• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권5호
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• pp.500-505
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• 2007

본 연구에서는 막의 재질에 따른 막오염 특성과 물리 화학적 세척에 대한 영향을 살펴보았다. 막의 재질에 대한 막오염 특성을 조사하기 위하여 정적흡착실험과 일정 압력하에서 흡착실험을 병행하여 실험을 수행하였다. UF 막의 재질특성에 따른 정적흡착 실험값을 회귀분석한 결과, 소수성과 친수성 유기물질의 시간에 따른 흡착 특성은 소수성 재질의 막이 친수성 재질의 막보다 빠른 흡착특성을 보였다. 막의 재질에 따른 유기물 성상별 흡착실험 결과, 막의 재질에 상관없이 소수성 유기물질의 흡착율이 친수성 유기물질보다 더 빠른 흡착율을 보였다. 또한 막의 표면과 공극속에서 발생하는 유기물의 흡착 특성을 살펴보기 위하여 일정한 압력하에서 시간에 따른 흡착 특성을 살펴본 결과 정적흡착실험 결과와 유사하게 친수성 재질의 막보다 소수성 재질의 막에서 더 빠른 흡착율을 보이고 있다. 막에 재질에 따른 흡착실험 후 투과 flux 변화와 flux 회복율에 대한 실험결과, 친수성 재질의 막의 경우 소수성 재질의 막에 비하여 투과 flux 감소율은 낮게 나타났으며 물리 화학적 세척의 영향에서도 물리적인 세척후 효과적인 회복율을 나타내었으며 화학적인 세척의 영향은 거의 없었다. 친수성 재질의 막의 경우 막자체의 고유저항(Rm)이 크게 나타나고 있으며 소수성 재질의 막의 경우 케이크에 의한 저항과 물리 화학적 세척에도 회복되지 않는 비가역적 저항이 크게 나타나고 있다. 따라서 친수성 재질의 막의 경우 막표면 오염이 주가 되며 소수성 재질의 막의 경우 막표면 오염과 공극 오염이 동시에 발생함을 알 수 있었다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제8권5호
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• pp.463-481
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• 2017

Bacteria have been considered as a major foulant that initiates the formation of biofilm on the polymeric membrane surface. Some polymeric membranes are naturally antibacterial and have low fouling properties, however, numerous efforts have been devoted to improve their antibacterial performance. These modifications are mostly carried out through blending the membrane with an antibacterial agent or introducing the antibacterial agent on the membrane surface by chemical grafting. Currently, a significant number of researches have reported nanocomposite membrane as a new approach to fabricate an excellent antibacterial membrane. The antibacterial nanoparticles are dispersed homogenously in membrane structure by blending method or coating onto the membrane surface. Aim of the modifications is to prevent the initial attachment of bacteria to membrane surface and kill bacteria when attached on the membrane surface. In this paper, several studies on antibacterial modified membranes, particularly for water treatment, will be reviewed comprehensively. Special attention will be given on polymeric membrane modifications by introducing antibacterial agents through different methods, such as blending, grafting, and coating.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2012년도 추계총회 및 학술대회 논문집
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• pp.66-67
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• 2012

As polymer coatings of nano-structured surface become significant to obtain functionalized materials, catechol derived from a mussel protein has attracted increasing attention for its universal adhesiveness. In addition to the unique adhesion property, its reducing ability of metal ions during oxidative polymerization to polydopamine (pD) widely expands the application of catechol molecules in the field of surface modification. In this study, we present the catechol conjugated smart polymer coatings for regulating surface properties such as wettability and anti-fouling effects. In additino, the in situ silver coating of electrospun polymer nanofibers using a silver-catechol redox reaction is presented as a simple method to produce metal nanostructures.

• 대한환경공학회지
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• 제22권1호
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• pp.1-10
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• 2000

원해수와 증류수에 각각 A중유를 첨가하여 homogenizer로 30분간 처리하여 emulsion올 만들어 유탁해수 및 유탁수가 RO막에 미치는 영향을 조사한 결과 내용은 다음과 같다. 원해수를 RO막에 공급할 경우, 투과수량은 실험 초기부터 저하했다. 염소이온 및 전기전도도는 원수중의 현탁 물질이 막 표면에 축척되어, 이 fouling에 의해 막의 성능이 떨어져 시간이 경과함에 따라 상승하였다. 염의 저지율은 99.6~99.7%이었다. 유탁해수를 RO막에 공급한 경우, 투과수량은 실험초기부터 서서히 저하했지만, 원해수만의 실험결과와 비교하면 차이가 없다. 그러나 염소이온농도 및 전기전도도는 oil을 첨가한 시점에서 상당히 상승하였다. 유탁해수를 RO막에 공급한 재현성 실험에서, 여과시간은 상당히 짧았다. 염소이온은 oil을 첨가한 시점에서 상당히 상승한 반면, 투과수량은 상대적으로 감소했다. 또한 emulsion을 $0.3{\sim}0.8mg/{\ell}$의 범위로 만들어 RO막에 공급했지만, fouling에 의해 실험 종료시 투과수에는 약 10ppb 정도 oil이 유출했다. 유탁수의 경우, 전기전도도는 큰 변화없이 약간 상승하는 경향을 나타내고 있다. 그러나, 투과수량은 실험개시부터 거의 변화가 없었지만 A중유를 첨가한 시점에서 감소하여 실험 종료시는 초기의 투과수량에 비해 약 30% 밖에 투과하지 않았다. 유탁해수를 이용한 실험과는 상반된 결과를 나타내고 있지만 oil이 유입되면 영향은 상당히 컸다. 유분이 RO막 시스템에 유입되면, RO막 장치에 대한 유분의 부착과, RO막 자체에 유분이 부착하여 fouling을 일으켜, 거의 운전을 행할 수 없었다. 즉 유분의 영향으로 인해 막 성능, 투과 수량 및 투과수 수질이 상당히 저하되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권6호
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• pp.323-328
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• 2016

공기주입형 가압식 MBR 공정은 일반적인 침지식 MBR 공정과 마찬가지로 정상 운전조건에서 막 오염에 대한 제어 및 관리 기술뿐만 아니라 저유량, 저부하 조건과 같은 비정상 운전조건에서도 시설의 운영에 지장이 없도록 막 오염에 대한 제어 대책이 필요하다. $85m^3$/일 규모의 공기주입형 가압식 MBR 실증시설 운영을 통해 공기주입에 의한 분리막 오염 저감효과와 비상 시 운전조건에서 미생물에 의해 나타날 수 있는 막 오염 문제를 고찰하였다. 가압식 분리막에서 공기의 주입은 분리막 표면에서 공기방울에 의한 scouring 효과에 의해 TMP 상승 기간을 연장시키고 처리의 안정성과 높은 효율의 플럭스($40L/m^2{\cdot}h$ 이상)를 장시간 유지할 수 있는 것으로 분석되었다. 비정상 운전조건에서는 생물반응조에 PACl (53 mg/L as Al)을 주입한 경우 19%의 TMP 상승 감소효과가 있었으나 MBR 공정의 비정상 운전조건 지속에 따른 반복적인 PACl의 주입은 질산화 미생물의 활성도에 영향을 미치게 되어 궁극적으로 질소 처리효율이 악화될 수 있음을 회분식 배양 실험을 통해 확인하였다. 생물반응조에 PAC (0.6 g/L)을 주입한 경우에서는 연속운전 5일 동안 TMP 상승 없이 운전 초기 TMP인 $0.2kg/cm^2$을 유지하여 안정적으로 운전이 가능하였다. 이것은 미생물의 성장 저해조건에서 막 오염 원인물질을 유발하는 EPS와 같은 고분자 물질의 흡착에 따른 것으로 판단된다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1998년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.99-101
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• 1998

1. Introduction : The conventional grafting polymerization technique requires chemically reactive groups on the surface as well as on the polymer chains. For this reason, a series of prefunctionalization steps are necessary for covalent grafting. The surface prefunctionalizational technique for grafting can be used to ionization radiation, UV, plasma, ion beam or chemical initiators. Of these techniques, radiation method is one of the useful methods because of uniform and rapid creation of active radical sites without catalytic contamination in grafted samples. If the diffusion of monomer into polymer is large enough to come to the inside of polymer substrate, a homogeneous and uniform grafting reaction can be carried out throughout the whole polymer substrate. Radiation-induced grafting method may attach specific functional moieties to a polymeric substrate, such as preirradiation and simultaneous irradiation. The former is irradiated at backbone polymer in vacuum or nitrogen gas and air, and then subsequent monomer grafting by trapped or peroxy radicals, while the latter is irradiated at backbone polymer in the presence of the monomer. Therefore, radiation-induced polymerization can be used to modification of the chemical and physical properties of the polymeric materials and has attracted considerable interest because it imparts desirable properties such as blood compatibility. membrane quality, ion excahnge, dyeability, protein adsorption, and immobilization of bioactive materials. Synthesizing biocompatible materials by radiation method such as preirradiation or simultaneous irradiation has often used $\gamma$-rays to graft hydrophilic monomers onto hydrophobic polymer substrates. In this work, in attempt to produce surfaces that show low levels of anti-fouling of bovine serum albumin(BSA) solutions, hydroxyethyl methacrylate(HEMA) was grafted polypropylene membrane surfaces by preirradiation technique. The anti-fouling effect of the polypropylene membrane after grafting was examined by permeation BSA solution.

• Membrane and Water Treatment
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• 제12권1호
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• pp.43-49
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• 2021

The Commercial polymeric membranes like Polysulfone (PSF), Polyvinylidene difluoride (PVDF) and Polyacrylonitrile (PAN) which are an integral part of water purification investigation were chosen for the shockwave (SW) exposure experiment. These membranes were prepared by blending polymer (wt. %) / DMF (solvent) followed by phase-inversion casting technique. Shockwaves are generated by using Reddy Tube lab module (Table-top Shocktube) with range of pressure (1.5, 2.5 and 5 bar). Understanding the changes in membrane before and after shock wave treatment by parameters, i.e., pure water flux (PWF), rejection (%), porosity, surface roughness (AFM), morphology (SEM) and contact angle which can significantly affect the membrane's performance. Flux values PSf membranes shows increase, 465 (pristine) to 524 (1.5wt%) LMH at 50 Psi pressure and similar enhancement was observed at 100Psi (625 to 696 LMH). Porosity also shows improvement from 73.6% to 76.84% for 15wt% PSf membranes. It was observed that membranes made of polymers such as PAN and PSF (of high w/w %) exhibits some resistance against shockwaves impact and are stable compared to other membranes. Shockwave pressure of up to 1.5 bar was sufficient enough to change properties which are crucial for performance. Membranes exposed to a maximum pressure of 5 bar completely scratched the surface and with minimum pressure of 1.5bar is optimum enough to improve the water flux and other parameters. Initial results proved that SW may be suitable alternative route to minimize/control membrane fouling and improve efficiency.

• Corrosion Science and Technology
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• 제17권3호
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• pp.123-128
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• 2018

The fabrication of a controlled surface is of great interest because it can be applied to various engineering facilities due to the various properties of the surface, such as self-cleaning, anti-bio-fouling, anti-icing, anti-corrosion, and anti-sticking. Controlled surfaces with micro/nano structures were fabricated using an ion beam focused onto a polypropylene (PP) surface with a fluoridation process. We developed a facile method of fabricating hydrophobic surfaces through ion beam treatment with argon and oxygen ions. The fabrication of low surface energy materials can replace the current expensive and complex manufacturing process. The contact angles (CAs) of the sample surface were $106^{\circ}$ and $108^{\circ}$ degrees using argon and oxygen ions, respectively. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy were used to determine the chemical composition of the surface. The morphology change of the surfaces was observed by scanning electron microscopy (SEM). The change of the surface morphology using the ion beam was shown to be very effective and provide enhanced optical properties. It is therefore expected that the prepared surface with wear and corrosion resistance might have a considerable potential in large scale industrial applications.

• Membrane and Water Treatment
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• 제1권2호
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• pp.103-120
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• 2010

Surface modification of microfiltration and ultrafiltration membranes has been widely used to improve the protein adsorption resistance and permeation properties of hydrophobic membranes. Several surface modification methods for converting conventional membranes into low-protein-binding membranes are reviewed. They are categorized as either physical modification or chemical modification of the membrane surface. Physical modification of the membrane surface can be achieved by coating it with hydrophilic polymers, hydrophilic-hydrophobic copolymers, surfactants or proteins. Another method of physical modification is plasma treatment with gases. A hydrophilic membrane surface can be also generated during phase-inverted micro-separation during membrane formation, by blending hydrophilic or hydrophilic-hydrophobic polymers with a hydrophobic base membrane polymer. The most widely used method of chemical modification is surface grafting of a hydrophilic polymer by UV polymerization because it is the easiest method; the membranes are dipped into monomers with and without photo-initiators, then irradiated with UV. Plasma-induced polymerization of hydrophilic monomers on the surface is another popular method, and surface chemical reactions have also been developed by several researchers. Several important examples of physical and chemical modifications of membrane surfaces for low-protein-binding are summarized in this article.

• 멤브레인
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• 제24권6호
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• pp.431-437
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• 2014

소수성의 폴리에틸렌 다공성막 표면에 오염물질이 흡착됨으로써 발생되는 파울링 현상으로 인한 투과도 감소 문제를 해결하고자 함산소불소화법을 이용하여 막 표면을 친수화 하였다. 함산소불소화 처리 후 접촉각은 $93^{\circ}$에서 $50^{\circ}$까지 감소하였고, 수투과량은 60% 이상 증가하였다. 또한, 모델오염물질 Albumin (form bovine serum, BSA), Humic acid sodium salt (HA), Alginic acid sodium salt (SA) 100 ppm의 수용액을 이용하여 투과도 평가 실험을 수행한 결과 막이 친수화 됨에 따라 오염물질이 흡착되는 정도가 감소하여 투과도가 향상된 것을 확인할 수 있었으며, 특히 SA에 대해서는 파울링 개선효과가 크게 나타나 처리하지 않은 PE막에 비해 투과도가 두 배 이상 향상된 값을 나타내었다.