A sulfonated PP-g-styrene ion-exchange hollow fiber membrane was prepared by pre-irradiation method with E-beam followed by sulfonation reaction. Degree of grafting increased with the increase of styrene monomer concentration and showed the maximum value of 128% at 80% of styrene monomer composition. Sulfonation yield increased with the degree of grafting. At 100% degree of grafting, sulfonation yield showed the maximum value of 13.4%. Ion exchange capacity of sulfonated HPP-g-styrene of 3.42 meq/g was attained, resulting in the remarkable increase of adsorption ability BET analysis proved that the surface area of sulfonated HPP-g-styrene was 62.54 $m^2/g$ and the mean pore size was 25 $\AA$. From the BSA adsorption experiments, the adsorption amount of BSA was increased with sulfonation. At 13.4% sulfonation yield the adsorption amount of BSA was maximum as 3.8 mg/g. Sulfonated HPP-g-styrene was synthesized successfully and suitable for the adsorption and separation of BSA.
Environmental pollution from heavy metal ions (HMIs) is a global concern. Recently, biosorption methods using cellulose sorbents have gained popularity. The objective of this study was to assess the removal efficiency of Cu(II), Pb(II), and Hg(II) ions at low concentration levels (100-700 ppb) from aqueous solutions using three different cellulose fiber-based filter media. Sample A was pure cellulose fiber, Sample B was 10% activated carbon-cellulose fiber, and Sample C was cellulose fiber-glass fiber-30% activated carbon-20% amorphous titanium silicate (ATS). The samples were characterized by several physicochemical techniques. The porosity measurements using N2 sorption isotherms revealed that Samples A and B are nonporous or macroporous materials, whereas the addition of 50% filler materials into the cellulose resulted in a microporous material. The Brunauer-Emmett-Teller (BET) surface area and pore volume of Sample C were found to be 320.34 m2/g and 0.162 cm3/g, respectively. The single ion batch adsorption experiments reveal that at 700 ppb initial metal ion concentration, Sample A had removal efficiencies of 7.5, 11.5, and 13.7% for Cu(II), Pb(II), and Hg(II) ions, respectively. Sample B effectively eliminated 99.6% of Cu(II) ions compared to Pb(II) (14.2%) and Hg(II) (31.9%) ions. Cu(II) (99.37%) and Pb(II) (96.3%) ions are more efficiently removed by Sample C than Hg(II) (68.2%) ions. The X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) wild survey spectrum revealed the presence of Cu(II), Pb(II), and Hg(II) ions in HMI-adsorbed filter media. The high-resolution C1s spectra of Samples A and B reveal the presence of -C-OH and -COOH groups on their surface, which are essential for HMIs adsorption via complexation reactions. Additionally, the ATS in Sample C facilitates the adsorption of Pb(II) and Hg(II) ions through ion exchange.
This paper is designed with the purpose of improving the efficiency of the sulfonic acid ion exchange membranes by radiation induced graft polymerization. It has been shown that the porous hollow fiber membranes could cause permeability blocking between pores and ion exchanged graft chains. Addition of crosslinker such as N-ethylene glycol dimethacrylate will permit to increase the permeation flux. In this research, the ethylene glycol dimethacrylate (EDMA) and diethylene glycol dimethacrylate (DDMA) with different length are used as crosslinkers. The ion exchanged cross-linked membrane (EDMA, DDMA) containing sulfonic acid group by radiation induced grafted polymerization are sn died for adsorb metal ions (Pb). It has been shown that adsorbed metal ions ($Pb^{2+}$) for the EDMA and DDMA membranes with the density of sulfonic acid groups, 1.40 mmol/g and 2.14 mmol/g, respectively are 13.82 mg/g, 17.37 mg/g, accordingly.
Caprolactam is the most important raw material for making Nylon 6 fibers and its quality directly determines the quality of Nylon. So it is necessary to study the techniques and methods to remove the colorful impurities from caprolactam. In this paper, the decolorization of caprolactam aqueous solution by anion exchange resins was studied and the decoloring abilities of five commercial resins were investigated. The regeneration of the resins was also studied, too. This study shows that the resin AMTX202 have excellent decoloring ability in the column experiment and that the decoloring efficiency is correlated with the volume of resins packed and is slightly affected by the flow rate and regenerating times. The fact that the resins can be regenerated and reused without affecting the efficiency of decolorization will decrease the cost of the treatment and operation in the industry. The adsorption of colored compounds with anion exchange resins in the packed columns seems to be technically feasible.
The aminated polypropylene melt blown ion exchange fibers were synthesized with acrylic acid monomer onto polypropylene melt blown fibers by radiation-induced polymerization and subsequent amination. Degree of grafting was increased with increasing the acrylic acid monomer concentration and total dose. The highest degree of grafting was obtained 140% at a monomer concentration of 20 v/v% acrylic acid and total dose of 4 kGy. Optimum condition of Mohr's salt was 5.0 $\times10^{-3}$ M. Degree of amination was increased with increasing degree of grafting. Water content was about 1.5 times higher than that of trunk polymer. The maximum ion-exchange capacity was 7.3 meq/g which was 2$\sim$3 times higher than a commercial ion exchange fiber. The average pore size was decreased and BET surface area was increased in order of PPmb, PPmb- g- AAc and APPmb- g- AAc. The average pore size and BET surface area of synthesised fibers were $366.1\;{\AA},\;3.71m^2/g,\;143.3\;{\AA},\;4.94m^2/g,\;40.97\;{\AA},\;8.98m^2/g$, respectively.
Cho In-Hee;Kwak Noh-Seok;Kang Phil-Hyun;Nho Young-Chang;Hwang Taek-Sung
Polymer(Korea)
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v.30
no.3
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pp.217-223
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2006
Ion exchange fibers, high functionalized onto hybrid polyolefine fiber's surface, were synthesized by $\gamma-ray$ mutual radiation. Degree of grafting (DG) of copolymer increased with increasing GMA monomer concentration and the maximum rate of DG was 355% at 50 GMA. The graft reaction occurred in polar solvent and DG was 190% maximum value in $1.0\times10^{-3}$ Mohr's salt and 0.1 M sulfuric acid, respectively. The amination for graft copolymers varied depending on amine reagents, and the reactivity for copolymers was highest for methylamine, and that of triethylamine lowest. It was shown that water uptake and ion exchange capacities increased with increase in the rate of amination while surface area decreased rapidly as proceeding for graft reaction and amination.
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2012.08a
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pp.224-224
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2012
For decades, carbon fiber has expanded their application fields from reinforced composites to energy storage and transfer technologies such as electrodes for super-capacitors and lithium ion batteries and gas diffusion layers for proton exchange membrane fuel cell. Especially in fuel cell, water repellency of gas diffusion layer has become very important property for preventing flooding which is induced by condensed water could damage the fuel cell performance. In this work, we fabricated superhydrophobic network of carbon fiber with high aspect ratio hair-like nanostructure by preferential oxygen plasma etching. Superhydrophobic carbon fiber surfaces were achieved by hydrophobic material coating with a siloxane-based hydrocarbon film, which increased the water contact angle from $147^{\circ}$ to $163^{\circ}$ and decreased the contact angle hysteresis from $71^{\circ}$ to below $5^{\circ}$, sufficient to cause droplet roll-off from the surface in millimeter scale water droplet deposition test. Also, we have explored that the condensation behavior (nucleation and growth) of water droplet on the superhydrophobic carbon fiber were significantly retarded due to the high-aspect-ratio nanostructures under super-saturated vapor conditions. It is implied that superhydrophobic carbon fiber can provide a passage for vapor or gas flow in wet environments such as a gas diffusion layer requiring the effective water removal in the operation of proton exchange membrane fuel cell. Moreover, such nanostructuring of carbon-based materials can be extended to carbon fiber, carbon black or carbon films for applications as a cathode in lithium batteries or carbon fiber composites.
BACKGROUND: Generally, ammonia occurs from agricultural waste disposal. Ammonia is known as a harmful substance to the human body and has a bad influence such as eutrophication on the ecosystem. It is possible to remove the ammonia by ammonia adsorption method using natural zeolite, without external influence. However, due to the natural zeolite shape, it is hard to reuse. METHODS AND RESULTS: Electrospinning method can produce fiber with constant diameter. Moreover, electrospinning method has no limitation for selecting the material to make the fiber, and thus, it is valuable to reform the surface of adsorbent. In this study, reusable membrane was made by electrospinning method. The highest removal efficiency was shown from the membrane with 20% of zeolite included, and it has been verified that it is possible to reuse the membrane through chemical treatment. The highest ammonia removal efficiency was about 92.4%. CONCLUSION: In this study, ammonia adsorption characteristics of zeolite fibers were studied. Electrospinning method can produce zeolite fiber with even distribution. Ammonia can be removed efficiently from ion exchange ability of the natural zeolite. The result of adsorption isotherm indicated that both Freundlich model and Langmuir model provided the best fit for equilibrium data. And study on desorption has demonstrated that the ion exchange from zeolite was reversible when 0.01 M NaCl and KCl solution were used.
Fabric ion-exchanger, aminated PP-g-styrene was synthesized with styrene monomer onto PP staple fiber by pre-irradiational grafting with E-beam and subsequent chloromethylation and amination. Degree of grafting was increased with increasing the styrene monomer concentration and the highest degree of grafting was obtained 118% at a monomer concentration of 80% styrene. Optimum condition of Mohr's salt and sulphuric acid were 1.0 ${\times}\;10^{-3}$ M and 0.1 M. Amount of amination was increased with increasing degree of grafting. Swelling ratio of aminated PP-g styrene was higher than that of trunk polymer. Ion-exchange capacity was 6.7 meq/g, which was three times greater than commercial ion-exchanger. Optimum condition of baron ion adsorption was pH 4 and amount of adsorption were increased with increasing the amount of amination.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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