• 공업화학
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• 제24권4호
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• pp.337-343
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• 2013

멤브레인 반응기는 멤브레인과 반응기를 결합하여 반응과 분리의 단위공정을 하나로 결합함으로써 전체공정을 단순화하고 반응효율을 높이고자 하는 혁신 기술로써, 멤브레인을 이용한 생성물의 선택적 제거를 통해 열역학적 평형을 뛰어넘는 전환율, 부반응물 생성 억제에 의한 반응 효율 및 선택성을 향상시킬 수 있다. 특히 이온전도성 세라믹을 이용한 멤브레인 반응기는 연료전지의 개발, 고순도 산소/수소의 분리/정제, 이산화탄소의 전환 및 다양한 화학제품제조에 까지 응용될 수 있기 때문에 시장의 확대와 더불어 크게 발전할 수 있을 것으로 기대된다. 본 총설에서는 수소이온 전도성 세라믹 멤브레인 반응기에 대한 연구동향과 다양한 응용분야 및 향후 전망 등에 고찰해 보고자 한다.

• 자원리싸이클링
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• 제33권2호
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• pp.16-23
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• 2024

해수나 염수에서 마그네슘을 추출하는 전해 반응은 마그네슘 이온을 주로 수산화마그네슘 형태로 마그네슘을 침전-회수하는 기술로, 양이온교환막, 음이온교환막, 전기투석, 비막 방식 등으로 분류된다. 최근 연구는 마그네슘 함유 해수나 염수를 사용하여 마그네슘의 회수 효율성 및 선택성 증진에 집중되며, 향후 일반 해수를 사용할 경우에도 효과적인 마그네슘 회수가 기대된다. 향후에는, 스케일업 시스템의 장기운전을 통해 마그네슘 및 다양한 유가물질에 대한 선택적 고효율 회수의 최적화와 더불어 경제성 및 환경성을 증진하는 것이 중요하다. 함께 막의 수명 및 교체주기를 고려하여 운전비용을 현실적으로 산정해야 하며, 다양한 인자에 대한 모니터링 데이터를 기반으로 상세하고 실용적인 공정 모델이 필요하다.

• 공업화학전망
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• 제14권6호
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• pp.21-28
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• 2011

이온교환막을 이용한 전기적 탈염기술은 막모듈 내에 양이온교환막과 음이온교환막을 교대로 장착시키고 모듈의 양단 전극에 전압을 적용함으로써 물속에 용존되어 있는 양이온과 음이온들을 전기의 힘을 이용하여 선택적으로 투과시키는 원리를 기반으로 하는 청정공정 기술이다. 이온교환막 공정은 전통적으로 산/알칼리의 생산, 산업폐수의 중금속의 제거, 해수의 담수화, 반도체 산업의 초순수의 제조, 해수에서 식염의 제조, 발효산업의 유기산 및 아미노산의 회수 등 다양한 산업분야에서 응용되어 왔다. 최근에는 이러한 기존의 응용분야에서 벗어나 새롭게 응용분야가 넓어지고 있다. 이온교환막과 다공성 탄소전극을 결합한 막축전식 해수담수화기술, 해수와 담수의 염도차를 이용한 역전기투석식 해수발전 등의 새로운 선택분리기능 및 응용분야를 가진 이온교환막의 개발 및 공정에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 그러나 국내에서는 이온교환막이 아직 상용화되지 않고 있어 이온교환막을 이용한 응용연구가 활발하게 진행되지 못하고 있어 그 개발이 시급하다. 본 논문에서는 먼저 이온교환막을 이용한 전기투석식 탈염기술, 물분해 전기투석, 전기탈이온 공정에 관한 동향을 조사하였다. 아울러 미래의 이온교환막의 응용기술인 해수담수화기술로서 역삼투법과 경쟁하여 에너지를 낮게 소모할 것으로 예상되는 분리막을 이용한 막축전식 탈염기술과 무한한 신재생에너지원인 해수와 담수를 이용한 역전기투석 해수발전기술에 대해 기술의 원리들과 최근의 연구동향 등을 정리하였다.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제3권4호
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• pp.249-255
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• 2015

이온 및 분자 이송제어를 위한 기능성 나노채널의 구현을 통하여 이온/분자의 상대적 크기에 의존하는 기존 분리 및 이송 기술의 선택효율, 투과도, 에너지 소비 측면에서의 기존 분리 기술의 한계를 극복하기 위한 새로운 개념의 분리 기술을 제시 하고자 하였다. 이를 위해 나노채널 플랫폼 가공 기술 개발, 나노채널 표면 기능화 기술 개발 등의 연구를 수행하였으며, 나노채널에 대한 전압인가 및 유량 조절이 가능한 이온이송제어 측정 시스템을 제작하고, 다층 금속 멤브레인을 이용하여 선택적으로 특정 이온($Cl^-$)의 이송을 95% 이상 차단하였다. 본 연구를 통하여 세포막에 존재하며 물분자만을 매우 효율적으로 투과시키는 채널인 아쿠아포린의 기능 및 특성을 모방한 신개념의 분리기술 구현을 위한 기반 기술 개발을 수행하였으며, 향후 지속적인 연구를 통하여 차세대 정수/담수, 휴대형 인공신장, 인공 감각 기관 등의 핵심 기반 기술이 될 것으로 예상한다.

• 자원리싸이클링
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• 제29권5호
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• pp.55-63
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• 2020

묽은 염산용액에서 이온성액체에 의한 코발트(II)와 니켈(II)의 분리를 조사하기 위해 이온성액체의 종류와 농도 및 수상의 초기 pH를 변화시켜 추출실험을 수행했다. 본 논문에서는 유기인산(D2EHPA, PC88A, Cyanex 272, Cyanex 301)을 Aliquat 336과 반응시켜 제조한 이온성액체와 Aliquat 336의 염소이온을 SCN과 치환한 이온성액체를 사용했다. 세 종류의 이온성액체(ALi-D2, ALi-PC, ALi-CY272)에 코발트(II)가 니켈(II)보다 추출이 잘 되었으며 평형 pH가 초기 pH보다 높았다. ALi-CY301의 경우 코발트(II)와 니켈(II)의 선택도는 추출조건에 의존했다. 또한 상기 이온성액체에 TBP의 첨가가 두 금속의 추출에 미치는 영향도 조사했다. 추출제로 ALi-SCN를 사용하는 조건에서 코발트(II)가 선택적으로 추출되어 두 금속을 완전히 분리하는 것이 가능했다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2002년도 하계 학술대회 논문집
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• pp.273-278
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• 2002

국민소득 향상으로 인한 소비자의 고품질 청정채소 및 화훼류에 대한 수요가 증가하면서 시설재배와 수경재배 면적이 급속히 증가하고 있다. 수경재배는 기존 농법의 문제점인 농작물의 중금속 축적, 연작장해, 지력의 약화, 농약 및 화학비료의 남용으로 인한 토양생산성 및 농산물 안전성의 저하 둥을 해결할 수 있는 작물 재배방식이지만 그에 상응하는 기계화 및 자동화는 매우 미흡한 실정이다. (중략)

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1565-1567
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• 2003

LAS($Li_2O-Al_2O_3-SiO_2$)계에 전이금속과 희토류 이온을 첨가한 글라스세라믹의 colouring에 대한 특성 분석이 이루어졌다. 투과성이 높고, 내열 충격성이 우수한 글라스세라믹을 제조한 수 있었으며, 주 결정상은 ${\beta}$-eucryptite(SS)이었다. 또한 colouring에 의한 빛의 흡수 특성과 이러한 글라스세라믹에서의 colouring 이온의 구조적 상태가 조사되었다.

• 에너지공학
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• 제3권1호
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• pp.70-76
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• 1994

본 연구는 방사성 폐액의 처리를 목적으로 화학처리와 한외여과막(UF)의 결합공정에 의해서 세슘이온의 제거특성을 조사하였다. 이 공정은 대상핵종과 선택성이 크고 한외여과막에 의해서 분리가 가능한 거대분자를 주입하여 핵종을 결합시키고, 이를 한외여과막에 의해서 분리 제거하는 개념이다. 실험은 흡착제로서 K2Cu3(Fe(CN6)2)를 제조하여 주입하였고 회분식 UF stirred cell를 이용하였으며, 용액의 pH, 세슘이온의 농도 및 K2Cu3(Fe(CN6)2)의 농도에 따라 세슘이온의 제거효율을 측정하였다. 세슘의 제거효율은 pH 및 K2Cu3(Fe(CN6)2)의 몰비에 따라 결정되며, pH가 5∼6에서 높은 제거율을 나타내었고 Cs/K2Cu3(Fe(CN6)2)의 몰비가 1.5 이하에서 90% 이상 제거되었다. K2Cu3(Fe(CN6)2)에 대한 Cs의 결합특성은 Langmuir isotherm형태의 식으로 나타내어 평가하였으며, 이때 세슘이온의 최대 흡착용량은 1.72 mM/mM K2Cu3(Fe(CN6)2) 이었다.

• 분석과학
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• 제10권3호
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• pp.161-167
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• 1997

Tetrabenzylmethylenediamine(TBMDA), tetrabenzylethylenediamine(TBEDA), tetrabenzylpropylenediamine(TBPDA), tetrabenzylhexylenediamine(TBHDA)의 중성운반체를 이용한 수소이온 선택성 막전극을 제조하였다. TBMDA, TBEDA, TBPDA, TBHDA의 아미노기간의 탄소수 변화에 따라 pH 1~pH 9, pH 2~pH 9, pH 3~pH 9, pH 4~pH 9 범위에서 수소이온에 대하여 선택적이고 선형적인 감응을 나타내었으며, 각각에 대한 기울기는 48mV/pH, 52mV/pH, 64mV/pH, 59mV/pH를 나타내었다. 각 전극에 대하여 알칼리금속이온($Li^+$, $Na^+$, $K^+$) 및 알칼리토금속이온($Mg^{2+}$, $Ca^{2+}$, $Sr^{2+}$, $Ba^{2+}$), 전이금속이온($Cu^{2+}$, $Ni^{2+}$, $Co^{2+}$)과 음이온($I^-$, $Br^-$, ${NO_3}^-$, $SCN^-$)에 대한 방해효과를 측정하였다. 선택계수는 분리용액법을 이용하여 측정하였고, 산성 용액에서 선형성을 나타내는 TBMDA가 가장 좋은 결과를 나타내었다.

• 대한화학회지
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• 제37권2호
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• pp.259-264
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• 1993