• 제목/요약/키워드: Ion exchange membrane

검색결과 464건 처리시간 0.024초

전기투석 공정에 의한 알칼리 회수: 총설 (Alkali Recovery by Electrodialysis Process: A Review)

  • 살센벡 아샐;라즈쿠마 파텔
    • 멤브레인
    • /
    • 제33권3호
    • /
    • pp.87-93
    • /
    • 2023
  • 전기투석(ED)은 이온교환막을 통한 이온의 분리에서 중요한 과정이다. 해수담수화로 발생하는 염수 처리는 환경적으로 큰 문제이며 막분리 기술을 통한 재활용 효율이 높다. 마찬가지로 알칼리는 가죽, 전기도금, 염색, 제련 등과 같은 여러 화학 산업에서 생산된다. 폐기물의 고농도 알칼리는 부식성이 높고 화학적 산소 요구량(COD) 값이 높기 때문에 환경에 방출하기 전에 처리해야 합니다. 칼슘과 마그네슘의 농도는 염수의 거의 두 배이며 주요 환경 오염 물질인 이산화탄소의 흡착에 완벽한 후보입니다. 수산화나트륨은 양극성 막 전기투석 공정으로 쉽게 생산되는 금속 탄산화 공정에 필수적입니다. 역삼투압(RO), 나노여과(NF), 초여과(UF), ED 등 다양한 공정을 통해 회수가 가능하다. 본 검토에서는 알칼리 회수를 위한 이온교환막에 의한 ED 공정에 대해 논의한다.

전바나듐계 레독스-흐름 전지용 Vinylbenzyl Chloride-co-Styrene-co-Hydroxyethyl Acrylate (VBC-co-St-co-HEA) 음이온교환막의 합성 및 특성 (Synthesis and Characterization of Vinylbenzyl Chloride-co-Styrene-co-Hydroxyethyl Acrylate (VBC-co-St-co-HEA) Anion-Exchange Membrane for All-Vanadium Redox Flow Battery)

  • 백영민;곽노석;황택성
    • 폴리머
    • /
    • 제35권6호
    • /
    • pp.586-592
    • /
    • 2011
  • 본 연구에서는 전바나듐 레독스-흐름 전지용 음이온교환막의 제조를 위하여 vinylbenzyl chloride-co-styreneco-hydroxyethyl acrylate(VBC-co-St-co-HEA) 공중합체를 합성하였으며, 아민화 및 가교 반응을 통하여 음이온교환막을 제조하였다. 구조확인을 위하여 FTIR, $^1H$ NMR, TGA, GPC 분석을 하였으며, 음이온교환막의 함수율, 이온교환용량, 전기저항, 이온전도도 및 전바나듐 레독스-흐름 전지의 효율을 측정하였다. 음이온교환막의 이온교환용량, 전기저항, 이온전도도는 각각 1.17 meq/g, $1.9{\Omega}{\cdot}cm^2$, 0.009 S/cm이었으며, 전바나듐 레독스-흐름 전지 효율 실험 결과 충 방전효율, 전압효율 및 에너지효율은 각각 99.5, 72.6, 72.1%이었다.

Stoichiometry of $Ns^+/Ca^{2+}$ Exchange Quantified with Ion-selective Microelectrodes in Giant Excised Cardiac Membrane Patches

  • kang, Tong Mook;Hilgemann, Donald W.
    • 한국생물물리학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국생물물리학회 2003년도 정기총회 및 학술발표회
    • /
    • pp.30-30
    • /
    • 2003
  • Without a definitive resolution of stoichiometry of cardiac Na$^{+}$-Ca$^{2+}$exchange (NCX), we cannot proceed to any quantitative analysis of exchange function as well as cardiac excitation-contraction coupling. The stoichiometry of cardiac NCX, however, is presently in doubt because reversal potentials determined by various groups range between those expected for a 3-to-1 and a 4-to-1 flux coupling. For a new perspective on this problem, we have used ion-selective microelectrodes to quantify directly exchanger-mediated fluxes of $Ca^{2+}$and Na$^{+}$in giant membrane patches. $Ca^{2+}$- and Na$^{+}$-selective microelectrodes, fabricated from quartz capillaries, are placed inside of the patch pipettes to detect extracellular ion transients associated with exchange activity. Ion changes are monitored at various distances from the membrane, and the absolute ion fluxes through NCX are determined via simulations of ion diffusion and compared with standard ion fluxes (Ca$^{2+}$ fluxes mediated by $Ca^{2+}$ ionophore, and Na$^{+}$ fluxes through gramicidin channels and Na$^{+}$/K$^{+}$pumps). Both guinea pig myocytes and NCX1-expressing BHK cells were employed, and for both systems the calculated stoichiometries for inward and outward exchange currents range between 3.2- and 3.4-to-1. The coupling ratios do not change significantly when currents are varied by changing cytoplasmic [Ca$^{2+}$] or by adding cytoplasmic Na$^{+}$. The exchanger reversal potentials, measured in both systems under several ionic conditions, range from 3.1- to 3.3-to-1. Taken together, a clear discrepancy from a NCX stoichiometry of 3-to-1 was obtained. Further definitive experiments are required to acquire a fixed number, and the present working hypothesis is that NCX current has an extra current via ‘conduction mode’.ent via ‘conduction mode’.

  • PDF

직접술폰화반응에 의한 부분불소화 Poly(vinylidene fluroide)(PVDF) 양이온교환막의 합성 및 특성 (Synthesis and Characteristics of Partially Fluorinated Poly(vinylidene fluroide)(PVDF) Cation Exchange Membrane via Direct Sulfonation)

  • 강기원;황택성
    • 멤브레인
    • /
    • 제25권5호
    • /
    • pp.406-414
    • /
    • 2015
  • 본 연구에서는 막 축전식 탈이온 공정에 적용하기 위해 온도와 시간을 달리하여 술폰화 Poly(VDF-co-hexafluoropropylene) copolymers (PVDF-co-HFP)을 합성 후 캐스팅법에 의해 양이온교환막이 제조되었다. 술폰화 PVDF (SPVDF)는 Fourier-transform infrared (FT-IR), $^1H$ Nuclear magnetic resonance ($^1H$ NMR)를 통해 구조확인을 하였고, X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS)를 통해 화학조성에 대한 정량적 분석을 하였다. 막 성능은 함수율 및 이온교환용량과 전기저항을 측정하였고. $60^{\circ}C$에서 7시간 술폰화한 SPVDF 멤브레인이 이온교환용량 0.89 meq/g, 함수율 21.5%, 전기저항 $3.70{\Omega}{\cdot}cm^2$로 가장 우수하였다. 수중 이온제거 특성을 막 축전식 탈이온 방법(MCDI)으로 전압(0.9~1.5 V), 유속(10~40 mL/min)을 변수로 SPVDF의 탈염 특성을 확인하여 MCDI 공정에 적용가능 여부를 평가하였다. MCDI 충방전 시험 결과 최대 탈염제거율은 62.5%이었다.

Poly (phenylene oxide, PPO) 고분자 전해질을 이용한 불균질 바이폴라막 제조 및 물분해 특성 (Preparation of Heterogeneous Bipolar Membranes Using Poly (phenylene oxide, PPO) Polyelectrolyte and Their Water Splitting Properties)

  • 김인식;황성연;강병관;황택성
    • Korean Chemical Engineering Research
    • /
    • 제57권1호
    • /
    • pp.65-72
    • /
    • 2019
  • 본 연구에서는 PPO 이온선택성 용액과 이온교환수지의 혼합비율을 달리하여 캐스팅법으로 불균질 이온교환막을 제조하였고 이를 이용하여 불균질 바이폴라막을 제조하였다. 불균질 양이온교환막 및 음이온교환막의 함수율은 각각 60~80% 이었고이온교환용량은 2.81~3.26 meq/g, 2.31~2.74 meq/g 이었으며전기저항은 $1.65{\sim}1.45{\Omega}{\cdot}cm^2$, $1.55~1.05{\Omega}{\cdot}cm^2$이었다. 또한 불균질 이온교환막의 최대 수지함량은 60 wt% 이었다. 불균질 바이폴라막의 인장강도는 관능화 전 PPO 수지의 인장강도($700Kg_f/cm^2$) 보다 모두 낮았고, 촉매층이 형성된 불균질 바이폴라막의 인장강도는 무촉매 불균질 바이폴라막보다 인장강도가 낮았다. 또한 촉매층이 형성된 불균질 바이폴라막의 물분해 전압은 최소 1.7~1.8 V, 최대 3.9~4.0 V로 낮고 매우 안정적이었고, 무촉매 불균질 바이폴라막의 물분해 전압은 3.8~4.0 V로 일정하였다.

설폰화 폴리설폰을 이용한 직접메탄올연료전지용 이온교환막의 제조 및 특성 연구 (Preparation and Characterization of ion Exchange Membrane for Direct Methanol Fuel Cell(DMFC) Using Sulfonated Polysulfone)

  • 신현수;이충섭;전지현;정선영;임지원;남상용
    • 멤브레인
    • /
    • 제12권4호
    • /
    • pp.247-254
    • /
    • 2002
  • 직접메탄올연료전지에 사용가능한 이온교환막을 개발하기 위하여 본 연구에서는 폴리설폰을 설폰화시켜 양이온교환막을 제조하였고 그에 대한 특성을 $150^{\circ}C$에서 열처리 전과 후를 통해 메탄을 투과도, 이온전도도, 이온교환용량 그리고 함수율 등에 대하여 평가하였다. 폴리설폰 고분자의 단량체와 설폰화제의 몰비가 1.4일 때 메탄올 투과도는 $2.87{\times}10^{-7} \;cm^2/s$(열처리 안함), $1.52{\times}10^{-7}\; cm^2/s$(열처리함)과 이온전도도는 1.10{\times}10^{-2}\; S/cm$ (열처리안함), 0.87{\times}10^{-2}\; S/cm$(열처리함)을 각각 보여 주었다. 그 이후의 몰비에서는 거의 증가하지 않았으며, 이러한 경향은 함수율과 이온교환용량에서도 같은 경향을 보여주었다.

Speciation of Cd, Cu and Zn in Sewage Sludge-Treated Soils Incubated under Aerobic and Anaerobic Conditions

  • Lee, Sang-Mo;Cho, Chae-Moo;Yoo, Sun-Ho
    • Journal of Applied Biological Chemistry
    • /
    • 제42권2호
    • /
    • pp.85-91
    • /
    • 1999
  • The incubation study was conducted under aerobic and anaerobic conditions to study the release of the kinetically labile forms (i. e. chelating ion or anion forms) of Cd, Cu and Zn in sludge-untreated soil ("Control"), sludge 50 and $100dry\;Mg\;ha^{-1}$ treated soils ("Soil-Sludge mixtures"), and sewage sludge ("Sludge"). The chelating ion and anion exchange membranes were embedded into the samples and incubated for 16 weeks under aerobic and anaerobic condition. The total amounts of chelating ion or anionic forms of Cd were too little to be measured during both aerobic and anaerobic incubation. On the other hand, the total amounts of chelating ion or anionic forms of Cu and Zn slightly increased throughout the incubation period under both incubation conditions. For "Control" and "Soil-Sludge mixtures" treatments, the total amounts of Cu and Zn in chelating ion and anion exchange membrane were little difference between aerobic and anaerobic condition, and the total amounts of chelating ion form of Cu and Zn were not different from the those of anionic form of Cu and Zn. However, for "Sludge" treatment, the total amounts of Cu and Zn in anion and chelating ion exchange membrane were greater under aerobic condition than under anaerobic condition, and the total amounts of chelating ion form of Cu and Zn were greater than those of anion form of Cu and Zn under both incubation conditions.

  • PDF

양이온교환용 PVA/PAM/Zirconium phosphate 막의 제조 (Preparation of PVA/PAM/Zirconium phosphate Membrane for Proton Exchange Membranes)

  • 임지원;황호상;김영진;남상용
    • 멤브레인
    • /
    • 제14권2호
    • /
    • pp.117-125
    • /
    • 2004
  • 본 연구는 직접메탄을 연료전지(Direct Methanol Fuel Cell)에 적용가능한 양이온교환막 개발에 관한 것으로 PVA/PAM/ZrP 막을 제조하여 PAM, ZrP의 함량 및 농도 변화에 따른 막의 특성을 연구하였다. PVA/PAM/ZrP 막은 PVA에 가교제인 PAM의 함량을 7∼11 wt%로 증가시켜 제조하였으며 그 각각의 막에 8$0^{\circ}C$에서 zirconyl chloride와 Phosphoric acid solution에 침적시켜 제조하였다. ZrP의 농도를 1, 2 M로 변화시켜 메탄을 투과도, 이온전도도, 함수율 및 이온교환용량을 측정하였다. PVA/PAM/ZrP 막의 메탄올 투과도는 10/^{-8}∼l0^{-6}$ $\textrm{cm}^2$/sec, 이온전도도는 $10^{-3}~10^{-2}$ S/cm 정도 나타내었으며 함수율은 0.26∼l.17 g $H_2O$/g membrane, 이온교환용량은 2.59∼5.1 meq/g membrane의 결과를 보였는데 이는 PVA/PAM 막과 비교하여 메탄을 투과도, 이온전도도는 각각 18%, 23% 정도 증가한 것으로 관찰되었다.