• 멤브레인
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• 제32권5호
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• pp.336-347
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• 2022

역전기투석(reverse electrodialysis, RED)은 이온교환막을 격막으로 이용하여 해수와 담수의 농도차로부터 발전하는 유망한 친환경 재생에너지 기술 중 하나이다. 이온교환막은 RED의 성능을 좌우하는 핵심 구성요소로 낮은 전기적 저항, 높은 이온선택투과도, 우수한 내구성 및 저렴한 제조 비용 등의 요구조건을 만족시켜야 한다. 본 연구에서는 다양한 두께 및 기공율을 갖는 다공성 고분자 지지체를 이용하여 세공충진 음이온교환막을 제조하고 이온교환 고분자의 조성과 막 두께가 RED의 발전 성능에 미치는 영향을 조사하였다. 이온교환막의 전기적 저항이 충분히 낮은 경우 RED 발전 성능은 주로 막의 apparent permselectivity에 의해 좌우됨을 확인할 수 있었다. 또한 막의 apparent permselectivity는 IEC, 가교도, 막 두께, 표면 개질 등을 통해 향상시킬 수 있으며 전기적 저항과의 trade off 관계를 고려하여 최적 조건을 찾아야 함을 확인하였다.

• 멤브레인
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• 제34권2호
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• pp.132-139
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• 2024

Total dissolved solids (TDS) 제거에 이용되는 이온교환수지는 컬럼에 충진시켜 사용하게 되는데, 이온교환 과정에서 이온성 물질과 이온교환수지의 충분한 접촉시간을 필요로 한다. 본 연구에서는 이온교환수지의 분체화를 통하여 짧은 접촉시간으로도 높은 TDS 제거 성능을 보이는 이온교환수지의 특성을 연구하였다. 흐름성 등을 고려한 분체의 최적 크기는 100 ㎛ 이상임을 확인하였고, 250~500 ㎛d와 100~250 ㎛ 크기의 최대 분쇄 수율은 각각 67.3%와 36.9%였다. 또한 100~500 ㎛ 크기의 분쇄 수율은 분쇄 시간 2분에서 87.1%로 나타났다. 회분식(batch) 실험 조건에서 250~500 ㎛ 크기의 분체가 95%와 99%의 제거율에 도달하는 시간은 분쇄 전(non-pulverized) 이온교환수지에 비해 각각 1.82배와 1.96배 더 빨랐다. 100~250 ㎛ 크기의 분체는 각각 15.9배와 6.18배 더 빨랐다. 컬럼 테스트의 경우 분쇄 전 이온교환수지는 총 1.74 g, 250~500 ㎛ 크기의 분체는 1.83 g, 100~250 ㎛ 크기의 분체는 1.63 g의 NaCl을 제거하였다. 분체의 크기가 작아질수록 용량(capacity)이 약간 감소한 것으로 나타났다. 결과적으로 분체화된 이온교환수지를 사용하는 것이 접촉시간 대비 높은 TDS 제거 성능을 얻을 수 있는 방법임을 확인하였다.

• 멤브레인
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• 제26권6호
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• pp.432-448
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• 2016

최근 이온 교환 고분자 전해질 막을 활용한 고효율 에너지 전환 및 저장 장치에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 고분자 전해질 연료전지, 레독스 흐름전지 및 역전기투석 등 다양한 에너지 시스템에서 에너지 효율 향상을 위해 이온교환 전해질 막의 양/음이온의 선택적 수송 거동이 중요시되고 있다. 본 총설은 각각의 고효율 전해질 전지 시스템에 따라 요구되는 다양한 이온 교환막의 선택적 양/음이온 투과 거동의 한계점을 고찰하고, 한계를 극복하기 위한 다양한 구조의 고분자 이온 교환 복합막의 장점 및 단점을 정리하였다. 고분자 가교법 및 다공성 지지체 복합막 이외에 다양한 구조의 신규다공성 무기 나노입자를 유-무기 이온교환 복합막에 도입하는 시도가 이루어지고 있는 동시에, 이온 선택도 향상을 위한 다양한 형태의 표면 개질 방법이 개발되고 있으며, 이를 통해 이온 교환 복합막의 선택적 양/음이온 거동의 한계를 극복하는 전략을 제시하고 있다.

• 멤브레인
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• 제25권5호
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• pp.431-439
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• 2015

이 연구는 양이온 불균질막을 제조하기 위해 PVdF와 상용 양이온교환수지를 배합하여 제조하고 최적의 조건제시 및 기존 상용화막과 비교 평가하였다. 연구결과 불균질막이 기존의 상용화막보다 이온교환용량, 전기저항, 함수율 부분에서 높은 물성을 나타내기 위해서는 이온교환수지의 무게 비율을 40% 이상 첨가해야 한다는 것을 확인하였다. 인장강도가 상용화막보다 높기 위해서는 이온교환수지의 무게 비율을 50% 이하로 첨가해야 한다는 것을 확인하였다. 따라서 화학적 특성과 기계적 특성을 고려했을 때, PVdF와 이온교환분말의 최적 비율은 60 : 40이며, 이때의 전기저항 $1.82{\Omega}{\cdot}cm^{-1}$, 함수율 79%, 이온교환용량 1.60 meq/g으로 측정되었고 기계적 강도는 0.97 MPa로 측정되었다. 이때, TDS 제거율은 약 40%로 측정되었다.

• 공업화학
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• 제10권2호
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• pp.206-211
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• 1999

본 연구에서는 NaCl수용액의 초저이온 농도범위 ($1.0{\times}10^{-4}M$ 이하)에서 양이온 교환수지 대 음이온 교환수지의 비, 수지량, 계의 온도를 함수로 한 혼합층 이온교환의 거동을 실험적으로 연구하였다. 실험실 크기의 연속흐름 칼럼을 통하여 양이온 교환수지와 음이온 교환수지의 교환능이 소모될 때까지의 유출농도를 처리된 유량의 함수로 측정하여 파과곡선을 구하였다. 초기누출은 수지량이 적은 경우 양이온과 음이온의 파과곡선에 나타났으나, 선택도계수가 낮은 양이온의 파과곡선에 현격하게 크게 나타났다. 선택도계수는 파과곡선의 기울기에 영향을 미쳤으며, 계수값이 큰 음이온의 파과곡선의 기울기가 급격하였다. 온도변화는 파과곡선의 기울기에 영향을 미쳤으며, 온도가 증가할수록 이온교환속도가 증가하였다. 이 온도효과는 수지비에 관계없이 수지총량이 증가할수록 또는 이온교환수지의 교환능이 감소하여 파과곡선이 평형에 가까워질수록 감소하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권6호
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• pp.731-736
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• 2010

본 연구에서는 post sulfonation 반응을 통하여 SBS 양이온교환막을 제조하였다. 술폰화 양이온교환막의 술폰화도, 함수율, 이온교환용량, 전기저항 및 전기전도도등 막의 전기적 특성을 술폰화 시간을 변수로 하여 확인하였다. 술폰화 SBS 막의 술폰화도는 반응시간 및 황산의 농도가 증가함에 따라 증가하였으며 최대 술폰화도는 24.0%이었다. 또한 막의 함수율과 이온교환용량은 술폰화도가 증가함에 따라 증가하였으며 각각 41.2%, 0.80 meq/g로 가장 높았으며, 전기저항과 전기전도도는 각각 $23.6{\Omega}{\cdot}cm^2$, $4.24{\times}10^{-4}S/cm$이었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제40권2호
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• pp.157-162
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• 2012

In this study, we have for the first time applied increased surface area fractional precipitation in order to decrease the particle size of the anticancer agent paclitaxel from plant cell cultures. When compared with the case where no surface area increasing material was employed, the addition of ion exchange resin as a surface area increasing material resulted in a considerable decrease in the size of the paclitaxel precipitate. When ion exchange resin was used, the paclitaxel particles were four to five times smaller, having less than a 20 ${\mu}m$ radius, than those obtained in the absence of ion exchange resin. This is presumably because the growth of paclitaxel particles was impeded by the addition of ion exchange resin. The size of the paclitaxel precipitate also depended on the material used to increase the surface area, a result considered to be due to differences in the affinity between the particular ion exchange resin used and the paclitaxel particles. The yield of paclitaxel was significantly improved when ion exchange resin was used as a material to increase surface area. Paclitaxel, with a reduced particle size due to the addition of a surface area increasing material during the fractional precipitation process, is believed to be particularly useful for practical applications of the drug.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제25권11호
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• pp.1707-1710
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• 2004

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제11권5호
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• pp.399-402
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• 1990

Activation parameters of the exchange between two types of glycinate groups in (nitrilotriacetato)dioxovanadate(V) ion, $[VO_2(NTA)]^{2-}$, have been determined as the results of $^{13}C$ NMR measurements over a range of temperatures between 277 and 306$^{\circ}K$. The exchange mechanism is proposed on the basis of the chelate ring opening-closing process, assuming rupture of the metal-oxygen (glycinate) bond trans to V = O bond to give a five-coordinated intermediate.

• 접착 및 계면
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• 제10권3호
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• pp.141-147
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• 2009

본 연구는 web spray 분사방식으로 핫멜트 접착제를 이용하여 high performance hybrid chemical filter (HPHCF)를 제조하였다. HPHCF은 이온교환 수지와 PP 부직포를 사용하였고, HPHCF의 제조 시 최적 조건은 핫멜트의 온도는 $170^{\circ}C$에서 분사압력은 50 psi일 때 최적의 제조 조건을 나타내었다. 제조된 HPHCF의 특성 및 암모니아 흡착성능을 측정하였다. HPHCF 이온교환용량은 수지 부착량이 증가함에 따라 증가하였으며 단일 수지와 이온교환섬유의 이온교환용량보다 크게 나타났다. 또한 암모니아의 제거율은 HPHCF의 충진 밀도가 증가할수록 증가하였으며 흡착 파과시간은 13 min으로 단일 섬유나 수지에 비해 길게 나타났고 최대 암모니아 흡착량은 98%이었다. 또한 암모니아 흡착 파과시간은 유량 및 농도가 증가함에 따라 빠르게 진행되었다.