• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 2003년도 The 4th Korea-Italy Workshop
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• pp.29-32
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• 2003

Polymer electrolyte membranes are developed for the applications to facilitated transport membranes, fuel cells and solar cells. The polymer electrolyte membranes containing silver salt show the remarkably high separation performance for olefin/paraffin mixture in the solid state; the propylene permeance is 45 GPU and the ideal selectivity of propylene/propane is 15,000. For fuel cell membranes, the effects of the presence and size of the proton transport channels on the proton conductivity and methanol permeability were investigated. The cell performance for dye-sensitized solar cells employing polymer electrolytes are measured under light illumination. The overall energy conversion efficiency reaches 5.44 % at 10 ㎽/$\textrm{cm}^2$, to our knowledge the highest value ever reported in the polymer electrolytes.

• 멤브레인
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• 제27권3호
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• pp.205-215
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• 2017

고분자 분리막은 가격이 저렴하고, 쉽게 제조가 가능하며, 투과도와 선택도가 우수하여 수처리 분야뿐만 아니라 기체분리에서도 중요한 역할을 한다. 하지만, 고분자 분리막은 일반적으로 투과도와 선택도의 역상관 관계를 나타내는 단점이 있다; 즉, 투과도가 높으면 선택도가 낮고, 선택도가 높으면 투과도가 높다. 이러한 단점을 극복하기 위한 방안 중의 하나가 촉진수송이다. 지난 수십 년간 촉진수송 이론은 촉진수송 분리막 제조에 있어 매우 중요하고 다양한 모델을 제시하는 데에 핵심적인 역할을 하였다. 한편, 촉진수송에서 주된 역할을 하는 운반체의 특성, 매질의 유동성 및 고분자 복합체의 물리화학적 성질 등을 이해하는 것은 중요하다. 운반체의 유동성에 따라 촉진수송 분리막의 종류를 3가지로 나눌 수 있다; 즉, 이동상 운반체 분리막, 준이동상 운반체 분리막, 고정상 운반체 분리막. 또한 촉진 운반체가 특정물질과 상호작용하는 데에는 4가지 종류의 가역반응으로 나눌 수 있다; 즉, 수소원자 전달 반응, 친핵성 첨가반응, 파이-착체 반응, 그리고 전기화학 반응. 이러한 촉진수송 분리막은 이산화탄소, 산소, 올레핀(프로필렌, 에틸렌)의 투과도를 선택적으로 향상시키는 역할을 한다. 이와 같이 본 총설에서는 다양한 촉진수송 분리막에 관련된 주요 연구내용과 이러한 연구를 수행하는 대표적인 전략들을 소개하고자 한다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 2008년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.202-205
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• 2008

• 멤브레인
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• 제16권4호
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• pp.294-302
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• 2006

은 고분자 전해질은 올레핀/파리핀 혼합물 분리에 매우 효과적인 분리막 재료이다. 이는 고분자 매질속에 녹아 있는 은이온이 올레핀과 선택적, 가역적 반응을 통해 올레핀만을 분리막속으로 통과시키기 때문이다. 그러나 이러한 은 고분자 전해질 분리막은 실제 공정에 응용되기에는 다소 약한 장시간 운전 성능 안정성을 보인다. 즉 분리 성능이 시간이 지남에 따라 점차 감소되는데 이는 은이온이 은 나노입자로 환원되기 때문이다. 따라서 본 연구에서는 poly(vinyl pyrrolidone) (PVP)와 $AgBF_4$로 이루어진 고분자 전해질막의 안정성을 향상시키고자 비이온 계면활성제인 $C_{18}H_{35}(OCH_2CH_2)_{20}OH$ (Brij98)를 첨가제로 사용하였다. 분리막속에서 은이온의 은 나노입자로의 환원현상을 원자전자 현미경과 자외선 분광학을 이용하여 분석하였다. 그 결과 Brij98이 첨가된 분리막의 경우 은 나노입자의 성장이 늦춰졌으며, 프로판/프로핀렌 선택도가 장시간 유지됨을 알 수 있었다.

• Korean Membrane Journal
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• 제8권1호
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• pp.43-49
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• 2006

Complex membranes consisting of silver salt ($AgBF_4,\;AgCF_3SO_3,\;AgSbF_6,\;AgNO_3$) and poly(vinyl alcohol) (PVA) or crosslinked PVA (CPVA) were prepared and tested for the separation of propylene/propane mixtures. For the tested membranes, the complex membranes containing $AgBF_4$ exhibited the highest separation properties, i.e., approximately 20 GPU ($1 GPU=10^{-6}cm^3 (STP)/(cm^2 sec cmHg)$) and 100 of selectivity at 0.2 of silver mole fraction. The CPVA membranes containing silver salt always showed higher selectivity than PVA membranes, presenting silver ions coordinated to -CHO are more effective than those to -OH groups. The threshold silver concentration of CPVA membranes was lower than that of PVA membranes, which might be due to stronger interaction of silver ions with -CHO than that with -OH. The composition at which the selectivity is the highest did not significantly depend on the crosslinking, but did on the kind of silver salt.

• Macromolecular Research
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• 제16권8호
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• pp.676-681
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• 2008

The $\pi$-complex membranes of poly(styrene-b-(ethylene-co-butylene)-b-styrene) (SEBS) of two silver salts of $AgBF_4$ and $AgCF_3SO_3$ were prepared and tested for the separation of the propylene/propane mixtures. The Fourier-transform infrared (FT-IR) spectra of these complexes showed that the silver salts were dissolved in SEBS up to a silver mole fraction of 0.14, due to $\pi$-complexation between the aromatic C=C bonds of styrene blocks and silver ions. Above this solubility limit, ion pairs and high-order ionic aggregates began to form, so that silver salts were distributed unselectively in both the EB and PS blocks. The domain size of the PS blocks was enlarged up to this critical concentration with increasing silver concentration without structural transitions, as confirmed by small angle x-ray scattering (SAXS). These structural properties of the SEBS/silver salt complexes may explain the lower separation properties for propylene/propane mixtures compared to poly(styrene-b-butadiene-b-styrene)(SBS)/silver salt complex membranes.

• 멤브레인
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• 제28권4호
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• pp.260-264
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• 2018

올레핀/파라핀 분리를 위해 poly(ethylene oxide)(PEO)/Ag nanoparticles (AgNPs)(전구체: $AgBF_4$)/p-benzoquinone (p-BQ) 복합막이 제조되었으며, 이 복합체 분리막의 성능은 100시간까지 선택도 10과 투과도 15 GPU로 유지되는 것이 관찰되었다. 분리막의 성능이 100시간까지 유지할 수 있었던 이유는 p-BQ의 첨가로 인해 Ag ion이 안정적으로 Ag nanoparticles로 형성될 수 있었을 뿐더러 전자수용체인 p-BQ으로 인해 표면이 부분 양극성화 되어 올레핀 운반체로서 역할을 성공적으로 수행한 결과라 생각되었다. 본 연구에서는 Ag nanoparticles의 전구체로 사용된 $AgBF_4$의 가격이 고가이기 때문에 가격 측면에서 유리한 $AgNO_3$ Ag nanoparticles의 전구체로 사용하여 실험을 진행하였다. 그 결과로서 $AgNO_3$의 경우에는 앞선 $AgBF_4$과는 다르게 안정적으로 은 나노입자가 형성되지 못하고 이로 인하여 좋은 성능을 내지 못하는 것으로 분석되었다.

• 멤브레인
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• 제29권5호
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• pp.246-251
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• 2019

올레핀/파라핀 분리를 위해 silver nanoparticle을 운반체로 이용하는 촉진수송막이 최근 많은 관심을 받고 있다. 기존 연구에서는 silver nanoparticle의 전구체로서 $AgBF_4$가 사용되어 왔다. 하지만 상대적으로 고가에 속하는 $AgBF_4$는 상업화에 적합하지 않기 때문에 비교적 저렴한 $AgClO_4$를 전구체로 이용해 제조된 silver nanopaticle를 활용해서 PEBAX-5513/AgNPs(전구체: $AgClO_4$)/7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane (TCNQ) 복합막이 제조되었다. 그러나 여러 조성의 복합막이 제조되었으나 올레핀 분리성능은 관찰되지 않았다. FT-IR 분석 결과는 PEBAX-5513 고분자 내에서 silver nanoparticle이 형성되고 TCNQ에 의해 표면이 양극성화 되는 것을 확인하였지만 형성된 silver nanoparticle이 안정화 되지 못한 것으로 분석되었다. 이러한 결과들을 통해 은염 전구체의 음이온이 올레핀/파라핀 분리막에서 중요한 역할을 하는 것으로 판단되었다.

• Macromolecular Research
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• 제14권2호
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• pp.199-204
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• 2006

Remarkably high and stable separation performance for olefin/paraffin mixtures was previously reported by facilitated olefin transport through ${\pi}$-complex membranes consisting of silver ions dissolved in poly(hexamethylenevinylene) (PHMV). In this study, the ${\pi}$-complex formation of $AgBF_4,\;AgClO_4\;and\;AgCF_{3}SO_3$ with PHMV and their ionic interactions were investigated. FT-Raman spectroscopy showed that the C=C stretching bands of PHMV shifted to a lower frequency upon incorporation of silver salt, but the degree of peak shift depended on the counter-anions of salt due to different complexation strengths. The symmetric stretching modes of anions indicated the presence of only free ions up to [C=C]:[Ag]=1:1, demonstrating the unusually high solubility of silver salt in PHMV. Above the solubility limit, the ion pairs and higher-order ionic aggregates started to form. The coordination number of silver ion for C=C of PHMV was in the order $AgBF_4$ > $AgClO_4$ > $AgCF_{3}SO_3$, but became similar at [C=C]:[Ag]=1:1. The different coordination number was interpreted in terms of the different transient crosslinks of silver cations in the complex, which may be related to both the interaction strength of the polymer/silver ion and the bulkiness of the counteranion.

• 한국고분자학회:학술대회논문집
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• 한국고분자학회 2006년도 IUPAC International Symposium on Advanced Polymers for Emerging Technologies
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• pp.307-307
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• 2006

The reduction behavior of silver ions to silver nanoparticles is an important research topic in polymer/silver salt complex membranes for facilitated olefin transport, because it has a significant effect on the long-term stability of membrane performance. In this study, the effects of solvent on the formation of silver nanoparticles and long-term membrane performance in polymer/silver salt complex membrane were investigated. This effect was assessed for the complexes of poly(N-vinyl pyrrolidone) $(PVP)/AgBF_{4}$ with the use of ionic liquid (IL), acetonitrile (ACN) and water as a solvent. Membrane performance test shows that long-term stability is strongly dependent on the kind of solvent and arranged: IL > ACN >> water.