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Sulfonated Ether Sulfone을 포함한 Crosslinkable m-Aramid계 Ionomer의 합성과 연료전지 막으로의 이용 (Synthesis of Crosslinkable m-Aramid Ionomer Containing Sulfonated Ether Sulfone and Their Characterization for PEMFC Membrane)

  • 정현진;김정민;조창기
    • 폴리머
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    • 제34권3호
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    • pp.202-209
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    • 2010
  • 열적 안정성과 기계적 강도에서 우수한 장점을 지니고 있는 메타계 aramid segment와 제막 특성이 우수하고 내가수분해성이 우수한 sulfone segment로 이루어진 공중합체를 이용하여 연료 전지용 막으로서의 응용가능성을 연구하였다. 아라미드 고분자의 solubility와 processability를 향상시키기 위해 아민기를 갖는 sulfonated ether sulfone단량체와 m-phenylene diamine 그리고 isophthaloyl chloride를 반응시켜 아민으로 말단화된 랜덤공중합체를 합성하고 이것을 acryloyl chloride와 반응시켜 양 말단에 2중 결합이 도입된 고분자전구체를 합성하였다. 얻어진 고분자전구체는 열 가교를 통해 고분자 전해질 막으로 제조되었으며, 전구체의 합성을 비롯한 각 단계의 반응은 $^1H$ NMR, FTIR, 및 적정에 의하여 확인되었다. 얻어진 전해질막은 이온교환용량과 함수율, 수소이온전도도, 열적 특성 등이 측정되었으며, sulfonated ether sulfone 단량체의 함유량이 증가할수록 이온교환용량, 함수율, 수소이온전도도가 증가하는 것이 관찰되었다. Sulfonic acid sulfone segment를 30 몰%로 갖는 고분자 전해질 막의 경우 이온교환용량이 1.57 meq/g, 함수율은 44 wt% 이하의 수치를 보였으며, 가장 높은 수소이온전도도의 값은 상대습도 100%, $25^{\circ}C$에서 $3.93{\times}10^{-2}S/cm$이었다.

미분층반응기에서 양이온 교환수지에 의한 카드뮴(II)의 제거 (Removal of Cd(II) by Cation Exchange Resin in Differential Bed Reactor)

  • 김종태;정재관
    • 대한환경공학회지
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    • 제22권7호
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    • pp.1193-1203
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    • 2000
  • 본 연구는 흡착에 의한 Cd(II)의 제거를 위하여 일본 Diaion사에서 제조되고 있는 강산성양이온 교환수지(SK1B)를 흡착제로 사용하여 흡착평형실험, 탈착실험 및 흡착속도실험을 수행하였다. 흡착평형실험에서는 흡착능에 미치는 pH와 온도의 영향을 알아보았고 흡착등온식을 산출하였으며, 탈착실험에서는 재생회수에 대한 수지의 재생율의 변화에 대해서 알아보았다. 흡착속도실험에서는 수지를 미분층 반응기에 채워 유량별로 초기제거속도를 구하여 경막저항이 최소가 되는 최적유량을 구하였으며, 이 최적유량에서 흡착속도실험을 수행하여 총괄흡착속도식을 구하였다. 용액의 pH를 변화(2~7)시켜 제조하여 수지를 투여한 결과 pH가 증가할수록 흡착능이 증가하였으며 pH 6 이상에서는 흡착능이 일정한 경향을 나타내었다. 흡착능에 미치는 온도의 영향은 $10{\sim}50^{\circ}C$ 범위에서 온도가 증가할수록 흡착능도 증가함을 알 수 있었다. 회분식실험을 통해 얻은 자료를 각 흡착등온식에 적용해 본 결과 본 실험의 농도 영역(5~15ppm)에서는 Freundlich 흡착등온식과 Sips 흡착등온식이 Langmuir 흡착등온식보다 더 %편차가 적었다. 탈착제로서 0.01~2N 농도의 HCl 수용액을 사용할 경우에는 탈착제의 농도가 진할수록 흡착제의 재생율이 높았으며 재생 반복회수가 늘어날수록 재생율이 약간씩 감소하였다. 미분층 반응기를 이용한 연속공정실험($25{\pm}5^{\circ}C$)에서 경막확산저항이 최소가 되는 최적유량 $564m{\ell}/min$에서 수행한 수지에 대한 Cd(II) 수용액의 총괄흡착속도식은 다음과 같이 표현될 수 있다. $r=1.3785C_{fc}^{1.2421}-2.0907{\times}10^{0.0746C_i}\;q_e^{0.0121C_i-0.0301}$

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금속-PDC 착물의 음이온교환 수지 상 흡착에 의한 흔적량 코발트와 니켈의 동시 예비농축 및 정량 (Preconcentration and Determination of Trace Cobalt and Nickel by the Adsorption of Metal-PDC Complexes on the Anion-Exchange Resin Suspension)

  • 한철우;인교;최종문;김선태;김영상
    • 분석과학
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    • 제13권5호
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    • pp.608-615
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    • 2000
  • 물 시료에 존재하는 극 미량의 니켈과 코발트를 착물로 형성시켜 이온 교환수지 서스펜션에 흡착시켜 분리 농축하여 정량하는 방법을 연구하였다. 리간드로 APDC (ammonium pyrrolidine dithiocarbamnate)를 사용하여 극 미량 이온들을 착물로 형성시켜 농축한 다음, 전열 원자흡수 분광광도법으로 정량하였다. 이때 착물 형성을 위한 수용액의 pH와 착화제인 APDC의 양, 흡착을 위한 이온교환 수지의 종류 및 저어주는 시간, 역 분산에 사용하는 산의 종류 및 농도, 초음파 진동시간 등의 실험조건들을 최적화 하였다. 시료용액의 pH를 5로 조절하고 APDC의 양을 몰 비로 분석원소 전체의 430배 이상 첨가하여 코발트와 니켈을 정량적으로 착물을 형성시켰다. 이온교환 수지는 음이온 형태의 Dowex 2-X8이 우수하였다. pH를 조절한 시료용액, 리간드 및 수지 서스펜션을 혼합하고 1분간 저어주어 흡착을 완전하게 하였다. 역 분산을 위해서는 0.1 M 염산이 가장 좋았고, 이때 막 필터로 거른 교환 수지를 초음파 진동기에서 7분간 진동하면 충분하였다. 팔라듐을 염산과 함께 사용하면 매트릭스를 개선하여 재현성과 감도가 개선되었다. 바탕흡수 신호표준편차의 세배에 해당하는 검출한계는 Co 0.36 ng/mL, Ni 0.27 ng/mL로 극미량 검출이 가능하였고 시료에 일정량 첨가한 분석원소의 회수율은 각각 99-102%와 100-105% 이었다.

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Sulfonated Poly(ether sulfone)과 p-Phenylene Terephthalamide 세그먼트를 포함하는 가교 공중합체 멤브레인의 제조 및 특성 연구 (Preparation and Characterization of Crosslinked Copolymer Membrane Containing Sulfonated Poly(ether sulfone) and p-Phenylene Terephthalamide Segments)

  • 김정민;황승식;조창기
    • 폴리머
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    • 제35권2호
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    • pp.106-112
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    • 2011
  • 열적 안정성과 기계적 강도에서 우수한 장점을 지니고 있는 파라계 aramid 세그먼트와 제막 특성이 우수하고 내 가수분해성이 우수한 sulfone 세그먼트로 이루어진 공중합체를 이용하여 연료 전지용 막으로써의 응용가능성을 연구하였다. 아라미드 고분자의 용해도를 향상시키기 위해 아민기를 갖는 sulfonated ether sulfone 단량체와 p-phenylene diamine 그리고 terephthaloyl chloride를 일정한 순서로 반응시켜 아민으로 말단화된 공중합체를 합성하고 이것을 epoxy group을 함유하고 있는 trimethylolpropane triglycidyl ether(TMPTGE)와 열 가교를 통해 고분자 전해절막으로 제조되었으며, 전구체의 합성을 비롯한 각 단계의 반응은 $^lH$ NMR, FTIR, 및 적정에 의하여 확인되었다. 얻어진 전해질막은 이온교환용량과 함수율, 수소이온전도도 등이 측정되었으며 sulfonated ether sulfone 단량체의 함유량이 증가할수록 이온교환용량, 함수율, 수소이온전도도가 증가하는 것이 관찰되었다. Sulfonic acid sulfone 세그먼트를 60 몰%로 갖는 고분자 전해질막의 경우 이온교환용량이 1.88 meq/g, 함수율은 110wt% 이하의 수치를 보였으며, 가장 높은 수소이온전도도의 값은 상대습도 100%, $25^{\circ}C$에서 $7.4{\times}10^{-2}$ S/cm이었다.

Epoxidized Polybutadiene/Divinylbenzene을 이용한 가교 SEBS/HIPS 양이온교환막의 제조 및 특성 (Preparation and Characteristics of Crosslinked SEBS/HIPS Cation Exchange Membrane Using Epoxidized Polybutadiene/Divinylbenzene)

  • 최용재;이홍석;황택성
    • 폴리머
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    • 제33권6호
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    • pp.608-614
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    • 2009
  • 본 연구에서 술폰화 SEBS/HIPS 양이온교환막을 epoxidized polybutadiene과 divinylbenzene 가교제로 가교시켜 캐스팅 및 술폰화방법으로 제조하였다. 막의 술폰화 반응은 황산과 silver sulfate를 사용하여 진행하였다. 또한, 막의 기본물성, 술폰화두 함수율, 이온교환용량, 전기저항 및 모듈러스를 확인하였다. 막의 술폰화도는 반응시간이 증가함에 따라 증가하였으며, 10 wt% HIPS가 혼합된 막의 술폰화도가 반응시간 120분에서 83.6%로 가장 높게 나타났다. 또한, 막의 함수율과 이온교환용량은 술폰화도가 증가함에 따라 증가하였으며 최대 43.8%, 1.14 meq/g이었다. 막의 전기저항은 20 wt% HIPS가 혼합된 양이온교환막이 $83\;\Omega{\cdot}cm^2$으로 가장 낮았으며 전기전도도는 10 wt% HIPS 혼합막이 $1.22\times10^{-4}S/cm$로 가장 우수하였다. 또한, 막의 기계적물성, 모듈러스는 술폰화도가 증가할수록 증가하였으며, 술폰화 전후 모듈러스값은 $153204\;kgf/cm^2$이었다.

Candida sp. BT001의 xylose reductase의 정제 및 성질 (Purification of xylose reductase from Candida sp. BT001 and characterization of its properties)

  • 황인균;이상협;이왕식;방원기
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제36권3호
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    • pp.178-183
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    • 1993
  • D-xylose의 통성 발효성 효모, Candida sp. BT001로부터 D-xylose를 xylitol로의 전환을 촉매하는 효소, xylose reductase(alditol: $MADP^+$ 1-oxidoreductase, EC 1.1.1.21)를 salt fractionation, ion exchange, gel filtration과 affinity chromatography를 거쳐 정제하여 그 성질을 조사하였다. 정제된 xylose reductase는 보효소 NADPH 및 NADH에 모두 특이성을 나타내었으며, 또한 각각의 보효소에 대해 활성을 지니는 효소는 따로 분리되지 않았다. Specific activity는 NADPH에 대해 11.78 U/mg, MADH에 대해 6.01 U/mg이었으며, NADH/NADPH의 활성비는 0.51이었다. 정제된 xylose reductase의 분자량은 SDS-PAGE상에서 31,000, gel filtration상에서 61,000으로 2개의 subunit로 구성된 효소로 추정하였다. 정제된 xylose reductase의 D-xylose와 NADPH 및 NADH에 대한 Km값은 각각 $94.2{\times}10^{-3}M,\;0.011{\times}10^{-3}M$$0.032{\times}10^{-3}M$ 이었다. Aldose들에 대한 xylose reductase의 활성은 L-arabinose, D-xylose순으로 높았다. 최적 효소 반응의 pH 및 반응 온도는 각각 6.2와 $45^{\circ}C$이었으며, 이 효소는 $30^{\circ}C$에서 20분간 안정하였다.

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국고채, 금리 스왑 그리고 통화 스왑 가격에 기반한 외환시장 환율예측 연구: 인공지능 활용의 실증적 증거 (A Study on Foreign Exchange Rate Prediction Based on KTB, IRS and CCS Rates: Empirical Evidence from the Use of Artificial Intelligence)

  • 임현욱;정승환;이희수;오경주
    • 지식경영연구
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    • 제22권4호
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    • pp.71-85
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    • 2021
  • 본 연구는 채권시장과 금리시장의 지표를 이용한 외환시장 환율예측 모델을 만드는데 있어 어떤 인공지능 방법론이 가장 적합한지 밝혀내는데 그 목적이 있다. 채권시장의 대표 상품인 국고채와 통안채는 위험회피 상황이 올 때 대규모로 매도되어지고 그런 경우 환율이 상승하는 모습을 자주 보여주었고, 금리시장에서 통화 스왑 (Cross Currency Swap) 가격은 달러 유동성 문제가 생길 때 주로 하락하였으며, 그 움직임은 환율의 상승에 직간접적인 영향을 미쳐온 점 등을 고려하면, 채권시장과 금리시장에서 거래되는 상품의 가격과 움직임은 외환시장에도 직간접적인 영향을 주고 있으며, 세 시장 사이엔 상호 유기적이고 보완적인 관계가 있다고 볼 수 있다. 지금까지 채권시장, 금리시장, 그리고 외환시장 사이의 관계와 연관성을 밝히는 연구는 있어왔으나, 과거 많은 환율예측 연구들이 주로 GDP, 경상수지 흑자/적자, 인플레이션 등 거시적인 지표를 기반으로 한 연구에 집중되어 왔으며, 채권시장과 금리시장 지표를 기반으로 인공지능을 활용하여 외환시장의 환율을 예측하는 적극적인 연구는 아직 진행되지 않았다. 본 연구는 채권시장 지표와 금리시장 지표를 기반으로, 비선형데이터 분석에 적합한 인공신경망(Artificial Neural Network) 모델과, 선형데이터 분석에 적합한 로지스틱 회귀분석 (Logistic regression), 그리고 비선형/선형데이터 분석에 활용 가능한 의사결정나무 (Decision Tree)를 각각 사용하여 환율예측 모델을 만들고 그 수익률을 비교하여 어떤 모델이 가장 외환시장 환율 예측을 하는데 적합한지 알려준다. 또한, 본 연구는 주식시장, 금리시장, 오일시장, 그리고 외환시장 환율 등 비선형적 시계열 데이터 분석에 많이 사용되어진 인공신경망 모델이 채권시장과 금리시장 지표를 기반으로 한 외환시장 환율예측 모델에 가장 적합한 방법론을 제공하고 있다는 것을 증명한다. 채권시장, 금리시장, 그리고 외환시장 간의 단순한 연관성을 밝히는 것을 넘어, 세 시장 간의 거래 신호를 포착하여 적극적인 상관관계를 밝히고 상호 유기적인 움직임을 증명하는 것은 단순히 외환시장 트레이더 들에게 새로운 트레이딩 모델을 제시하는 것뿐만 아니라 금융시장 전체의 효율성을 증가시키는데 기여할 것이라 기대한다.

리놀산의 산패에 대한 전기화학적 특성 연구 (Studies on the Electrochemical Properties for Rancidity of Linoleic Acid)

  • 김우성;이송주
    • 한국식품영양학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.360-364
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    • 2000
  • 유지에 존재하는 linoleic acid의 전기화학적 산화/환원으로부터 속도론적 인자를 예측하고, 시간 변화에 대한 산패 정도를 조사하였다. Linoleic acid의 전기 화학적 산화환원 반응은 비가역적이고, 확산지배적으로 진행됨을 알 수 있고, 주사속도에 따른 결과로부터 확산계수 $D_{o}$ 는 2.61$\times$$10^{-6}$이고, 속도상수 $K^{o}$ 는 9.79$\times$$10^{-11}$로 주어짐을 예측하였다. 또한 linoleic acid의 산화반응 영역과 환원반응 영역에서 작업전극의 선택도가 달라짐을 볼 수 있다. 대기중 방치시간에 따른 시험 결과 방치한 지 4일을 전후로 산화 peak가 최대값으로 주어졌다. 특정 Peak에서 일정전위 전기분해 한 후 전기분해 생성물을 분석한 결과 carbonyl group이 생성됨을 예측할 수 있었다.

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이온교환 카트리지와 RP-HPLC를 이용한 난백 단백질의 확인 (Identification of Proteins in Egg White Using Ion Exchange Cartridge and RP-HPLC)

  • 김현문;김아름;이창수;김인호
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제50권4호
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    • pp.713-717
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    • 2012
  • 난백에 있는 40여 가지의 단백질의 기능적 특성에 대한 연구가 폭 넓게 진행되고 있지만, 그 특성이 모두 확인되지 않았다. 난백에서 순수하면서 변성되지 않은 단백질을 분리하는 방법을 연구하기 위해 본 연구에서는 난백 중 함량이 많은 lysozyme, ovotransferrin, ovalbumin을 분리했다. 난백에서 단백질을 다른 분리 방법보다 선택적으로 분리가 가능한 이온 교환 크로마토그래피를 이용했다. 그리고 분리된 단백질을 동정하기 위해서 Reversed-phase HPLC (RP-HPLC)를 사용했다. 이온 교환 크로마토그래피에서 HI Trap ion exchange cartridge (GE Healthcare, USA)를 사용했고, 그 중에서 양이온 교환 수지 SP (완충용액 pH 8.0, pH 5.2)와 음이온 교환 수지 Q (완충용액 pH 8.0)로 난백 단백질을 분리하였다. 분리한 난백 단백질들의 동정용 RP-HPLC에서는 C18 컬럼(Phenomenex, USA)을 사용했고 등용매 용리에서 이동상으로 acetonitrile (ACN)/distilled water (DW)/trifluoroacetic acid (TFA)의 부피비를 50/50/0.1로 사용했다. 이온 교환 크로마토그래피에 의해 각 단계에서 분리된 용출용액을 RP-HPLC으로 분석한 크로마토그램과 표준시료의 크로마토그램의 체류시간을 비교하여 난백에 포함된 ovotransferrin, ovalbumin, lysozyme이 순차적으로 용출됨을 알았다.

가막만의 수온.염분변화 및 해수교환 특성 (Characteristics of Water Temperature and Salinity Variations, and Seawater Exchange in Gamak Bay)

  • 김병국;이문옥;박성진
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.101-110
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    • 2012
  • 가막만 두 개의 만구에서의 수온·염분변화 및 해수교환특성을 이해하기 위하여, 하계 및 동계에 수온 염분 및 흐름을 15일간 동시 관측하였다. 현장조사결과, 흐름은 바람과 비교적 밀접한 상관관계를 가지고 있었고, 또한, 상관분석결과 수온은 조석보다는 기온의 영향을 더 크게 받고 있는 것으로 나타났다. 특히, 수온은 남쪽만구의 얕은 수심으로 인하여, 동쪽만구보다 계절에 따라 더 민감한 반응을 보였다. 염분의 농도변화에 기초한 해수교환율은 하계에 동쪽만구에서 0.5~29.9%(평균 11.6%), 남쪽만구에서 1.3~62.6%(평균 18.6%)로 각각 나타났다. 반면, 동계의 해수 교환율은 동쪽만구에서 0.3~28.5%(평균 8.9%), 남쪽만구에서 0.1~97.9%(평균 31.2%)로 각각 나타났다. 따라서, 가막만의 해수교환율은 남쪽만구가 동쪽만구에 비해 약 3배정도 더 높았고, 하계에는 동쪽만구, 그리고 동계에는 남쪽 만구의 해수교환율이 각각 타 계절에 비해 증가하는 것으로 나타났다. 이 결과는 계절에 따른 풍향변화가 가막만의 해수교환율에 영향을 미치고 있음을 반증하였다.