• 멤브레인
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• 제25권4호
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• pp.367-372
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• 2015

정삼투와 압력지연삼투 공정에서 용매의 투과율은 용매와 막이 접촉하는 방식에 의존한다. 각각의 공정에서 막의 활성층이 고농도 용매와 접촉하는 경우를 압력지연삼투 방식이라 하고, 고농도 용매가 막의 다공성 지지하층과 직면해 있는 경우를 정삼투 방식이라고 한다. 압력지연삼투 방식과 정삼투 방식은 각각 희석형 그리고 농축형의 내부농도 분극 현상을 유발하는데, 동일한 조작 조건에서 정삼투 방식보다 압력지연삼투 방식이 높은 투과율을 나타내는 현상이 실험적으로 관측되었다. 본고에서는 정삼투방식과 압력지연삼투 방식에서 발생하는 본질적인 투과율 불균형을 수학적 귀류법을 이용하여 증명하고, 물리적인 원인을 규명한다.

• 멤브레인
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• 제23권3호
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• pp.251-256
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• 2013

본 연구에서는 아세틸화된 메틸 셀룰로스를 복합박막 정삼투막의 지지층으로 사용하였다. 계면중합법을 이용하여 선택성이 우수한 폴리아미드 활성층을 다양한 지지층 위에 코팅하였다. 아세틸화된 메틸 셀룰로스 지지층 위에 코팅된 복합박막 정삼투막의 구조와 성능을 다른 지지층 위에 코팅된 복합박막 정삼투막과 비교하였다. 실험적 결과는 아세틸화된 메틸 셀룰로스 지지층 위에 코팅된 복합박막 정삼투막의 성능이 다른 정삼투막들에 비해서 우수하였으며 이것은 구조적인 특성과 염의 낮은 역확산속도 때문인 것으로 사료된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권3호
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• pp.279-284
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• 2015

전 세계적으로 셰일가스와 같은 비전통 석유자원이 널리 개발되고 있다. 이에 따라 셰일가스 채굴과정에서 발생하는 폐수의 적절한 처리가 중요해지고 있다. 그러나, 폐수 내의 오일 및 유기 물질, 유해성 화학물질, 무기 이온과 같은 물질이 고농도로 함유하고 있기 때문에 기존 처리 방법으로 많은 어려움을 격고 있다. 본 연구에서는 셰일가스 폐수에 대한 새로운 처리방법으로 정삼투 공정 및 막증발법에서의 가능성을 연구하였다. 실험실 규모의 정삼투 및 막증발법 장치를 제작하여 실험을 실시하였다. 그 결과, 합성 폐수를 처리하는데, 정삼투 공정에서 적용 가능하다고 판단되었다. 유도용액으로 5M의 염화나트륨수용액을 사용하였고, 낮은 범위의 폐수(66,000mg/L TDS)에서 약 $6L/m^2-hr$의 플럭스를 나타냈다. 그럼에도 불구하고, 높은 범위의 폐수(261,000mg/L TDS)에서 막증발법으로 처리하는 것이 더 효과적이었다.

• 멤브레인
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• 제28권3호
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• pp.157-168
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• 2018

우리는 정삼투 공정의 유도용질로서 잠재적인 활용 가능성을 확인하기 위해 식물화학물질인 tannic acid (TA)에 알칼리 염 처리한 alkali tannate 염 중 하나인 potassium tannate (TA-K)를 평가하였다. TA-K의 정삼투 특성과 회수 특성은 체계적으로 조사되었다. 정삼투 공정을 active layer facing feed solution (AL-FS) 방식으로 적용했을 때, TA-K 유도용액의 투수량은 TA 유도용액의 투수량 보다 훨씬 많은 반면, TA 유도용액의 투수량이 거의 확인되지 않았다. 100 mM 저농도에서의 TA-K 유도용액의 삼투압(1,135 mOsmol/kg)은 NaCl 수용액의 삼투압(173 mOsmol/kg)의 약 6.5배로 확인되었다. 100 mM 농도의 TA-K의 투수량과 specific salt flux (6.14 LMH, 1.26 g/L)는 동일한 농도의 NaCl 유도용액의 투수량과 specific salt flux (2.46 LMH, 2.63 g/L)의 약 2.5배 및 0.5배로 각각 확인되었다. TA-K를 재사용하기 위해, 금속 이온 침전법을 이용하여 TA-K유도용질을 침전시킨 후, membrane filtration을 이용하여 유도용질을 회수하였다. 이 연구는 식물화학물질을 정삼투 공정의 유도용질로서의 적용 가능성을 보여준다.

• 멤브레인
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• 제33권2호
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• pp.70-76
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• 2023

중수는 경수와 다른 물리화학적 특징으로 다양한 생물화학적 변화를 유도할 수 있다. 기존 분리공정의 단점인 에너지소비량을 줄이고자 전기방사 폴리아마이드 분리막을 이용하여 정삼투공정을 이용하였다. 유도용액으로 NaCl과 인산을 사용하였다. 중수농도를 정량화하기 위해 FT-IR 분광법을 활용하였다. 인산과 수소/중수소의 특별한 상호작용력을 분광학적으로 확인하였으며, 정삼투공정으로 농축이 가능할 수 있다는 것을 관찰하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권4호
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• pp.510-518
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• 2016

본 연구에서는 폴리에틸렌글리콜-카르복실산과 에틸셀룰로스 사이의 에스테르화 반응을 통해 에틸셀룰로스-폴리에틸렌글리콜 가지형 고분자를 합성하고 이를 정삼투 수처리 공정을 위한 복합막의 지지체 소재로 사용하고자 하였다. 합성한 에틸셀룰로스-폴리에틸렌글리콜은 핵자기공명 분광법 및 푸리에 변환 적외선 분광법을 통해 그 구조를 확인하였다. 비용매 유도 상분리법을 통해 에틸셀룰로스-폴리에틸렌글리콜 소재를 이용한 지지체를 형성하여 이를 에티셀룰로스 지지체와 비교해 보았을 때, 폴리에틸렌글리콜 작용기의 도입으로 인하여 친수성이 증가한 것을 확인하였다. 지지체 위에 계면중합을 통해 폴리아미드 활성층이 추가된 복합막을 형성하였고, 염화나트륨 용액을 유도 용액으로 사용하여 cross-flow 방식의 정삼투 수처리 장치에서의 성능을 비교하였다. 2M 농도의 염화나트륨 수용액을 유도 용액으로 사용하였을 때, 6.6 LMH의 수투과도를 보이는 에틸셀룰로스 지지체를 사용한 복합막에 비해, 에틸셀룰로스-폴리에틸렌글리콜 지지체를 사용한 복합막은 15.7 LMH의 증가된 수투과도를 보여주었으며, 이는 지지체의 증가된 친수성에서 기인한 것이다. 이러한 결과는 에틸셀룰로스-폴리에틸렌글리콜 지지체를 이용한 복합막의 막구조 파라미터가 감소한 것에서도 설명할 수 있으며, 지지체 소재의 친수성 증가가 정삼투 공정에 최적화된 복합막 지지체 구조를 형성할 수 있음을 시사한다.

• 멤브레인
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• 제28권1호
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• pp.75-82
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• 2018

정삼투법을 이용한 해수담수화는 역삼투 공정에 비해 에너지 절감이 가능하여 해수담수화 차세대 기술로 주목받고 있다. 막을 기반으로 하는 수처리 분야에서 분리 성능을 향상시키고 새로운 기능을 부여하기 위해, 고분자 매트릭스에 필러인 나노물질을 삽입하는 박막 나노복합체 분리막(thin film nanocomposite, TFN) 개발에 대한 연구가 요구되고 있다. 본 연구에서는 딥 코팅(dip coating) 방법을 기반으로 한 다층박막적층법(Layer-by-layer, LBL)을 이용하여 산화그래핀(graphene oxide, GO)의 나노 적층구조를 제어하여, 정삼투 공정에서의 높은 안정성 및 높은 수투과도 및 염 제거, 낮은 염 역확산을 갖는 그래핀 나노복합체 분리막을 개발하고자 하였다. 정삼투 공정의 성능 향상을 위한 산화그래핀의 환원 반응시간과 LBL 딥코팅 적층 수의 최적화를 통해, 수투과도 2.51 LMH/bar, 물분자 선택성 8.3 L/g, 염 제거율 99.5%를 갖는 나노복합체 분리막을 개발하였다. 이는 상용화된 CTA FO 분리막보다 수투과도는 10배, 물분자 선택성은 4배 높게 향상되었으며, 염 제거율은 비슷한 수준으로 나타났다.

• 대한화학회지
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• 제37권8호
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• pp.753-756
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• 1993

디메틸술록시드와 물 및 몇가지 알칸올간의 분자 상호작용에 관한 연구를 증기압 삼투법으로 40$^{\circ}C$에서 수행하였다. 디메틸술폭시드는 물, 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올과 2-메틸-1-프로판올에서는 라울의 법칙에서 부의 벗어남을 나타내었으며, 1-부탄올과 1-펜탄올에서는 라울의 법칙에서 정의 벗어남을 나타내었다. 이 결과를 이종분자간의 상호작용과 DMSO 분자의 자체회합으로 각각 해석하였다. 측정한 물과 알칸올과의 히드록실 양성자의 화학적 이동도 이 결과를 뒷받침하였다.

• 멤브레인
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• 제32권4호
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• pp.235-252
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• 2022

무삼투압차 역삼투압(Δ𝜋= 0)은 KAIST H. N. Chang 명예교수가 2013년 발명, 2014년 미국 특허 출원, 2018년 특허 취득(US 9,950,297) 해수담수화기술. Chang 등의 RO 기술은 삼투압 조정조와 저압 역삼투압의 2 챔버로 구성. Chang 등은 소금물을 비롯한 모든 수용액은 물과 용질(소금)로 완전 분리 가능 주장. 삼투압차 조정조, 저압 역삼투압조 2 챔버로 구성됨. 고농도 용액의 삼투압은 1908년 미국화학회지 출간된 MIT G. N. Lewis식 이용. 두 번째 특허(US 10,953,3367)에서 RO가 10~12 bar 저 삼투압차 수행 가능 증명. 세 번째 특허(Korea 10-2322755, 해외 출원 중) Singularity ZERO 활용하면 기존 RO에 비해 물은 50% 추가, 막 면적은 1/3, 이론에너지는 1/5, 동일 용량의 S-ZERO 기술은 기존 RO 건설비의 50~60%로 예측됨.

• 공업화학
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• 제35권2호
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• pp.115-121
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• 2024

본 연구는 W1/O/W2 이중유화법을 통한 마이크로 캡슐화 공정을 최적화하기 위해 역미셀(reverse micelle), salt 농도 등의 열역학적 변수와 유체의 점도, 계면장력 등 계면의 유동에 영향을 미치는 공정변수들의 영향성을 분석하였다. 아스코르브산의 PLA (polylactic acid) 미립자 내부로의 캡슐화 효율에 가장 큰 영향을 미치는 변수는 W1과 W2상의 삼투압의 차이로 W2상의 salt 농도를 높이거나, W1상의 아스코르브산 농도를 줄이면 캡슐화 효율이 높아짐을 관찰하였다. 또한, 삼투압의 차이가 클수록 미립자 표면의 손상이 심해짐을 확인할 수 있었다. 캡슐화 효율을 높일 것으로 예상되었던 역미셀 도입은 그 기여도가 낮거나 오히려 캡슐화 효율을 낮추었다. 마이크로캡슐의 수율은 공정 조건, 용액 조성 등과 상관없는 universal 함수로 표현하였는데, Ca > 20에서는 더 이상의 수율 증가가 관찰되지 않았다.