• 멤브레인
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• 제32권1호
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• pp.74-82
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• 2022

본 연구에서는 순수 PEBAX^® 분리막의 투과특성을 향상시키기 위해 개질된 fumed silica 나노입자를 혼합한 MMMs (mixed matrix membranes) 타입의 PEBAX®/fumed silica 하이브리드 분리막을 제조하고, 이산화탄소와 메탄의 투과 특성을 측정하였다. PEBAX^®-1657/TS-530 하이브리드 소재의 경우, FT-IR과 XRD 분석을 통해 PEBAX^® 고분자에 무기입자가 비교적 잘 분산되었음을 확인하였다. 기체투과특성 측정 결과 TS-530을 10 wt% 혼합한 분리막의 경우, 순수 PEBAX^® 분리막과 비교하여 투과도 계수는 약간 감소하나 이상분리인자는 약간 증가하였다. 이는 비투과성 silica 입자의 도입에 따라 기체 확산 경로가 줄어들고, 경로의 비틀림이 증가하기 때문으로 볼 수 있다. TS-530 함량이 증가함에 따라서는 투과도 계수와 이상분리인자 간에 전형적인 trade-off 경향을 보였다. 이는 TS-530 함량이 증가함에 따라 결정성이 감소하고, 고분자 사슬 간 충전 억제에 따라 자유부피가 증가하기 때문으로 볼 수 있다. 또한 무기입자 함량 증가에 나노간극의 형성 가능성이 높아지고, 이에 따라 기체 확산도가 커지기 때문으로 판단된다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제13권3호
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• pp.121-128
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• 2022

A tremendous amount of energy resources is being wasted in cleaning wastewater to save the environment across the globe. Several different procedures are commercially available to process wastewater. In this work, membrane filtration technique is used to treat the textile wastewater because of its cost effectiveness and low environmental impacts. Mixed Matrix Membrane (MMM) consist of Polyvinyl Alcohol (PVA) in which Graphene Oxide (GO) was added as a filler material. Five different membranes by varying the quantity of GO were prepared. The prepared membrane has been characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM), X-Ray Diffractometry (XRD), Fourier Transformed Infrared Spectroscopy (FTIR) and Water Contact Angle (WCA). The prepared membranes have been utilized to treat textile wastewater. The synthesized membranes are used for the elimination of total dissolve solids (TDS), total suspended solids (TSS), Methylene blue (MB) dye and copper metallic ions from textile wastewater. It is concluded that amount of GO has direct correlation with the quality of wastewater treatment. The maximum removal of TDS, TSS, MB and copper ions are found to be 7.42, 23.73, 50.53 and 64.5% respectively and are achieved by 0.02 wt% PVA-GO membrane.

• Membrane and Water Treatment
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• 제5권4호
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• pp.265-279
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• 2014

Pervaporation is the most promising technique for the recovery of ethanol from the fermentation system. To date, extensive research has been conducted on the exploration of membrane materials with favorable properties. In this paper, we primarily review the performance of adsorbent-filled rubbery membranes. In addition, the fundamental mechanisms of ethanol and water molecules transportation through composite membranes are demonstrated, particularly from the perspective of cluster formation. Finally, future prospects are also analyzed to develop the guidelines for the future development of excellent membrane materials for ethanol concentration. This paper is not meant to be an exhaustive overview, rather a specialized summary that allows readers to select the information appropriated to their topics.

• 멤브레인
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• 제28권1호
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• pp.55-61
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• 2018

급진적인 산업발전에 따른 무분별한 이산화탄소 배출로 인하여 지구온난화, 이상 기후 등의 문제가 불거지고 있으며 이는 한 나라에만 국한되지 않은 국제적인 문제가 되었다. 위와 같은 문제를 해결하고자 본 연구에서는 이산화탄소에 대해 높은 친화도를 가지고 있는 PEGBEM-g-POEM 가지형 공중합체를 합성하였으며 $CaCO_3$염을 첨가하여 염의 중량에 따른 혼합매질분리막의 이산화탄소/질소 투과 성능을 관찰하였다. $CaCO_3$염이 고분자 중량 대비 50% 첨가되었을 때 최적의 이산화탄소/질소 분리 투과성능을 보였으며, 선택도는 염을 추가하기 전 44.7에서 45.42로 크게 변하지 않은 반면 이산화탄소 투과도는 염을 첨가하기 전 22.5 GPU에서 28.16 GPU로 약 25% 향상되었다. 이는 첨가한 염과 이산화탄소간의 상호작용으로 인하여 향상된 고분자 복합막의 이산화탄소에 대한 용해도에 기인하는 것으로 생각된다. 또한 염을 과량으로 첨가한 경우에는 고분자가 복합막의 표면을 충분히 메우지 못하여 계면결함이 생성되었으며 이로 인해 이산화탄소 기체 분리성능이 감소하였다. 기체분리성능 향상을 위해서는 적정량의 염 첨가가 필수적인 것으로 분석되었다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제7권6호
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• pp.507-520
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• 2016

The effect of ZnO on cellulose acetate in the removal of benzophenone-3 (BP-3) was investigated. The benzophenone-3 (BP-3) which is an endocrine disrupting chemical (EDC) was completely removed (100%) from the drinking water using Cellulose Acetate (CA) and zinc oxide (ZnO) composite membranes. The membranes were prepared by DIPS method and the filtration experiments were conducted by dead end filtration unit. The macrostructure of the membrane were studied by ATR-IR and XRD Spectra's. Atomic force microscopy (AFM) and Scanning electron microscopy (SEM) were used to study the micro properties of the membranes. The laboratory experiments such as water uptake study and pure water flux performed to confirm the increasing hydrophilicity. The enhancing hydrophilicity was confirmed with respect to higher the concentration of nanoparticles. Evaluation of BP-3 removal was carried in different experimental conditions, such as, different Trans membrane pressure and different concentration of feed. The membrane with low pressure showed better performance by rejecting 100% of BP-3. However, 1 ppm, 3 ppm and 6 ppm of feed solution was used and among them 3 ppm of feed solution gives 100% rejection. The ZnO nanoparticales enhances the performance of CA membrane by showing maximum rejection.

• Membrane and Water Treatment
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• 제8권5호
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• pp.483-498
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• 2017

Novel mixed matrix membranes of Sodium Alginate (NaAlg) were developed by the incorporation ofunmodified, modified Phosphomolybdic acid (PMA) then cross-linked with glutaraldehyde externally. These membranes were prepared by the solution casting technique. Pervaporation (PV) experiments have been performed with pure NaAlg, unmodified NaAlg-PMA5, NaAlg-PMA10, modified NaAlg-mPMA5, and NaAlg-mPMA10 (wt. % of PMA 5 and 10) at 30, 40 and $50^{\circ}C$, to separate water-isopropanol feed mixtures containing 10-30 wt. % of water. Pervaporation results of NaAlg-mPMA10 produced a highest separation factor of 9028 with a flux of $0.269kg/m^2.h$ for 10 wt. % of water containing feed mixture. Both separation factor and flux for water increased significantly with increasing content of mPMA into NaAlg; a significant improvement in PV performance was observed for NaAlg-mPMA5 and NaAlg-mPMA10 membranes when compared to pure NaAlg& PMA-5, PMA-10 membrane.

• 멤브레인
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• 제25권6호
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• pp.496-502
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• 2015

촉진수송은 기존의 고분자 막에서는 힘든, 투과도와 선택도를 동시에 향상시킬 수 있는 기술 중 한 가지이다. 촉진수송 분리막을 이용한 올레핀/파라핀 분리는 기존의 증류공정을 대체할 수 있는 기술로써 많은 관심을 받아왔다. 본 연구에서는 테트라플루오로붕산은/질산알루미늄의 혼합염이 포함된 고분자 블렌드 기반의 촉진수송 올레핀 분리막을 제조하였다. 자유 라디칼중합법을 이용하여 폴리다이메틸실록세인-g-폴리옥시에틸렌 메타크릴레이트 가지형 공중합체를 합성하였다. 또한, 폴리다이메틸실록세인-g-폴리옥시에틸렌 메타크릴레이트 매질에 폴리에틸렌옥사이드를 다양한 비율로 혼합하였다. 폴리에틸렌옥사이드를 폴리다이메틸실록세인-g-폴리옥시에틸렌 메타크릴레이트 가지형 공중합체 질량 대비 70%를 혼합하였을 때, 혼합기체 선택도 및 투과도는 5.6 및 10.05 GPU에 도달하였다. 이와 같은 복합막의 올레핀 분리 성능이 향상된 이유는, 분리막에 첨가된 은이온이 올레핀 기체분자의 선택적인 촉진 수송을 하였고, 또한 고투과성의 고분자 블렌드가 사용되었기 때문이다. 또한 은이온의 은나노입자로의 환원을 억제시키는 질산알루미늄의 첨가로 인해 복합막의 장시간 안정도를 향상시킬 수 있었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제13권4호
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• pp.437-453
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• 2002

In this paper, dynamic stiffness and flexibility for circular membranes are analytically derived using an efficient mixed-part dual boundary element method (BEM). We employ three approaches, the complex-valued BEM, the real-part and imaginary-part BEM, to determine the dynamic stiffness and flexibility. In the analytical formulation, the continuous system for a circular membrane is transformed into a discrete system with a circulant matrix. Based on the properties of the circulant, the analytical solutions for the dynamic stiffness and flexibility are derived. In deriving the stiffness and flexibility, the spurious resonance is cancelled out. Numerical aspects are discussed and emphasized. The problem of numerical instability due to division by zero is avoided by choosing additional constraints from the information of real and imaginary parts in the dual formulation. For the overdetermined system, the least squares method is considered to determine the dynamic stiffness and flexibility. A general purpose program has been developed to test several examples including circular and square cases.

• 멤브레인
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• 제24권6호
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• pp.417-422
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• 2014

본 연구에서는 Poly(ethylene oxide) (PEO)/Ag Nanoparticles (NPs)/7,7,8,8-Tetracyanoquinodimethane (TCNQ) 분리막 시스템을 제조하여 기존의 PEO/Ag NPs/p-Benzoquinone (p-BQ) 복합체 분리막보다 더 향상된 성능을 보이는 고투과성올레핀 촉진수송 나노복합체 분리막을 얻고자 하였다. 고분자 지지체 PEO와 은 나노 입자 전구체 $AgBF_4$는 1 대 0.4 몰비로 고정하고 전자 수용체인 TCNQ 함량은 다양하게 조절하였으며 1/0.4/0.004 몰비에서 가장 높은 올레핀 분리막 성능을 확인하였다. 따라서 이 비율에서 long-term test를 진행하였고 초반에는 투과도 약 23 GPU, 선택도 약 6 (프로필렌/프로판)의 수치를 보였으나 32시간 만에 투과도는 약 6 GPU, 선택도는 약 2 (프로필렌/프로판)로 감소하는 것을 확인하였다.

• 멤브레인
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• 제33권5호
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• pp.240-247
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• 2023

가스 분리 방법 중에서도, 멤브레인을 이용한 CO₂ 포집 및 분리는 지속적으로 개발되고 있는 꾸준히 성장하는 분야이다. 이온성 액체(IL) 기반 복합 막은 CO₂를 분리하는 데 있어 우수한 성능값을 보여준다. 유사하게, 다양한 공중합체/IL 복합막 또한 향상된 성능을 보여준다. 이러한 공중합체/IL 복합만에 산화그래핀과 같은 필러를 첨가하면 IL과 유기 필러 사이에서 발생하는 강한 상호작용으로 인해 필러의 효과가 더욱 향상되며, 이는 결과적으로 CO₂의 친화도, 선택도 및 흡착과 같은 요소를 향상시킨다. 금속-유기 구조체(MOF)를 사용하는 공중합체/IL 복합 막은 향상된 CO₂ 투과도를 보여주었다. 이 총설에서는 이온성 액체와 공중합체복합막의 다양한 조합에 따른 이산화탄소분리성능에 대한 상관관계를 논의한다.