• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1998.10a
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• pp.87-90
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• 1998

1. 서론 : 막 분리공정에 사용되고 있는 대부분의 고분자 막들은 침지침강(immersion precipitation) 상변환법에 의해 제조되고 있다. 침지침강 상변환법으로 제조된 막의 최종 구조는 고분자 캐스팅 용액의 열역학적 특성과 비용매와의 속도론적 특성에 따라 대칭형 또는 비대칭형 막구조를 갖게 된다. 고분자/용매로 이루어진 캐스팅 용액에 제3의 성분으로서 PVP, PEG, LiCl. ZnCl$_2$ 와 같은 유.무기물을 첨가시킴으로서 막구조 및 투과성능을 변화시킬 수 있다. 이러한 점에서 이들 첨가제를 pore-forming agent라 부르기도 한다. 본 연구에서는 상대적으로 열적.기계적 특성이 우수하고, 화학약품에 대한 안정성이 뛰어나 상변환 막의 소재물질로서 널리 사용되고 있는 Polyethersulfone(PES)을 막 소재 물질로 사용하여 PES/NMP 캐스팅 용액에 다양한 종류의 무기염[CaCl$_2$, LiCl, LiClO$_4$, Mg(ClO$_4)_2$, ZnCl$_2$]을 PES에 대한 중량비를 달리하여 첨가시켜 비대칭 막을 제조하여 무기염의 첨가가 막구조 형성 및 막투과 특성에 미치는 영향을 연구하였다. 이때 첨가된 무기염 및 첨가 중량비에 따른 영향을 PES/NMP/Salt 계의 coagulation value, light transmittance, 점도 등의 열역학 및 속도론적 특성으로서 설명하였다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1998.10a
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• pp.153-155
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• 1998

PTFE 합성공정에서 대량으로 사용하는 고가의 음이온계 유화제를 분리/회수하는 것은 경제적인 문제 뿐만 아니라 환경적으로도 매우 중요하다. 음이온계 유화제의 회수에는 Water-evaporation, ion-exchange, freezing, electrodialysis등의 방법을 사용할 수 있다. 그러나 회수에 드는 경비가 높고 장치가 복잡하다는 단점이 잇다. 반\ulcorner에 막분리 공정은 장치가 간단하고 상대적으로 경비가 적게 든다는 장점이 있다. 본 연구에서는 음이온계 유화제를 분리/회수하기 위해서 역삼투 공정을 사용하였다. 그러나 역삼투 공정과 같이 압력을 분리의 구동력으로 하는 막분리 공정에서는 농도분극 및 막오염 현상에 의한 투과량의 감소가 심각하게 일어나며 전체적으로 막분리 공정의 경제성을 떨어뜨리는 주된 요인이 된다. 특히 이온성 막을 사용할 경우 막과 이온성 용질간의 정전기적 포텐셜이 화학적 포텐셜과 함께 투과분리의 구동력을 이루게 되므로 투과거동이 매우 달라지게 된다. 본 연구에서는 막 재료의 이온특성과 음이온성 용질의 농도에 따른 막오염 현상의 관찰 및 이것이 투과거동에 미치는 영향을 관찰하였다. 이를 위해 Sodium alginate, Chitosan, Poly(vinyl alcohol)을 이용하여 각각 음이온성, 양이온성, 중성 막을 제조하여 투과거동을 관찰하였다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2010.11a
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• pp.503-503
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• 2010

국제협약에 따라 2012년부터 유기성폐기물의 해양배출이 금지됨에 따라 환경문제를 유발하는 축산분뇨, 음식물쓰레기, 농축산 폐기물 등의 처리가 곤란한 실정이다. 그러나 최근 저탄소 녹색성장으로 정부가 폐자원 에너지화에 관심을 기울이면서 위의 폐기물을 바이오가스로 전환하는 바이오가스 플랜트(Biogas Plant, BGP)의 이용이 보다 활성화 될 전망이다[1]. 이 바이오가스 처리방법에서 유기물은 메탄가스로 배출되고[2], 나머지 영양성분들(질소, 인산, 칼륨 등)은 모두 소화액에 남아있으므로[3] 이들은 친환경농업에서 필요한 액비로도 활용이 가능하며, 혐기소화 처리방법은 일반적인 가축분뇨 처리과정에서 발생되는 악취문제도 해결할 수 있는 장점 또한 가지고 있다. BGP는 유기성 폐기물에서 혐기성소화를 통해 바이오가스를 만드는 장점이 있는 반면, 가스를 만들고 남은 소화액은 액비로 활용이 가능하지만, 액비로 활용이 불가능할 경우 악성 폐수로 그 처리가 매우 까다로운 단점이 있다. 일반적인 생물학적인 폐수처리방법으로는 처리가 곤란하며, 환경기준을 맞추도록 처리하는데 많은 비용이 소요된다. 이러한 폐액처리를 위해 공정의 단순화와 높은 처리 효율[4]을 가지면서, 액비 또는 정화처리공정이 가능한 방법으로서 분리막공정이 바람직하나, BGP 발생폐액의 성상이 고농도의 오염물질을 함유하고 있어 적용이 쉽지 않다. 따라서 본 연구에서는 이를 보안할 수 있는 와류발생형 막모듈을 이용하여 Biogas Plant의 발생폐수에 대하여 분리막을 이용한 효과적인 처리공정을 개발하고 그에 따른 최적의 조건을 찾는 연구를 하고자 한다. 와류발생형 막모듈을 막과 막 사이에 와류를 발생시킴으로써 막에 전단력을 가하여 막의 가장 큰 단점인 막오염을 줄이는 방법으로 기존의 막모듈과 큰 차이가 있을 것으로 예상된다. 본 연구에서는 기존의 분리막 모듈[5]과 와류발생형 막모듈의 차이를 실험을 통해 확인하며, 막에 가해지는 압력, 막을 통과하는 유량 등의 차이를 두어 최적조건을 탐색하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2006.11a
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• pp.399-402
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• 2006

현재까지 연료전지 전해질 막으로는 Nafion으로 잘 알려져 있는 perfluorosulfonic acid(PFSA)막이 주를 이루고 있다. 이 막들은 $80^{\circ}C$ 이하의 낮은 온도의 연료전지에서 가장 좋은 성능을 보인다. PFSA 막들은 탄소-불소로 이루어진 사슬의 특성상 산화, 환원의 조건에서도 뛰어난 안정성을 보이며 이온 전도도가 0.1S/cm 이상으로 기존에 알려진 전해질 막들 중 가장 우수한 성능을 나타낸다. 하지만 연료전지의 작동온도가 $100^{\circ}C$ 이상의 높은 온도에서 는 막에 존재하던 수분이 제거되면서 수소이온 전도도가 떨어지며 기계적 물성도 떨어지는 문제점을나타낸다. $100^{\circ}C$ 이상의 온도에서 연료전지를 작동시키면 양쪽의 전극에서 일어나는 촉매반응의 속도가 향상되며, 물의 끓는점 이상에서 작동되므로, 전지 내에서 다양한 상을 고려하지 않고 기화된 물만을 고려하여 설계를 할 수가 있다. 따라서 최근 이러한 고온/저가습 운전을 위 한 전해질 막의 개발을 위해 기존의 Nafion 막에 전도성 무기 입자를 도입하는 연구들이 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 전도성 무기 입자로서 $ZrO_2$나노입자를 합성하고, 이를 상용 10 wt.% Nafion 용액에 분산하여 solution casting 방법을 통해 $61{\mu}m$ 두께의 유기-무기 복합막을 제조하였다. 제조한 유기-무기 복합막의 성능 평가를 위하여 함수율, 이온 전도도, 당량무게 및 단위 전지를 이용한 전류-전압 곡선을 측정하여 상용 Nafion 112 막과 비교해 보았다. $ZrO_2$ 입자는 전도성이며 동시에 친수성을 나타내기 때문에 상용 막에 비하여 함수율 및 수소이온 전도도가 우수하게 나타났다. 복합막의 이러한 물성은 $100^{\circ}C$이상의 고온에서 전해질 막 내의 물 관리를 용이하게 한다. 단위 전지 운전 온도 $130^{\circ}C$, 상대습도 37%의 운전 조건에서도 상당히 우수한 전지 성능을 보임에 따라 고온/저가습 조건에서 상용 Nafion 112 막보다 우수한 막 특성을 나타냄을 확인하였다.

• Computational Structural Engineering
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• v.4 no.3
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• pp.27-30
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• 1991

막구조는 전술한 바와 같이 오랜 역사를 통해서 발전을 거듭해 오면서, 이 시대의 필요성에 따라서 나타나는 대공간을 구성하는데 커다란 역할을 하고 있음을, 세계 각국의 현황을 봄으로서 우리들은 이해할 수 있다. 그러나 막구조의 인식부족과 아울러 금후에도 많은 문제점을 안고 있으며 또한 강력한 장력을 갖는 막재료의 출현으로 무한한 가능성도 배제할 수 없는 흥미로운 건축 구조분야이기도 하다. 본 고에서는 금후의 과제를 다음과 같이 몇개의 분야별로 즉, 막구조의 보급 및 정착, 막재료의 장래 및 막구조의 새로운 가능성 등에 대한 과제에 대해 기술하고자 한다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1994.04a
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• pp.21-22
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• 1994

정밀화학공업에서 고부가 제품을 생산하기 위해 다양한 정제공정을 사용하고 있다. 특히 염료, 안료 제조공정에서 사용되는 다량의 염을 정제공정에서 효과적으로 분리시키는 것은 중요하다. Diafiltration을 이용한 탈염공정에는 주로 UF막이 분자량이 큰 물질의 탈염에 사용되었다. 그러나 NF막의 개발에 따라 분자량이 작은 의약품, 염료등의 정체에 분리막을 이용한 Diafiltration이 적극 사용되고 있다. 본 연구에서는 염료 중간체인 2-formylbenzene sulfonic acid, sodium salt(FBS)의 정체에 NF막의 적용가능성을 상업용 막을 이용하여 조사하였다.

• Journal of the KSME
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• v.24 no.2
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• pp.92-98
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• 1984

열전달영역은 임계열류속점(CHF)을 기준으로 pre-CHF 영역과 post-CHF 영역의 두가지로 대 별된다. Post-CHF 영역에 해당하는 열전달에는 천이비등열전달과 막비등열전달이 있으며 천 이비등은 CHF점과 최소 막비등점 사이에서 일어나는 현상으로 핵비등과 막비등이 조합된 열 전달 기구에 해당하고 막비등은 가열표면이 안정된 증기막에 의해 덮여 있는 상태의 열전달 기 구에 속한다. 전고에서는 pre-CHF와 CHF 열전달 영역의 특성을 살펴보았고 본고에서는 천이 비등과 최소막비등온도 및 막비등에서의 열전달 상관식의 특성을 살펴 보고자 한다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 2004.05b
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• pp.153-155
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• 2004

상전이법으로 제조된 비대칭막은 세공의 크기를 nm이하의 수준으로 줄여 주면 막 여과저항이 크게 증가하여 경제성이 떨어지는 문제점을 가지고 있다. 이에 대한 대안으로 복합막이 제조되어 사용되고 있는데, 복합막은 우수한 투과도와 높은 배제율을 달성하기 위한 적극적인 대안이 되고 있다. 정수처리 및 수질환경 분야에 사용되는 나노복합막의 경제성을 더욱 향상시키기 위해서는 나노막의 투과유속을 증가시켜야 하는데, 복합막의 투과 성능은 지지체의 특성과 스킨층을 형성시키는 기술에 의해 좌우된다.(중략)

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1998.04a
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• pp.17-20
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• 1998

1. 서론 : 계면중합은 제조에 따른 박막의 성능 조절이 가능한 이유로 해서 역삼투용 복합막의 주요 제조 방법으로 제시되어 왔다. 계면중합을 응용하여 제조된 복합막의 성능은 반응 단량체의 종류, 용재의 종류, 단량체의 농도, 반응시간, 열처리 유무 및 온도와 시간 등에 의해 변한다. 한편 위의 변수에 절대적인 영향을 받고 아울러 단량체간의 몰 비가 성립하지 않음으로 해서 최적의 막 성능으로 제시되는 조건을 만족하기 위하여 주로 시행착오에 의한 방법을 동원하여 여러 변수에 다른 제조 막의 성능 고찰을 실시하여 왔다. (생략)

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1995.04a
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• pp.30-31
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• 1995

막분리 기술은 증류, 추출, 흡착 등의 종래의 분리기술에 비하여 상온, 상압에 가까운 마일드한 조건에서 조작된다는 점과 에너지 절약 및 환경오염원의 물질을 부생시키지 않는 점 등으로 최근 급속한 발전과 함께 응용분야를 넓혀가고 있다. 특히 PV에 대한 기술은 유기액체혼합물의 분리와 공비혼합물의 분리에 아주 유용한 기술로서 그 응용범위가 상당히 넓게 확산되고 있다. 본 연구에서는 Polyimide 막을 PV 분리기술에 적용시킥 위하여 Polyamic acid 전구체를 casting하여 열처리 과정을 거쳐 Polyimide 막을 제막하여 제막공정에 따른 막의 구조 특성을 확인하고, acetic acid의 PV 투과실험을 수행하였다.