• 제목/요약/키워드: cation-exchange membrane

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공기환원전극 미생물연료전지에서 분리막 종류 및 환원전극 특성에 따른 전기발생 및 미생물 군집구조 변화 (Electricity Generation and Microbial Community Structure Variation Depending on Separator Types and Cathode Characteristics in Air-cathode MFC)

  • 유재철;이창열;김선아;조해인;조순자;이태호
    • 대한환경공학회지
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    • 제32권2호
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    • pp.113-120
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    • 2010
  • 분리막의 종류 및 환원전극의 특성에 따른 전기발생량 및 미생물 군집을 비교하기 위하여, 분리막 및 환원전극의 특성이 다른 4개의 단위전지로 구성되어 있는 공기환원전극 미생물연료전지(4 air-cathode microbial fuel cell)를 회분식 운전하였다: A) PEM(Proton Exchange Membrane)-30% Wet proofing Carbon Cloth(WC), B) AEM(Anion Exchange Membrane-WC, C) CEM(Cation Exchange Membrane)-WC, D) PEM-No Wet proofing Carbon Cloth(NC). 분리막의 종류에 상관없이 최대전력밀도는 PEM-WC(510.9 $mW/m^2$), PEM-WC(522.1 $mW/m^2$), PEM-WC(504.8 $mW/m^2$)로 유사하였으나, 환원전극이 달랐던 PEM-NC는 218.3 $mW/m^2$으로 낮게 나왔다. 내부저항은 분리막의 종류에 상관없이 20.8-28.2 ${\Omega}$으로 유사하게 나타났다. PCR-DGGE, PCA, 종다양성 분석 결과, 부유미생물 군집은 시간이 경과함에 따라 다르게 나타났으며 기존 MFC 연구에서 보고되었던 uncultured bacteria가 관찰되었다. 한편, 부착미생물 군집은 분리막의 종류에 따라 큰 변화를 나타내지 않았지만, 환원전극의 특성에 따라 군집의 변화가 관찰되었다. 따라서, 기존의 이온교환막을 분리막으로 사용하는 공기환원전극 MFC에서는 환원전극의 선택도 중요한 것으로 나타났다.

Sulfonated Poly(ether ether ketone) 및 Poly(vinyl amine)/poly(vinyl alcohol) 혼합막이 장착된 막결합형 축전식 탈염공정의 성능 연구 (Performance Study of Membrane Capacitive Deionization Installed with Sulfonated Poly(ether ether ketone) and Poly(vinyl amine)/poly(vinyl alcohol) Membranes)

  • 김가영;임지원
    • 멤브레인
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    • 제26권1호
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    • pp.62-69
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    • 2016
  • 본 연구에서는 양이온 교환막으로 Sulfonated poly(ether ether ketone) (SPEEK)를 사용하였고, 음이온 교환막은 poly(vinyl alcohol) (PVA)과 poly(vinyl amine) (PVAm)을 혼합하여 가교시킨 막을 이용하였으며, 이에 대한 막결합형 축전식 탈염 공정(Membrane capacitive deionization, MCDI)의 성능실험을 진행하였다. 음이온 교환막의 함수율, 이온교환용량, FT-IR 측정을 통하여 막의 특성을 알아보았다. 음이온 교환막의 가교 시간이 3 h에서 5 h으로 증가할수록 염 제거 효율은 81.3%에서 65.7, 53.8%로 감소하였다. PVAm의 농도를 40, 60, 80%로 달리하여 실험한 결과 염 제거 효율은 81.3, 75.2, 37.7%로 PVAm이 80% 함량일 때 가장 효율이 떨어졌다. 이는 음이온 교환막의 가교 시간과 PVAm의 농도가 염제거 성능에 영향을 미치는 것으로 사료된다.

세포내 총체적인 인산화 펩타이드 및 인산화 위치 규명을 위해 질량분석기 전 단계의 C4 및 양이온 교환수지 칼럼 이용 방법의 비교 (A Comparison between C4 and Cation-exchange Columns as a Pre-separation Method for Mass Spectrometric Analysis to Characterize a Global Identification of Phosphopeptides and Phosphorylation Sites)

  • 김혜정;백문창
    • 약학회지
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    • 제59권3호
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    • pp.113-119
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    • 2015
  • Protein phosphorylation is one of most important post-translational modifications (PTMs) and plays an important role in regulation of protein function. Here we develop a method for a global identification of phosphopeptides and phosphorylation sites using nano-LC MS/MS. We compared two separation methods, C4 and strong cation ion exchange (SCX). Before phosphopeptides enrichment with $TiO_2$, total proteins from Rat 1 cells have been separated using C4 column or tryptic peptides of proteins from the cells have been separated using SCX column. Finally, we have detected 52 phosphorylation sites on 41 proteins from SCX method and 375 phosphorylation sites on 252 proteins from C4 method, and determined the function and localization of identified phosphoproteins using DAVID software. In particular, we showed new phosphorylation sites from membrane proteins related to various cell signaling mechanisms. This method may contribute to study global signal networks induced by various signals including ligands and drugs.

폐수중 암모늄 이온 회수를 위한 불균질 양이온교환막의 제조 및 특성 (Preparation and Properties of Heterogeneous Cation Exchange Membrane for Recovery of Ammonium Ion from Waste Water)

  • 정부영;송상헌;백기완;조인희;황택성
    • 폴리머
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    • 제30권6호
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    • pp.486-491
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    • 2006
  • 본 연구에서는 폐수중에 함유된 암모늄 이온을 전기투석 방법으로 회수하기 위하여 불균질 이온교환막을 압축성형 방법으로 제조하였다. 설폰화 양이온교환수지의 설폰화도는 설폰화제인 chlorosulfonic acid의 함량이 증가함에 따라 증가하였고, 최대 설폰화율은 10 vol%일때 3.32 meq/g이었다. 불균질 이온교환막의 인장강도와 신장률은 이온교환수지의 함량이 증가함에 따라 각각 감소하였으며 인장강도는 LLDPE 막이 가장 높게 나타났으며, 신장률의 경우 EVA 막이 가장 높게 나타났다. 불균질 이온교환막의 함수율은 이온교환수지의 함량이 증가함에 따라 증가하였으며 이온수송수는 PE 막의 경우 최대 0.973이었고, 전기저항값은 LLDPE막이 가장 낮게 나타났으며 수지의 함량 70 wt%일때 $10.36{\Omega}/cm^2$이었다.

이미다졸륨 고분자 코팅을 통한 음이온교환막의 물분해 특성 제어 (Controlling Water Splitting Characteristics of Anion-Exchange Membranes by Coating Imidazolium Polymer)

  • 김도형;박진수;강문성
    • 멤브레인
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    • 제25권2호
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    • pp.152-161
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    • 2015
  • 본 연구에서는 이온교환막을 이용한 전기화학적 수처리 공정의 효율을 향상시키기 위해 낮은 전기적 저항, 높은 이온선택 투과성, 및 농도분극 조건에서 낮은 물분해 플럭스 특성을 갖는 새로운 세공충진 음이온 교환막을 개발하였다. 다공성 폴리올레핀 기재에 이온교환능이 우수한 4급 암모늄기를 포함한 공중합 고분자를 충진하여 상용막 이상의 성능을 갖는 기저 멤브레인을 제조하였다. 또한 기저 막 표면에 이미다졸륨 고분자를 코팅하여 전기화학적 성능을 유지하며 동시에 물분해 플럭스를 효과적으로 제어할 수 있음을 확인하였다. 제조된 세공충진 음이온 교환막은 상용막 대비 약 1/6~1/8 수준의 매우 낮은 전기적 저항을 나타내었으며 동시에 농도분극 조건에서 양이온 교환막 수준의 낮은 물분해 플럭스를 나타내었다.

역전기투석 응용을 위한 이오노머가 코팅된 세공충진 이온교환막의 제조 및 특성분석 (Preparation and Characterizations of Ionomer-coated Pore-filled Ion-exchange Membranes for Reverse Electrodialysis)

  • 김도형;강문성
    • 멤브레인
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    • 제26권1호
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    • pp.43-54
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    • 2016
  • 본 연구에서는 역전기투석 응용을 위해 엔지니어링 고분자 기반의 이오노머와 다공성 폴리에틸렌 지지체를 사용한 세공충진 이온교환막을 제조하고 이를 결합한 이오노머-세공충진 복합막을 제조하였다. 이온전도도가 높은 이오노머와 우수한 기계적 강도를 가진 세공충진막을 결합함으로써 상용 이온교환막(AMX/CMX, Astom Corp., Japan) 대비 동등 수준의 전기화학적 특성 및 응용에 적합한 물리적 안정성을 확보할 수 있었다. 제조된 이오노머-세공충진 복합막을 이용하여 역전기투석 성능을 평가한 결과 상용막 대비 음이온 교환막의 경우 86.4%, 양이온 교환막은 104.8% 수준의 우수한 발전성능을 나타내었다.

Post-sulfonation에 의한 SBS 이온교환막의 제조 및 특성 (Preparation and Property of SBS Ion-exchange Membrane Via Post-sulfonation)

  • 최용재;황의환;황택성
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제48권6호
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    • pp.731-736
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    • 2010
  • 본 연구에서는 post sulfonation 반응을 통하여 SBS 양이온교환막을 제조하였다. 술폰화 양이온교환막의 술폰화도, 함수율, 이온교환용량, 전기저항 및 전기전도도등 막의 전기적 특성을 술폰화 시간을 변수로 하여 확인하였다. 술폰화 SBS 막의 술폰화도는 반응시간 및 황산의 농도가 증가함에 따라 증가하였으며 최대 술폰화도는 24.0%이었다. 또한 막의 함수율과 이온교환용량은 술폰화도가 증가함에 따라 증가하였으며 각각 41.2%, 0.80 meq/g로 가장 높았으며, 전기저항과 전기전도도는 각각 $23.6{\Omega}{\cdot}cm^2$, $4.24{\times}10^{-4}S/cm$이었다.