• 제목/요약/키워드: Pervaporation

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SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF THE POLYCATIONS FOR THE PREPAEATION OF POLYION COMPLEX MEMBRANS

  • Jegal, J.G.;park, Y.I.;Kim, J.H.;Lee, K.H.
    • 한국막학회:학술대회논문집
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    • 한국막학회 1993년도 추계 총회 및 학술발표회
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    • pp.58-58
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    • 1993
  • Pervaporation has become important as a method to separate liquid mixtures, sepecially azeotropic and close boiling-point mixtures. Especially, water-alcohol separations have been carried out a lot because of the practical interests in the industries. However, outstanding membranes with high selectivity and high permeability have not been available in common use yet. In order to separate selectively out the water mixed with alcohols with an aim of the purification of the alcohols, a membrane has tO have excellent affinity to water. Among the hydrophilic polymers, polyacrylic acid and poly(vinyl alcohol) are used widely. In recent years, ionomers and polyion complexes, better hydrophitic materials, start to be used. The polyion complex membranes, consisting of polyacrylic acid (PAA) and polycation, showed excellent permeation rates and selectivities. It was known that among the polycations, ioneries, which have quaternary ammonium groups in the backbone chain, were more effective in giving membranes of higher permselectivities. On this base, syntheses and characterizations of the polycations, with different chemical structures from the published ones, for the polyion complex membrane formation were studied in this paper.

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술폰화된 polysulfone 비대칭막의 제조와 이를 이용한 물-부탄올 수용액의 탈수거동 (Dehydration Behavior of Water-butanol Solutions through Asymmetric Sulfonated Po.ysulfone Membrane)

  • 변인섭;백귀찬;차시환;권창오;서종원;김용욱
    • 멤브레인
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    • 제9권3호
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    • pp.170-177
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    • 1999
  • Polysulfone을 술폰화하여 물-부탄올 용액의 분리를 위한 투과증발용 비대칭막을 제조하였다. 술론화제로는 chlorosulfoneic acid-trimethyulchlorosilane을 반응시킨 후 이용하였다. FT-IR과 $^1H$-NMR을 이용하여 치환여부를 살펴보았고 술폰화정도는 역적정법과 $^1H$H-NMR을 이용하여 구하였다. DSC와 TGA를 이용하여 열적특성변화를 알아보았다. 비대칭막을 제조하기 위하여 N-methyl-2-pyrrolidone(NMP)rhkdiethyleneglycol dimethyl ether (DGDE)의 혼합용매를 사용하였다. SEM을 이용하여 단면과 skinlayer 의 구조변화를 살펴보았다. 한 연구에서 제조한 비대칭막은 dense film에 비하여 물에 대한 선택도는 거의 변화가 없고 투과유량은 약 80배 정도 증가하였다.

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Synthesis and characterization of silicone-containing polyamideimide and its gas separation

  • 이용범;심진기;이영무
    • 한국막학회:학술대회논문집
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    • 한국막학회 1997년도 추계 총회 및 학술발표회
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    • pp.83-84
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    • 1997
  • 1. INTRODUCTION : Polyimides containing siloxane moiety(poly(imide siloxane), or polysiloxaneimide) have been synthesized because of their some merits over polyimide itseft. Polyimides have excellent thermal and mechanical properties but their poor solubility and processibility in their fullly imidized form give disadvantages in applications. Incorporation of siloxane units make it possible to increase solubility and processibility, and also impart impact resistance, low moisture uptake, low dielectric constant, thermo-oxidative resistance, good adhesion properties to substrate and etc.. Incorporation methods of siloxane groups into the polyimide was mainly copolymerization or terpolymerization between oligomeric dimethylsiloxane and aromatic dianhydride. A few methods of introducing siloxane units in functional groups of polyimide was reported. In our laboratory poly(amideimide siloxane) and poly(imide siloxane) were prepared and the study about their thermal kinetics was performed. In separation membrane area, polysiloxaneimides was utilized in pervaporation and gas separation. Polyimides in gas separation show high selectivity and very low permeability, and introduction of siloxane segments increase permeability with low decrease in selectivity. We aimed to introduce silicone segments into poly(amic acid) state and synthesize polymer partially imidized, and also show the gas separation characteristics of the synthesized polymer.

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양이온성 폴리카보네이트-폴리우레탄의 합성과 분리특성 (Synthesis and Permeability of Cationic Polycarbonate-Polyurethane)

  • 이상우;오부근;이영무;노시태;김계용
    • 공업화학
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    • 제1권1호
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    • pp.52-62
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    • 1990
  • 폴리카보네이트 폴리올, MDI 및 N-methyldiethanolamine(MDEA)로부터 폴리카보네이트형 우레탄 수지를 합성하고, MDEA의 4차 암모늄염화 반응에 의해서 양이온성 폴리카보네이트 우레탄 수지를 제조하였다. 우레탄 연쇄내 이온기의 함량이 증가함에 따라 인장강도 탄성율은 현저하게 증가되었으나 내가수분해성등은 저하되는 경향을 표시하였다. 에탄올/물 혼합용액 분리실험에서 양이온성 폴리카보네이트형 우레탄 막의 선택도는 20정도였으며, 이때의 분리기구는 carrier mediated transport mechanism을 따른 것으로 생각된다.

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PAA-PAN 복합막을 이용한 에탄올 수용액의 투과증발 분리 (Separation of Aqueous Ethanol Solution Using a PAA-PAN Composite Membrane Through Pervaporation)

  • 원장묵;하백현;최호상
    • 멤브레인
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    • 제6권3호
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    • pp.182-187
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    • 1996
  • 우수한 분획특성을 가지는 친수성 고분자인 poly(acrylonitrile) [PAN]을 막소재로 하여 상전환법(phase inversion method)으로 복합막의 지지층으로 사용될 지지막을 제조하였으며, 한외여과 실험을 통하여 지지막의 특성인 순수 투과도와 분획분자량을 측정하였다. 이 지지막 표면에 poly(acrylic acid) [PAA]를 dip-coating 시켜 열처리한 복합막을 제막하고 에탄올 수용액의 투과증발 분리특성을 고찰하였다. PAN 지지막의 UF 특성은 순수의 투과유속이 $0.17~31\textrm{mm}^3/m^{2} \cdot s \cdot Pa$, 분획분자량이 42,000~150,000의 막을 얻었다. 복합막의 투과유속과 분리계수는 지지막의 기공구조 변화에 상당한 영향을 받고 있음을 알 수 있으며, 지지층의 분획분자량의 증가에 따라 투과유속은 감소하였고 분리계수는 공급원액의 농도에 따라 약간의 변화를 보였다.

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투과증발 PAA-PVA막을 통한 초산-물 혼합물의 투과거동에 관한 연구 (A Characterization of Permeation Behavior of Acetic Acid-Water Mixtures Through Crosslinked PAA-PVA Membranes in Pervaporation Separation)

  • 김선우;염충균;임지원
    • 멤브레인
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    • 제6권4호
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    • pp.227-235
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    • 1996
  • PVA의 수산화기와 PAA의 카르복실산기 사이의 반응에 의해 가교구조를 갖는 PAA-PVA 막을 제조하였으며 팽윤실험을 통해 순수물, 순수초산 그리고 이들의 혼합물하에서의 가교막들의 팽윤거동을 각각 살펴보았다. 90wt% 초산 수용액하에서의 팽윤실험에서 막에 PAA함량이 높을때 물의 팽윤거동이 초산보다 더 촉진됨이 관찰되었는데 이는 팽윤과정에서의 각 구성 성분간의 짝짓기(coupling) 결과로 사료되며 또한 막의 팽윤비와 가교밀도는 경쟁적으로 투과물의 투과거동에 서로 상반되게 영향을 끼침이 관찰이 되었다. 온도에 따른 투과속도의 Arrhenius 관계에서 구한 투과활성화에너지를 통해 투과성분의 투과거동을 분석하였다.

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가교키토산 복합막을 통한 알콜수용액의 탈수 II. 변성 키토산 복합막을 통한 에탄올의 탈수 (Dehydration of Alcohol Solutions Through Crosslinked Chitosan Composite Membranes II. Dehydration of Ethanol Solution Through Modified Chitosan Composite Membranes)

  • 이영무;남상용;유제강;류경옥
    • 멤브레인
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    • 제6권4호
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    • pp.242-249
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    • 1996
  • 물/에탄올 수용액에 대한 투과증발특성을 개선하기 위하여 키토산을 이용하여 키토산/폴리비닐알콜 블렌드, 인산화 키토산 복합막을 제조하였다. 키토산과 폴리비닐알콜은 조성을 변화시키면서 블렌드를 얻을 수 있었으며, 글루탈알데히드를 이용하여 가교 방법과 조건을 변화시켜서 가교된 키토산/폴리비닐알콜 복합막을 제조하였다. 가교 농도와 가교 시간이 증가할수록 선택도는 증가하였으며 투과유량은 감소하였다. 글루탈알데히드를 가교제로서 키토산용액에 직접 첨가한 경우가 표면만을 가교한 경우보다 우수한 투과증발 성능을 나타내었다. 또한 인산화반응을 통하여 반응시간에 따라서 인산화도가 조절된 인산화 키토산을 얻었으며 이를 이용하여 인산화키토산 복합막을 제조하였다. 반응시간이 증가할수록 인함량이 증가하였으며 더불어 인산기의 도입에 따른 친수성의 증가로 선택도의 증가가 나타났다.

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PVA/PAA막을 이용한 물-이소프로필알코올 혼합물의 투과증발 분리 (Pervaporation Separation of Water-iso-Propyl Mixture Using PVA/PAA Membranes)

  • Rhim, Ji-Won;Kim, Sun-Woo;Lee, Kew-Ho
    • 멤브레인
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    • 제6권4호
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    • pp.284-288
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    • 1996
  • 본 연구는 가교된 PVA/PAA 막을 이용하여 5와 12wt%를 포함하는 물-이소프로필알코올 계에 대한 투과증발 실험을 60, 70 및 $80^{\circ}C$의 조업온도에서 수행하였다. PVA/PAA=75/25 막을 사용했을 경우 공급액의 조성이 물 12wt%에서 투과도 및 선택도가 온도 $80^{\circ}C$에서 $63g/m^{2}h$과 1520을 각각 나타내었으며, 물 5wt%에서는 같은 온도에서 투과도는 $56g/m^{2}h$을 그리고 선택도는 1563을 얻었다.

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폴리(아크릴로니트릴-비닐포스포닉산) 공중합체 막을 이용한 피리딘-물 혼합물의 투과증발분리 (Pervaporation of Pyridine-Water Mixture throuoh Poly(acrylonitrile-co-vinyl phosphonic acid) membrane)

  • 박춘호;남상용;김원;이영무
    • 한국막학회:학술대회논문집
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    • 한국막학회 1998년도 춘계 총회 및 학술발표회
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    • pp.89-92
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    • 1998
  • 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.

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혐기성 박테리아균인 Zymomonas mobilis을 이용한 알코올 발효와 투과증발법을 이용한 알코올의 분리 농축에 관한 연구

  • 조병주;최철호;이영무;이의상
    • 한국생물공학회:학술대회논문집
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    • 한국생물공학회 2000년도 추계학술발표대회 및 bio-venture fair
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    • pp.256-259
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    • 2000
  • 혐기성 박테리아균인 Zymomonas mobilis을 이용한 에탄올 발효에서 사용한 균주가 pH변화에 대하여 강한 내성을 지니고 있으므로 pH 변화에 대한 생산성의 변화는 나타나지 않았다. 다만 주입 기질의 농도가 증가함에 따라 생성되는 알코올의 농도도 증가함을 알 수 있으나 생산성을 고려하여 glucose의 농도가 10%일 때 가장 경제성이 있음을 알 수 있었다. 연속발효에서 glucose의 농도를 10%로 하고 CSL을 1.2%로 하여 실험한 결과 Maximum Productivity는 14.06g EtOH/L/hr을 나타냈으며 glucose의 전환율은 0.47g EtOH / g glucose을 나타냈다. 알코올의 분리 농축을 위한 투과증발 실험에서는 공급액의 유속이 482ml/min이고 공급액의 농도가 8%, 온도가 $70^{\circ}C$에서 투과물의 Flux는 $0.04kg/m^2/hr$ 이었으며 Selesctivity는 7.5로 나타났다. 5{\sim}8%$의 희석된 에탄올 수용액을 투과증발실험을 한 결과 7배 이상 농축되었다.

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