Park, Sang-Hee;Kim, Kwang-Je;So, Won-Wook;Moon, Sang-Jin;Lee, Soo-Bok
Macromolecular Research
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제11권3호
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pp.157-162
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2003
6FDA-based polyimides were prepared from the thermal imidization reaction of 6FDA with diamines of BAPAF, DAP, and DABA having a polar group of hydroxyL or carboxyl. Properties of the dense polyimide membranes were characterized and their gas permeation properties for H$_2$, $CO_2$, $O_2$, $N_2$, and CH$_4$ were investigated. Permeabilities, diffusion coefficients and diffusivity selectivities of polar group-containing polyimide membranes including 6FDA-BAPAF, 6FDA-DAP, and 6FDA-DABA polymer for the gases did not change largely. The separation properties of 6FDA-TrMPD polyimide membrane used as a reference polymer were compared with those of the polyimide membranes mentioned above. It was found that the polyimides of 6FDA-BAPAF, 6FDA-DAP, and 6FDA-DABA, which were soluble in alcohol or/and 2-methoxyethanol, could be applicable to the preparation of a dense composite membrane by dip-coating method.
This study investigated the effect of 2-methoxy ethanol (2-Me) non-solvent as additive included in casting solution. Macroporous polymer membranes were prepared by using polyethersufone (PES)/N-methyl-2-pyrrolidone (NMP)/2-Me casting solution and water coagulant. The phase separation co-process of the vapor-induced phase separation (VIPS) and liquid-induced phase separation (LIPS) were used by means of membrane preparation method. The pore size and pore size distribution were controlled with additive (non-solvent), and measured with Automated Perm Porometer. By increasing additive (non-solvent) in the casting solution, the membranes produced changed from finger structure to sponge structure. That is due to the different diffusion rates. At slow diffusion process, sponge-like structure was formed and at fast diffusion process, finger-like structure was formed. Also relative humidity, evaporation time, temperature of casting solution and coagulation bath etc. had effects on the pore size distribution and the porosity of the membrane.
다공성 분리막은 입자성 물질을 제거하는데 산업적으로 다양하게 응용되고 있다. 기존 다공성 분리막 제작 방법과 다르게, 용액퍼짐 상분리법은 매우 간단하게 기공을 형성할 수 있다. 먼저 지지층으로 메쉬 위에 물을 적신 후, 물과 혼합되지 않은 용매에 폴리설폰 용액을 흘려준다. 이때 물과 혼합되지 않은 용매는 쉽게 기화되어 폴리설폰은 얇은 막으로 만들어지게 된다. 기공을 형성하기 위해 폴리설폰 용액에 물과 혼합할 수 있는 물질을 넣게 되면, 넣어주는 농도 비율에 따라 기공크기를 조절할 수 있게 된다. 막의 두께는 쉽게 용액의 농도로 조절이 된다. 다공성 분리막은 메쉬의 형성을 그대로 유지하고 있어 3차원 구조체를 형성하는데 매우 유용하다. 본 연구에서 제시된 용액 퍼짐 상분리법은 매우 낮은 생산단가와 쉬운 공정조절에 의해 기존 분리막에 비해 높은 가격경쟁력을 가질 수 있는 특징을 보이고 있다.
Experimental study of anaerobic digestion process combined with and without the submerged separation membrane was investigated by using laboratory-scale reactor at the hydraulic retention time of 0.5 day and 1.0 day. The removal efficiencies of carbohydrate at the digester without and with membrane were 84.4 to 86.8 % and 99.6 to 99.7 %, respectively, and the methane gas recovery efficiencies were 0.4 to 1.2 % and 12.3 to 28.7 %. According to the measurement by the most probable numbers method. the numbers of various groups of bacteria in the digesters with membrane were enumerated in the following ranges ; acidogens : $1.7{\times}10^9$ to $5.0{\times}10^9MPN/m{\ell}$, homoacetogens : $5.0{\times}10^7$ to $2.4{\times}10^8MPN/m{\ell}$, $H_2$-utilizing methanogens : $1.3{\times}10^7$ to $9.2{\times}10^8MPN/m{\ell}$, and acetate-utilizing methanogens : $2.3{\times}10^6$ to $2.0{\times}10^8MPN/m{\ell}$. The number of methanogens at the digester with membrane increased by approximately $10^2$ to $10^4$ times in comparison with that of the digester without membrane.
VOCs의 분리 및 회수를 위해 PEI 고분자를 이용하여 상분리법으로 중공사 지지체 분리막을 제조하였고 PDMS 고분자를 코팅하여 PEI-PDMS 중공사 복합막을 제조하였다. 제조된 기체 분리막의 특성을 알아보기 위하여 산소와 질소를 이용하여 순수 기체 투과도를 측정하였으며, xylene, ethyl benzene, toluene, cyclohexane을 이용하여 stage cut과 feed 농도 변화에 따른 투과성능을 측정하였다. 또한 VOCs에 대한 내용매성을 알아보기 위하여 DMA을 이용하여 용매 함침 시간에 따른 stress-strain 특성을 알아보았다. 산소와 질소의 순수 투과도는 각각 63 GPU와 30 GPU를 나타내었고, stage cut이 증가할수록 permeate VOCs 농도는 감소하는 경향을 나타내었다. Recovery efficiency의 경우 permeate 농도와는 반대로 state cut이 증가할수록 증가하는 경향을 나타내었다. DMA 인장 테스트 결과 stress는 11.93 MPa, strain은 13.52%로 측정되었다.
1. Introduction : Among many azeotropic compounds, pyridine which forms an azeotropic mixture with three moles of water boiling at 92-93$\circ$C is very useful synthetic intermediate in laboratory and industry. With conventional separation method, the dehydration of pyridine aqueous solution is difficult and requires strong drying chemicals. To overcome these difficulties, several researchers have investigated on the separation of pyridine from aqueous solution through polymer membranes. Kujawski reported several ion-exchang membranes containing carboxylic and sulfonic fuctional group for dehydration of aqueous pyridine solution [1]. We have applied the idea of activation of water tranport through ion-dipole interactions between polymer membrane and aclueous feed. Our previous studies reported on the in-situ complex membrane to separate water from aqueous pyridine solution based on simple acid'-base theory [2, 3]. Water transport was enhanced through in-situ complex formation between the , acid moiety in the membrane and the incoming pyridine moiety in the feed.
분자체 분리막은 분자크기의 기공을 갖는 다공성 분리막으로서 크기 또는 모양을 기반으로 혼합물을 분리하며, 높은 잠재적 에너지 효율과 뛰어난 분리능으로 많은 주목을 받아왔다. 그 중, 제올라이트 MFI 분리막은 가장 오랫동안 연구된 물질 중의 하나이며, 다양한 방면으로 개발된 기술들은 이후 다른 종류의 분자체 분리막 연구에도 많은 영향을 미쳤다. 본 총설에서는, 결정성 물질인 제올라이트 MFI의 결정 생성 및 성장을 제어하여 자일렌 이성질체 혼합물에 대한 분리막의 투과도와 선택도를 향상시킨 많은 방법들을 다룬다. 씨앗결정의 형태 제어, 결정의 효과적인 이차성장법, 씨앗결정의 코팅 방법, 결정의 방향성 제어, 이종원소 도입을 통한 결정구조의 유연성 제어, 결함 관리 등, 자일렌 이성질체 분리성능의 비약적 성능 향상을 가져온 기술들을 소개한다.
모든 인구 계층에 저렴한 비용으로 깨끗한 물의 수요를 충족시키는 것은 해결해야 할 세계적인 문제이다. 막 분리 공정을 통한 해수 및 기수의 탈염은 효율이 높고 확립된 방법이다. 그러나 막 분리 공정은 막 오염, 제거된 오염물의 처리, 그리고 자본집약적 공정이라는 본질적인 문제가 있다. 전기투석은 전위차가 구동력인 막 기반 분리 공정이다. 전기투석막의 장점은 뛰어난 효율과 저렴한 운영 비용이다. 전기투석공정에서 사용되는 이온교환막은 장기간 효율을 잃지 않기 위해 내화학성과 내열성, 그리고 기계적 안정성이 필요하다. 이 때, 전기투석막의 이온교환용량은 이온교환막의 전도도에 따라 크게 달라진다. 본 리뷰에서는 이온 전도도과 안정성을 향상시키기 위한 양이온 교환막과 음이온 교환막의 개조를 중점적으로 논의하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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