본 연구에서는 stainless steel로 재질로 된 금속평막모듈을 이용하여 고플럭스가 유지되면서 처리수의 안정화 방안을 모색하였다. 이 모듈은 기공사이즈가 13 ㎛ 단위여서 플럭스가 60 LMH에서 100 LMH까지 고플럭스로 운전이 가능하다 그러나 SS가 초기 운전 시 30~50 ppm 정도 유출되지만 SS가 응집핵으로 작용하므로 응집이 가능하게 된다. 기존 고분자막 여과수는 응집핵이 없어서 coagulation은 되지만 floculation이 안되므로 추가적으로 응집보조제인 clay나 벤토나이트를 투여하게 되는데 본 연구에서는 이런 응집보조제 필요 없이 SS 누출만으로 floculation이 되므로 총인처리와 처리수질이 안정성을 도모하고자 하였다. 최종적으로 안정적인 처리수에 고플럭스가 가능한 Metal필터 운전이 MBR 시스템에서 적용가능한지 타당성을 연구하고자 하였다.
본 연구는 거대고리 금속 이온 착화합물과 유도체를 이용하여 미세 다공성 구조를 가지는 분리막의 제조에 관한 것이다. 고분자와 금속이온 리간드 착물 시스템을 이용함으로써 기존의 방법들에 비해 상 전이 과정을 보다 정교하게 제어할 수 있었다. 금속염, cyclohexanedione dioxime, hydroxyphenylboronic acid와의 축합 반응을 통하여 금속 clathrochelate 착물을 얻을 수 있었다. PES, PVP, BE와 금속 clathrochelate 착물을 DMF에 녹인 후 비용매 유도 상 전이법을 통하여 유무기 혼성고분자막을 제조하였다. 제조된 분리막의 구조는 FE-SEM과 microflow permporometer로 조사하였다. p-Hydroxyphenyl group을 가지는 Fe(II) clathrochelate 착물의 첨가는 분리막의 구조에 있어 기공 크기 분산도를 좁혀주고, 표면의 기공 밀도를 높여 주었으며 최대 기공 크기를 감소시킴을 볼 수 있었다.
The AutoForm previously used the membrane element and it accomplished sheet metal forming analysis. The membrane analysis has been widely applied to various sheet metal forming processes because of its time effectiveness. However, it's well known that the membrane analysis can not provide correct information for the processes which have considerable bending effects. In this research it tried to compare the analysis results which use the shell element which is applied newly in the AutoForm commercial software with actual experimental results. The shell element is compromise element between continuum element and membrane element. The Finite element method by using shell element is the most efficient numerical method. From this research, it is known that FEA by using shell element can predict accurately the problems happened in actual experimental auto-body panel.
합성 하수 및 실제 하수를 이용한 금속 막의 정밀 여과 공정에서 분리 막의 전체 저항의 증가는 입자의 막 표면 축적에 의한 케이크 층의 저항 ($R_c$)에 가장 큰 영향을 받았다. 막 오염 저감을 위한 방법으로 오존 가스를 이용한 간헐적 역세정은 공기에 의한 경우보다 막 오염 저감에 훨씬 더 효과적인 것으로 나타났다. 운전 인자에 대한 영향으로 동일한 오존 주입량에서는 주입시간을 길게 하기보다는 주입 가스 유량을 크게 할수록 더 높은 막 투과 유속의 회복을 보였다. 여과시간이 길수록 오존가스를 이용한 막 오염 저감효과가 감소하는 것으로 나타나 부착층 및 막 내부에서 파울링 물질에 의한 비가역적인 막 오염이 발생하기 전에 막 세정을 실시하는 것이 바람직한 것으로 판단된다.
음이온성 고분자 전해질의 하나인 알긴산을 이용 하여 알긴산막의 분리성능을 개선함과 동시에 막의 얀정성을 높이고, 막과 분리 대상물과의 화학적 친 화성을 제어하기 위하여 막의 가능기에 다양한 금속 이온으로 가교시킨 금속복합체 막을 제조하고, 그막 들이 투과증발 특성에 미치는 영향을 조사하여 다음 과 같은 결론을 얻였다. 1) 금속복합체 막들 중 IA족 금속이온으로 치환 한 경우에 저농도 에탄올 수용액에서 크게 팽윤되거 나 쉽게 부스러지는 경향이 있어 투과증발막으로 샤 용할 수 없었다. 2) 알긴산막에 비해 2가 금속으로 가교한 금속복 합체 막의 경우 막의 안정성 및 분라성능이 크게 향 상되는 것을 알 수 있었다. 3) 2가 금속 복합체 막들의 경우 분리계수는 Na a alg 막에 비해 약간 증가하는 경향을 나타낸 반면, 투과속도는 비슷한 경향을 나타내였다. 4) Ca-alg 금속복합체 막의 경우에 다른 금속복 합체 막들에 비하여 분리계수가 크게 증가하여 가장 우수한 성능을 나타내였다. 5) Ca-alg막의 경우 90wt.% 에탄올 수용액에서 분리계수는 6,420이었으며 투과속도는 $0.269kg/m^2.hr$로써 우수한 생능을 나타내었다.
Sudhavani, T.J.;Reddy, N. Sivagangi;Rao, K. Madhusudana;Rao, K.S.V. Krishna;Ramkumar, Jayshree;Reddy, A.V.R.
Bulletin of the Korean Chemical Society
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제34권5호
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pp.1513-1520
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2013
Novel chitosan (CS) based membrane networks were developed by solution casting and followed by crosslinking with different crosslinkers such as glutaraldehyde, urea-formaldehyde, and thiourea-formaldehyde. The developed membrane networks were designated as CS-GA, CS-UF and CS-TF. Crosslinking reaction of CS membranes was confirmed by Fourier transform infrared spectroscopy. Membrane rigidity and compactness were studied by the differential scanning calorimetry. The surface morphology of CS membranes was characterized by scanning electron microscopy. The sorption behaviour with respect to contact time, initial pH and initial metal ion concentration were investigated. The maximum adsorption capacity of CS-GA, CS-UF and CS-TF sorbents was found to be 1.03, 1.2 and 1.18 mM/g for $Cu^{2+}$ and 1.48, 1.55 and 2.18 mM/g for $Ni^{2+}$ respectively. Swelling experiments have been performed on the membrane networks at $30^{\circ}C$. Desorption studies were performed in acid media and EDTA and it was found that the membranes are reusable for the metal ion removal for three cycles. The developed membranes could be successfully used for the separation of $Cu^{2+}$ and $Ni^{2+}$ metal ions from aqueous solutions.
Mixed matrix membranes have gained significant recognition in the wastewater treatment industry for their effectiveness in removing dyes, proteins, and heavy metals from water sources. Researchers have developed an innovative technique to enhance properties of these membranes by incorporating amine-functionalized carbon nanotubes into the polymer matrix. This approach introduces amine functional groups onto the membrane surface, which are then modified with trimesoyl chloride and cyanuric chloride. The modified membranes are characterized by XPS to confirm successful bonding of amines with the trimesoyl chloride and cyanuric chloride. The surface charge of the modified membrane also plays a role in the modification process; the membrane modified with trimesoyl chloride has a negative surface charge, while the one modified with cyanuric chloride has a more positive charge. At the same acidic pH, the positive or negative charge of the mixed matrix membranes assists in enhancing the rejection of heavy metals. This results in improved antifouling properties for both modified membranes. The heavy metal rejection for all modified membranes is higher than for unmodified membranes, due to both adsorption and complexation abilities of the functional groups on the membrane surface with heavy metal ions. As the membrane surface functionalities increase through modification, the separation due to complexation also increases. The bulk morphology of the membrane remains unchanged, while roughness slightly increases due to the surface treatment.
The adsorption method for the determination of the formation constants of the metal complexes with organic acids was developed by using membrane filters. The adsorption method involved the measurements of radioactivities of the adsorbed metal on membrane filters and the filtrate solution after the radioactive metal ion were filtered through membrane filters in the presence of organic ions of varying concentration. Comparing the adsorption method with the ion exchange method, it was seen that the adsorption method was simpler and faster than the ion exchange method. As an example of the metal complex with organic acid yttrium citrate complex was chosen, and the formation constant of the complex obtained by the adsorption method showed $K_f=2.0{\times}10^{-4}(l. mole^{-1})$ at a pH of 7. Also the present study revealed that the carrierfree state of yttrium in aqueous solution was present in the completely ionized state.
Ethyl cellulose(EC)와 platinum(II) acetylacetonate(Pt), rhodium(III)acetylacetonate(Rh)를 이용하여 용매증발법으로 고분자-금속 착체막을 제조하였다. 이때 최종 분리막의 제막조건을 최적화하기 위하여 금속염의 조성을 변화시켰다. (0.3-4.0 wt%). FTIR을 이용하여 EC-금속착체막을 분석하였으며 SEM을 이용하여 막의 구조를 관찰하였다. 그리고 산소, 질소, 이산화탄소, 메탄 가스들의 투과성능을 조사하였다. 금속염들은 모든 가스들의 선택도의 감소없이 투과도를 향상시킨다는 것을 알 수 있었다 그러나 Pt의 경우 산소와 질소가스의 투과성능에 더 영향이 있었으며, Rh은 이산화탄소와 메탄가스의 투과도에 더 영향이 있음을 알 수 있었다. EC-Pt 착체막의 경우에는, Pt의 산소와의 친화력특성에 기인하여 산소/질소의 선택도가 증가(37%)하는 것을 보여주었다.
IPMC(Ionic Polymer-Metal Composite) is a highly sensitive actuator that shows a large deformation in presence of low applied voltage. Generally, IPMC can be fabricated by electroless plating of platinum on both sides of a Nafion (perfluorosulfonic acid) film. When a commercial Nafion film is used as a base structure of the IPMC membrane, the micro-pump structure and the IPMC membrane are fabricated separately and then later assembled, which makes the fabrication inefficient. Therefore, fabrication of an IPMC membrane and the micro-pump structure on a single wafer without the need of assembly have been developed. The silicon wafer was partially etched to hold liquid Nafion to be casted and a 60-${\mu}{\textrm}{m}$ thick IPMC membrane was realized. IPMC membranes with various size were fabricated by casting and they showed 4-2${\mu}{\textrm}{m}$ displacements from $4mm{\times}4mm$ , $6mm{\times}6mm$, $8mm{\times}8mm$ membranes at the applied voltage ranging from 2Vp-p to 5Vp-p at 0.5Hz. The displacement of the fabricated IPMC membranes is fairly proportional to the membrane area and the applied voltage.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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