect가 형성될 수 있어 분리선택도에 큰 영향을 미친다. 이러한 defect의 처리방법으로는 dipping method등의 방법이 현재 널리 쓰이고 있다. dipping method는 제조된 중공사막을 PDMS등의 고분자 용액 속으로 통과시켜 결과적으로 중공사막 표면에 얇은 고분자막이 형성되도록 하는 방법이다. 그러나 이러한 방법으로 중공사막을 처리할 경우 고분자 용액이 pore내로 침입하거나 중력으로 인하여 용액의 아래쪽으로 몰려 하반부의 두께가 두꺼워진다는 단점이 있다.(생략)