올레핀/파라핀 분리를 위해 $Poly(ethylene oxide)(PEO)/AgBF_4/Al(NO_3)_3/Ag_2O$ 복합막이 제조되었으며, $Ag_2O$가 도입되었을 때, 복합체 분리막의 초기성능은 선택도 13.7과 투과도 21.7 GPU로 관찰되었다. $PEO/AgBF_4/Al(NO_3)_3$ 분리막의 성능(선택도 13와 투과도 7.5 GPU)에 비해서 초기성능이 증가한 이유는 $Ag_2O$의 첨가로 인한 Ag ion의 활성도 증가로 생각되었다. 하지만 시간에 따른 성능저하 현상이 관찰되었는데 이는 고분자 matrix인 PEO 때문인 것으로 생각되었다. PEO 고분자는 $Ag_2O$ 입자를 안정화 시킬 수 없기 때문에 용매가 증발하면서 $Ag_2O$ 입자끼리 뭉치게 되고, $Ag_2O$가 barrier 역할을 하게 돼서 시간이 지나면 투과도가 감소하는 것으로 분석되었다.
무 포장에서 분리한 Rhizoctonia solani 5군 4형의 7균주(AG1-IA, AG1-IB, AG2-1, AG2-2, AG3, AG4, AG5)를 사용하여 온도, pH, 질소원, 탄소원이 균의 생장에 미치는 영향을 알아보았다. 이들 균사융합군주별, 최적생장온도는 AG2-1, AG2-2, AG4 등은 $20^{\circ}C$에서 AG1-IA, AG1-IB, AG3, AG5 등은 $25^{\circ}C$에서 생장이 가장 양호하였다. pH가 균사융합군별 생장에 미치는 영향은 공히 pH $6\~7$ 범위였다. R. solani의 각 균주별 탄소원 이용도는 AG 1-IA, AG1-IB, AG2-2, AG3, AG5는 glucose, AG2-1은 sucrose, AG4는 fructose가 좋았으나, glycerine, cellulose, lactose는 모든 균주에서 생장이 불량하였다. 질소원이 균사융합군별 각 균주의 생장에 미치는 영향은 $Ca(NO_3)_2$에서 AG1-IA, AG1-IB, AG4, asparagine에서는 AG2-1, $KNO_3$에서는 AG2-2, $NaNO_3$에서는 AG5의 생장이 양호하였으나, $NH_4NO_3$ 첨가구에서는 공히 불량하였다. 즉, 일반적으로 초산태질소와 유기질소는 암모니아태질소보다 이용율이 높았다. C/N율이 각 군별 균주의 생장에 미치는 영향은 C:N=1:1의 비율에서 생장이 가장 좋았고 탄소원보다는 질소원이 생장에 많은 영향을 미쳤다.
2M $AgNO_3$ 수용액을 백금이나 탄소 전극을 이용하여 비교적 높은 전류밀도에서 전해 산화하였다. 이 생성물을 산화력과 X-ray powder diffraction patterns, thermal analysis, 그리고 환원 곡선등을 구하여 $Ag_7O_8NO_3$ 임을 확인하고 끓는물에서 가수분해 하여 Alfa-product AgO보다 순도가 높고 비중이 큰 AgO를 얻을 수 있었다.
본 연구에서는 Poly(vinyl alcohol) $(PVA)/AgCF_3SO_3/Al(NO_3)_3$ 전해질 분리막을 제조하여 기존의 poly(vinylpyrrolidone) $(PVP)/AgCF_3SO_3/Al(NO_3)_3$ 분리막보다 더 향상된 성능을 보이는 고투과성 올레핀 촉진수송 분리막을 얻고자 하였다. $PVA/AgCF_3SO_3/Al(NO_3)_3$ 막의 특성은 SEM, FT-IR, FT-Raman에 의해서 조사되었다. 다양한 $Al(NO_3)_3$ 농도 중 1:1:0.01 $PVA/AgCF_3SO_3/Al(NO_3)_3$에서 가장 좋은 분리성능을 보였다. 결과적으로 선택도는 12, 혼합 기체 투과도는 3.5 Barrer를 나타내었으며, 선택도와 투과도는 115시간 동안 유지되었다.
올레핀/파라핀 분리를 위해 poly(ethylene oxide)(PEO)/Ag nanoparticles (AgNPs)(전구체: $AgBF_4$)/p-benzoquinone (p-BQ) 복합막이 제조되었으며, 이 복합체 분리막의 성능은 100시간까지 선택도 10과 투과도 15 GPU로 유지되는 것이 관찰되었다. 분리막의 성능이 100시간까지 유지할 수 있었던 이유는 p-BQ의 첨가로 인해 Ag ion이 안정적으로 Ag nanoparticles로 형성될 수 있었을 뿐더러 전자수용체인 p-BQ으로 인해 표면이 부분 양극성화 되어 올레핀 운반체로서 역할을 성공적으로 수행한 결과라 생각되었다. 본 연구에서는 Ag nanoparticles의 전구체로 사용된 $AgBF_4$의 가격이 고가이기 때문에 가격 측면에서 유리한 $AgNO_3$ Ag nanoparticles의 전구체로 사용하여 실험을 진행하였다. 그 결과로서 $AgNO_3$의 경우에는 앞선 $AgBF_4$과는 다르게 안정적으로 은 나노입자가 형성되지 못하고 이로 인하여 좋은 성능을 내지 못하는 것으로 분석되었다.
이전 연구에서 올레핀/파라핀 분리를 위해 poly(ethylene oxide)(PEO)/Ag nanoparicles (AgNPs)(전구체$AgBF_4$)/p-benzoquinone (p-BQ) 복합막이 제조되었으며, 이 복합체 분리막의 성능은 100시간까지 선택도 10과 투과도 15 GPU로 유지되는 것이 확인되었다. 하지만 전구체인 $AgBF_4$의 가격이 고가이기 때문에, 본 연구에서는 가격 측면에서 경쟁력이 있는 $AgNO_3$를 Ag nanoparticles의 전구체로 사용하여 실험을 진행하였다. 그 결과 이미 존재하고 있는 $NO_3{^-}$가 AgNPs를 감싸고 있기 때문에 분리 성능이 나오지 않는 것으로 관찰되었다. 이번 연구에서는 $AgNO_3$를 Ag nanoparticles의 전구체로 사용하여도 높은 성능을 내기 위해 전자수용체 7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane (TCNQ)를 사용하여 PEO, polyvinyl alcohol (PVA), polyether block amide-1657 (PEBAX-1657) 고분자 복합막을 제조한 결과, 고분자와 전자수용체의 영향과는 무관하게 분리성능을 내지 못하는 것으로 분석되었으며, 이는 분리성능에 전구체의 음이온이 결정적 역할을 하는 것으로 분석되었다.
We have prepared new water-swollen chitosan-$Ag^+$ complex membranes and studied their permeation and separation behavior for propylene and propane gases. The $Ag^+$ containing chitosan complex membranes were prepared from chitosan and $AgNO_3$ aqueous solution. The $AgNO_3$ and water content in the membrane were controlled by adjusting $AgNO_3$ concentration of casting solution. The permeation properties of propylene and propane were investigated as a function of $AgNO_3$ concentration, and various operation conditions. High permeability of above 17 barrer and high selectivity of above 170 could be obtained with the membranes prepared from 3 M $AgNO_3$ aqueous solution. Periodic regeneration test confirmed these membranes could be very useful for the separation of propylene/propane and other olefin/paraffin separation.
본 연구는 현재 올레핀/파라핀 분리에서 사용되는 극저온 분리법을 대체하기 위한 촉진수송 분리막에 대한 연구이다. 촉진수송 분리 막을 상업화하기 위해서는 비용 절감 또한 매우 중요한 요소이다. 하지만 많은 연구가 이루어지고 있는 AgBF4는 상대적으로 고가인 은 염이기 때문에 이를 대체하기 위해 비교적 저렴한 AgCF3SO3를 이용하여 PEBAX-2533/AgCF3SO3/Al(NO3)3 복합막을 제조하였다. 분리막의 특성은 SEM, FT-IR, RAMAN을 통해 분석되었으며, 이번 연구를 통해 고분자 매트릭스가 장기 안정성에 영향을 준다는 사실을 확인하였다.
은(Ag)의 첨가가$ YBa_{2}$$Cu_{3}$$O_{7-\delta}$ (YBCO) 고온초전도체의 미세조직, 기계적 및 전기적 성질에 미치는 효과를 연구하였다. 소량의 Af(5, 10, 15 vol.%)는 각각 금속분말상태와 질산염인 $AgNO_{3}$초전도체의 강도와 인성값이 Ag의 함량이 증가할수록 높게 나타났으며, 이는 Ag입자에 의해 야기되는 강화기루에 의한 것으로 생각된다. 또한 Ag를 질산염의 분말상태로 첨가하여 만든 YBCO-Ag 복합재료가 금속분말상태로 첨가하여 만들었을 때보다 강도 및 인성값이 더 우수한 것으로 나타났다. $AgNO_{3}$를 첨가한 복합체가 상대적으로 더 우수한 기계적 성질을 가지는 것은 Ag 입자가 더 미세하고 균일하게 분포되었기 때문으로 판단된다. Ag 첨가로 인해 YBCO 복합초전도체의 전류밀도값은 미세하게 증가하는 것으로 관찰되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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