• 제목/요약/키워드: Cation Exchange

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폴리스티렌을 이용한 전기투석용 양이온교환 막의 제조 및 그 특성에 관한 연구 (A Study on the Characteristics and Preparation of the Cation Exchange Membrane Using Various Type of Polystyrene)

  • 김희열;김종화;박근호;송주영
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제44권4호
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    • pp.340-344
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    • 2006
  • 폴리스티렌을 acetyl sulfate 시약을 사용하여 술폰화시킨 후 다공성 양이온교환 막으로 제조하였다. 제조된 막의 특성을 분석한 결과 다공성의 형태를 가졌음을 확인할 수 있었고, IR 분석결과 술폰산기의 도입을 확인할 수 있었다. 전체적으로 반응물 중 황산의 양이 증가할수록 이온교환능력이 증가하는 경향을 확인할 수 있었고, 전기투석 공정에 적용가능성을 판단한 결과 양이온에 대한 선택성과 음이온에 대한 배제성을 간접적으로 확인할 수 있었다.

Preparation of Cation-exchange Resin from Lignin

  • Kamelt S.
    • 펄프종이기술
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    • 제36권5호
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    • pp.78-84
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    • 2004
  • Lignin precipitated from black liquor of soda pulping of bagasse was used to prepare cation-exchange resin. The effect of sulfuric acid treatment, concentration of phenol and formaldehyde on the properties of the prepared cation-exchange resin was investigated. It was found that sulfonated resinified phenolated lignin gave a resin with an ion-exchange capacity higher than that of resin, which resulted from sulfonation of resinified lignin at zero phenol concentration. Infrared spectroscopy of the prepared ion-exchange resin shows anew bands at 1060, 1160, 1280 and $1330\;cm^{-1}$ which indicated to the presence of $SO_{3}$.

전해질 성분 및 농도, 이온교환 수지 비율에 따른 이온교환 특성 연구 (A Study on Ion Exchange Characteristics with Composition and Concentration of Electrolyte, Ratio of Ion Exchange Resin)

  • 안현경;이인형;윤형준;정현준
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제7권4호
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    • pp.727-732
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    • 2006
  • 본 연구에서는 전해질 성분 및 농도, 이온교환 수지 조성비율을 통해 이온교환 수지탑의 성능을 평가하고, 이온교환 수지에 의한 입자성 물질 제거의 능력과 입자성 물질이 이온교환 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 이온교환 수지탑 배열 순서에 따라 파과(돌파)시점이 연장되며, 파과(돌파)순서는 음이온의 경우 $Cl^{-}, 양이온의 경우 $Na^{+} 순 이였으며, 전해질의 농도가 증가할수록 파과시간이 단축되었다. 이온교환 수지의 조성비 변화에서는 양음이온교환 수지 조성비가 1:2의 경우 1:1및 1:3의 경우보다 파과(돌파)시간이 연장되었으며 동일한 전해질 농도에서 입자 농도가 증가하면 20% 미만으로 파과(돌파)시간이 단축되었다. 양이온 교환수지 비율이 높으면 양이온의 파과(돌파)시점이 늦어져 이온교환 수지탑의 수명이 연장되고, 입자성 물질은 전해질 농도와 무관하게 이온교환 수지의 세공을 막아 이온교환 용량을 감소시켜 파과(돌파)시간을 단축시키는 것으로 조사되었다.

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Psf (polysulfone) 함유 양이온교환막의 바나듐 레독스-흐름 전지에서의 내구성 (Durability of Cation Exchange Membrane Containing Psf (polysulfone) in the All-vanadium Redox Flow Battery)

  • 김정근;김재철;유철휘;황갑진
    • 멤브레인
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    • 제21권2호
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    • pp.141-147
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    • 2011
  • 바나듐 레독스-흐름 전지 (V-RFB)용 격막으로 사용하기 위해 폴리설폰(psf)에 폴리페닐렌설파이드설폰(PPSS)을 블록 공중합 시킨 폴리머와 여기에 TPA (tungstophosphoric acid)를 첨가하여 양이온교환막을 제작하였다. 제작한 막은 1M $H_2SO_4$용액을 사용하여 막 저항을 평가하였다. 제작한 Psf-PPSS와 Psf-TPA-PPSS 양이온교환막의 막 저항은 약 $0.94{\Omega}{\cdot}cm^2$를 나타냈다. 제작한 양이온교환막과 Nafion117을 격막으로 사용하여 V-RFB의 전기화학적 특성을 평가하였다. 4 A의 전류에서 측정한 V-RFB의 충 방전 셀 저항은 막의 종류에 따라 Nafion117 < Psf-TPA-PPSS < Psf-PPSS 의 순서로 값이 낮았다. 막을 5가 바나듐 수용액에 침적하여 침적시간 변화에 따른 V-RFB의 총 방전 셀 저항을 측정함으로써 내구성을 평가하였다. 내구성은 제작한 Psf-PPSS 막이 가장 우수하였으며, Nafion117막과 제작한 Psf-TPA-PPSS막이 서로 동등하였다.

금속연료전지에서 이온교환막이 전기전도에 미치는 영향 (The Effect of Ion Exchange Membrane on the Electrical Conduction in Metal Fuel Cell)

  • 김용혁
    • 전기학회논문지
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    • 제59권12호
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    • pp.2235-2239
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    • 2010
  • In this study, The cation exchange membrane and the anion exchange membrane affect in electrical conduction of metal fuel cell was investigated. Magnesium material as anode electrode and the NaCl solution dissolved with 5~15wt% as electrolyte were used for the metal fuel cell. It was found that magnesium slag where flows toward the air electrode was suppressed by using ion exchange membrane. The open circuit voltage variation during discharge has very flat pattern by using ion exchange membrane, but the case which is not the exchange membrane, the open circuit voltage increased according to time. When using the anion exchange membrane, the electric current was higher case of the cation exchange membrane, as a result of higher equivalent conductivity in anion Cl-. The cation exchange membrane was observed with the fact that the output power is excellent in compared with anion exchange membrane.

Kinetics and Equilibrium Isotherm Studies for the Aqueous Lithium Recovery by Various Type Ion Exchange Resins

  • Won, Yong Sun;You, Hae-na;Lee, Min-Gyu
    • 한국재료학회지
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    • 제26권9호
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    • pp.498-503
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    • 2016
  • The characteristics of aqueous lithium recovery by ion exchange were studied using three commercial cation exchange resins: CMP28 (porous type strong acid exchange resin), SCR-B (gel type strong acid exchange resin) and WK60L (porous type weak acid exchange resin). CMP28 was the most effective material for aqueous lithium recovery; its performance was even enhanced by modifying the cation with $K^+$. A comparison to $Na^+$ and $H^+$ form resins demonstrated that the performance enhancement is reciprocally related to the electronegativity of the cation form. Further kinetic and equilibrium isotherm studies with the $K^+$ form CMP28 showed that aqueous lithium recovery by ion exchange was well fitted with the pseudo-second-order rate equation and the Langmuir isotherm. The maximum ion exchange capacity of aqueous lithium recovery was found to be 14.28 mg/g and the optimal pH was in the region of 4-10.

ETA 및 암모니아 수용액에서 이온교환 모델링 (Ion Exchange Modeling in ETA and NH$_3$ Aqueous Solutions)

  • 안현경;김상대;이인형
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제4권3호
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    • pp.307-311
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    • 2003
  • 탈염기 혼합 이온교환 수지탑에서 양 ㆍ 음이온의 최적혼합비율을 결정하기 위해 실험을 수행하였다. 2, 3, 4, 5 성분 양ㆍ음이온 흡착은 많은 양이온 그리고 음이온의 선택도를 얻기 위하여 small-volume batch test로부터 실험 데이터를 얻기 위해 수행되었다. Quantitative run time은 반-실험적 질량 작용과 표면 착화 모델을 이용한 이온 교환 모델에 의해서 추정될 수 있었다. 탈염기 수지층의 음이온 교환수지에 대한 양이온 교환수지의 비율을 증가시킴으로써 더 길게 사용될 수 있다.

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Simultaneous Determination of Anions and Cations in Natural Water by Ion-exclusion/Cation-exchange Chromatography with a Weakly Acidic Cation-exchange Resin Column

  • Lee, Kwang-Pill;Choi, Seong-Ho;Park, Yu-Chul;Bae, Zun-Ung;Lee, Mu-Sang;Lee, Sang-Hak;Chang, Hye-Yong;Kwon, Se-Mok;Kazuhiko Tanaka
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제24권9호
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    • pp.1324-1328
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    • 2003
  • The simultaneous determination of anions ($SO_4 ^{2-},\;Cl^-,\;and\;NO_3^-$) and cations ($Na^+,\;NH^{4+},\;K^+,\;Mg^{2+},\;and\;Ca^{2+}$) in natural water obtained by Nakdong River waters system in Korea were performed by ion-exclusion/cationexchange chromatography with conductimetric detection. The stationary phase was a polymethacrylate-based weakly acidic cation-exchange resin column in the $H^+$-form and a weak-acid eluent. When using only a 1.4 mM sulfosalicylic acid/6 mM 18-crown-6 ether as an eluent, good resolution of both anions and cations, minimum time required for the separation, and satisfactory detection sensitivity were obtained in a reasonable time. The method was successfully applied to the simultaneous determination of anions and cations in natural waters.

양이온 교환수지에 의한 암모니아성 질소 제거 (Ammonia Nitrogen Removal by Cation Exchange Resin)

  • 이동환;이민규
    • 한국환경과학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.263-269
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    • 2002
  • This study was conducted to know the removal characteristics of ammonia nitrogen by commercially available cation exchange resins. Eight acidic cation exchange resins were investigated in batch reactors. Among them, the most effective resin for ammonia removal in solution was PK228, which was a strong acidic resin of $Na^{+}$ type. PK228 was compared with activated carbon and natural zeolite. The effects of cation exchange capacity, ammonia concentration, resin amount, temperature and pH on ammonia removal by PK228 were investigated in batch reactor, and the effect of effluent velocity in continuous column reactor. Strong acidic resins of porous type were more effective than week acidic resins or gel type resins for ammonia removal in solution. PK228 was more effective than activated carbon and natural zeolite for ammonia removal in batch reactor. With increasing initial ammonia concentration, the amount of ammonia removed by PK228 increased, but the proportion of removed ammonia to initial ammonia concentration decreased. The effect or temperature on ammonia removal by PK228 was very slight. The ammonia removal to acidic solution was more effective than that at basic solution. With decreasing effluent velocity of solution through column, breakthrough point extended, and ammonia removal capacity increased.d.

질량작용법칙과 표면착화모델을 이용한 이온교환 모델링 (Ion Exchange Modeling with Mass Action Law and Surface Complexation Models)

  • 안현경;김상대;이인형
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제4권3호
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    • pp.296-300
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    • 2003
  • 다성분 양이온 교환을 위한 평형과 동역학 데이터는 질량 작용 법칙과 표면 착화 모델을 이용하여 수행 및 평가하였다. 양이온 흡착의 평형과 칼럼 실험은 양이온 교환 합성 수지 IRN 77로 H/sup +/, Li/sup +/, Na/sup +/, NH₄/sup +/, Mg²/sup +/ 이용하여 2, 3, 4, 5 성분 양이온 교환을 수행하였다. 질량 작용 법칙과 표면 착화 모델은 이온 선택도와 경쟁적 양이온 교환을 조사하기 위하여 데이터에 대해 시험하였다. 표면 착화 모델은 질량 작용 모델보다 평형과 동역학 실험 데이터를 정확히 예측하였다.

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