• 제목/요약/키워드: high ion exchange capacity

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고온/저가습 PEMFC 운전을 위한 Nafion$^{(R)}$/$ZrO_2-TiO_2$ 복합 전해질 막의 특성 연구 (A Characterization Study on Nafion$^{(R)}$/$ZrO_2-TiO_2$ Composite Membranes for PEMFC Operation at High Temperature and Low Humidity)

  • 박기태;전정환;최동웅;김성현
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제22권1호
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    • pp.60-68
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    • 2011
  • [ $ZrO_2-TiO_2$ ]binary oxides with various Zr:Ti molar ratios were prepared by sol-gel method and Nafion$^{(R)}$/$ZrO_2-TiO_2$ composite membranes were fabricated for proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs) at high temperature and low humidity. Water uptake, Ion exchange capacity (IEC), and proton conductivity of Nafion$^{(R)}$/$ZrO_2-TiO_2$ composite membranes were characterized and these composite membranes were tested in a single cell at $120^{\circ}C$ with various relative humidity (R.H.) conditions. The obtained results were compared with the unmodified membranes (Nafion$^{(R)}$ 112 and Recast Nafion$^{(R)}$). A Nafion$^{(R)}$/$ZrO_2-TiO_2$ composite membrane with 1:3 of Zr:Ti molar ratio showed the highest performance. The performance showed 500 mW/$cm^2$ (0.499V) at $120^{\circ}C$, 50% R. H., and 2 atm.

난백 및 이온교환수지의 전처리 조건이 난백 Lysozyme의 추출에 미치는 영향 (Effects of Egg White and Ion Exchange Resin Pretreatment on Separation of Egg White Lysozyme)

  • 유익종;이성기;김경환;민병용
    • 한국가금학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.157-167
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    • 1989
  • 난백으로부터 lysozyme을 효과적으로 추출하기 위하여 난백의 전처리와 이온교환수지의 선택 및 전처리 등 추출조건에 관한 연구를 실시한 결과는 다음과 같다. 난백의 점도저하를 위하여 2,000 rpm의 속도로 30분간 균질하고 45분간 초음파처리를 실시한 결과 난백의 겉보기 점도가 3 cp까지 떨어졌으나 pH의 변화에 따라서는 점도의 차이가 크지 않았다. lysozyme의 추출을 위한 이온교환수지의 선택을 위하여 Amberlite IRC-84 등 6종류의 수지에 대한 Lysozyme 흡착력을 검토한 결과 CM-Sepdex C-25>Duolte C-464>Amberlite C-50>Dowex MSC-1>Amberlite IRC-50>Amberlite IRC-84의 순으로 lysozyme 흡착력이 높았으나 난백에의 적용시 CM-Sephadex C-25의 경우에는 난백의 유출이 용이하지 않은 것으로 나타나 Duolite C-464가 가장 적합한 것으로 나타났다. 양이온교환수지인 Duolite C-464 의 양이온형태 결정을 위하여 $Na^{+}$, $NH_4$$^{+}$. $K^{+}$ form으로 만들어 lysozyme 흡착력을 검토한 결과 $Na^{+}$$NH_4$$^{+}$$K^{+}$의 순으로 나타나 $Na^{+}$ form으로 하는 것이 가장 효과적인 것으로 나타났다. Duolite C-464의 $Na^{+}$form을 이용하여 lysozyme을 추출할 경우 rinse buffer는 pH6.5의 0.1M sodium phosphate buffer, eluting solution은 10% ammoniun sulfate가 효율적이었다. Lysozyme을 추출한 전, 후 난백의 가공적성을 측정한 결과 기포력은 추출전의 난백액에 대하여 85.3%로서 다소 떨어졌으나 가열한 난백겔의 경우에는 추출전, 후 색택의 변화가 크지 않았으며 조직감의 경우에도 hardness가 다소 떨어졌으나 elasticity는 오히려 13%가량 증가되었다.

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직접메탄올 연료전지용 Poly(ether sulfone)/Sulfonated Poly(ether ether ketone) 블렌드 막의 특성 연구 (Characterization of Polymer Blends of Poly(ether sulfone)/Sulfonated Poly(ether ether ketone) for DMFC)

  • 천훈상;이충곤;홍성욱
    • 공업화학
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    • 제16권1호
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    • pp.144-149
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    • 2005
  • Poly(ether ether ketone)을 설폰화시킨 후 poly(ether sulfone) (PES)과 다양한 조성으로 혼합하여 블렌드 막을 제조하였고, 직접메탄올 연료전지(DMFC; Direct Methanol Fuel Cell)용 고분자 전해질 막으로의 응용 가능성을 살펴보기 위하여 조성의 변화에 따른 메탄올 투과도, 수소 이온 전도도, 이온 교환 용량, 그리고 함수율의 변화를 살펴보았다. Sulfonated poly(ether ether ketone) (SPEEK)의 경우 수소 이온 전도도는 비교적 우수하였으나 메탄올 투과도 역시 비교적 높았다. 그러나, PES의 양이 증가함에 따라 수소 이온 전도도보다 메탄올 투과도가 급격히 감소하여서 PES의 양이 40%일 때 가장 좋은 선택성을 나타내었다.

Study of the Adsorbent-Adsorbate Interactions from Cd(II) and Pb(II) Adsorption on Activated Carbon and Activated Carbon Fiber

  • Kim, Dae Ho;Kim, Doo Won;Kim, Bo-Hye;Yang, Kap Seung;Lim, Yong-Kyun;Park, Eun Nam
    • 대한화학회지
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    • 제57권1호
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    • pp.104-108
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    • 2013
  • The adsorption characteristics of Cd(II) and Pb(II) in aqueous solution using granular activated carbon (GAC), activated carbon fiber (ACF), modified ACF (NaACF), and a mixture of GAC and NaACF (GAC/NaACF) have been studied. The surface properties, such as morphology, surface functional groups, and composition of various adsorbents were determined using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and scanning electron microscopy (SEM) measurements. The specific surface area, total pore volume, and pore size distribution were investigated using nitrogen adsorption, Brunauer-Emmett-Teller (BET), and Barrett-Joyner-Halenda (BJH) methods. In this study, NaACF showed a high adsorption capacity and rate for heavy metal ions due to the improvement of its ion-exchange capabilities by additional oxygen functional groups. Moreover, the GAC and NaACF mixture was used as an adsorbent to determine the adsorbent-adsorbate interaction in the presence of two competitive adsorbents.

Organic-inorganic Nano Composite Membranes of Sulfonated Poly(Ether Sulfone-ketone) Copolymer and $SiO_2$ for Fuel Cell Application

  • Lee, Dong-Hoon;Park, Hye-Suk;Seo, Dong-Wan;Kim, Whan-Gi
    • 한국분말야금학회:학술대회논문집
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    • 한국분말야금학회 2006년도 Extended Abstracts of 2006 POWDER METALLURGY World Congress Part 1
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    • pp.487-488
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    • 2006
  • Novel bisphenol-based wholly aromatic poly(ether sulfone-ketone) copolymer containing pendant sulfonate groups were prepared by direct aromatic nucleophilic substitution polycondensation of 4,4-difluorobenzophenone, 2,2'-disodiumsulfonyl-4,4'-fluorophenylsulfone (40mole% of bisphenol A) and bisphenol A. Polymerization proceeded quantitatively to high molecular weight in N-methyl-2-pyrrolidinone at $180^{\circ}C$. Organic-inorganic composite membranes were obtained by mixing organic polymers with hydrophilic $SiO_2$ (ca. 20nm) obtained by sol-gel process. The polymer and a series of composite membranes were studied by FT-IR, $^1HNMR$, differential scanning calorimetry (DSC) and thermal stability. The proton conductivity as a function of temperature decreased as $SiO_2$ content increased, but methanol permeability decreased. The nano composite membranes were found to posse all requisite properties; Ion exchange capacity (1.2meq./g), glass transition temperatures $(164-183\;^{\circ}C)$, and low affinity towards methanol $(4.63-1.08{\times}10^{-7}\;cm^2/S)$.

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Semi-interpenetrated Polymer Network of Sulfonated Poly(Styrene-Divinylbenzene-Acrylonitrile) based on PVC Film for Polymer Electrolyte Membranes

  • Yun, Sung-Hyun;Woo, Jung-Je;Seo, Seok-Jun;Park, Jung-Woo;Oh, Se-Hun;Moon, Seung-Hyeon
    • Korean Membrane Journal
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    • 제11권1호
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    • pp.8-14
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    • 2009
  • The sulfonated poly(styrene-divinylbenzene-acrylonitrile) (ST-DVB-AN) composite polymer electrolyte membrane based on the original PVC film was successfully synthesized to improve oxidative stability using semi-interpenetrated polymer network (semi-IPN). Weight gain ratio after copolymerization was enhanced by the DVB and AN contents, and the sulfonated membranes were characterized in terms of proton conductivity (k), ion exchange capacity (IEC), and water uptake ($W_U$). The effect of DVB content and AN addition were thoroughly investigated by comparing the resulted properties including oxidative stability. The obtained ST-DVB-AN composited semi-IPN membranes showed relatively high proton conductivity and IEC compared with Nafion117, and greatly improved oxidative stability of the synthesized membrane was obtained. This study demonstrated that a semi-interpenetrated sulfonated ST-DVB-AN composited membrane reinforced by PVC polymer network is a promising candidate as an inexpensive polymer electrolyte membrane for fuel cell applications.

혈중(血中) Thyroxine-결합(結合)-globulin(TBG)의 $T_4$ 결합능(結合能) 측정(測定)에 관한 고찰(考察) (Estimation of the $T_4$ Binding Capacity of Serum Thyroxine Binding Globulin)

  • 이경자;고창순;이문호
    • 대한핵의학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.1-12
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    • 1973
  • The most commonly used methods for determining thyroxine binding globulin(TBG) concentration as the total thyroxine-binding capacity utilize electrophoretic seperation of serum. Although technically simple, the electrophoretic method is time consuming and is limited in the number of samples which can be run in a single assay. The author presented a single $T_4$ load ion exchange resin method as an approach to simplify the technique as with clinical practicability and results were analyzed. For construction of the standard curves, serum mixtures were diluted with barbital buffer.which effectively blocked $T_4$-binding to TBPA. For each serum dilution, a constant amount of $T_4-^{125}I$ and increments of unlabelled $T_4$ were added. After incubation in water bath, resin beads were dispensed to the samples which binded all $T_4$ not bound to TBG. The radioactivity in the supernatant was counted in the gamma scintillation counter. Each standard curve was plotted from the percent counts in the supernatant and total $T_4$ in each tube. Unknown samples were diluted to 1:40 and ran at a single $T_4$ loading concentration, and the TBG capacity of the samples was able to be read on the standard isobars. The following results were obtained. 1) Mean and standard deviation for TBG capacity in normal population was $28.6{\pm}5.09{\mu}g\;T_4/100ml$. 2) $24.9{\pm}3.87{\mu}g\;T_4/100ml$ in hyperthyroidism showed low TBG capacity comparing to normal population.(p<0.025) 3) $31.0{\pm}2.40{\mu}g\;T_4/100ml$ in hypothyroidism showed high TBG capacity tendency comparing to normal population. 4) Reversed correlationship existed between TBG capacity and $T_3$ resin uptake(r=-0.624), TBG capacity and serum $T_4$ value (r=-0.859), and TBG capacity and free thyroxine index(r=-0.623). The author assumes that this method of assay is considerably simpler in instrumentation and technique than any other assays traditionally being used, and seems to be more practical for routine clinical laboratory use.

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양이온 교환 및 염 함침을 통한 메조다공성 실리카와 유기-금속 구조체의 수분 흡착 특성 조절 (Control of Water-Adsorption Properties of Mesoporous Silica and MOF by Ion Exchange and Salt Impregnation)

  • 이은경;조강희;김상겸;임종성;김종남
    • 청정기술
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    • 제24권1호
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    • pp.55-62
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    • 2018
  • $90^{\circ}C$ 이하의 저온열원 구동 수분 흡착식 냉방 시스템에 사용되는 흡착제는 효과적인 냉열 생산을 위해서 상대습도($P/P_0$) 0.1 ~ 0.3에서 높은 수분 흡-탈착량 차를 보이는 것이 좋다. 메조다공성 실리카(MCM-41)와 다공성 유기-금속 구조체(MIL-101) 의 경우 최대 수분 흡착량은 많지만 상대습도($P/P_0$) 0.1 ~ 0.3 구간에서 각각 $0.027{g_{water}\;g_{ads}}^{-1}$, $0.074{g_{water}\;g_{ads}}^{-1}$의 낮은 수분 흡-탈착량 차를 갖는다. 이 연구에서는 메조다공성 실리카와 다공성 유기-금속 구조체의 표면 성질을 조절하여 상대습도($P/P_0$) 0.1 ~ 0.3에서 수분 흡-탈착량 차를 증가시켰다. 주로 수분 흡착이 상대습도($P/P_0$) 0.5 ~ 0.7에서 일어나는 메조 다공성 실리카의 경우 알루미늄을 관능화 시킨 후에 염기도가 다른 여러 양이온($Na^+$, ${NH_4}^+$, $(C_2H_5)_4N^+$)들로 교환하거나 염($CaCl_2$)을 20 wt% 함침하여 각각의 흡착제들에 대해 $35^{\circ}C$에서 수분 흡착 등온선을 측정하였다. 양이온 교환 후 수분 흡착이 주로 일어나는 구간이 상대습도($P/P_0$) 0.5 부근으로 이동하였으나 여전히 상대습도($P/P_0$) 0.1 ~ 0.3에서 낮은 수분 흡-탈착량 차를 보였다. 하지만 흡습성을 갖는 염($CaCl_2$)을 20 wt% 함침한 메조다공성 실리카는 상대습도($P/P_0$) 0.1 ~ 0.3에서 수분 흡-탈착량 차가 $0.027{g_{water}\;g_{ads}}^{-1}$에서 $0.152{g_{water}\;g_{ads}}^{-1}$으로 증가하였다. 수분 흡착이 상대습도($P/P_0$) 0.3 ~ 0.5에서 주로 일어나는 다공성 유기-금속 구조체에도 염($CaCl_2$)을 20 wt% 함침하였더니 상대습도($P/P_0$) 0.1 ~ 0.3에서 수분 흡-탈착량 차가 $0.330{g_{water}\;g_{ads}}^{-1}$까지 증가하였다.

Physicochemical Properties and Intestinal Bacterial Growth-Promoting Effect of Cell-Wall Polysaccharides from Cucumber Peel

  • Jun, Hyun-Il;Song, Geun-Seoup;Lee, Young-Tack;Kim, Young-Soo
    • Food Science and Biotechnology
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    • 제14권3호
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    • pp.375-379
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    • 2005
  • Physicochemical properties, intestinal microbial growth, and inhibitory effects of alcohol-insoluble polysaccharide (AIP) extracted from cucumber peel were investigated. AIP was composed of 14.54% crude protein, 1.04% crude lipid, 13.74 % crude ash, 9.1% soluble dietary fiber, and 41.2% insoluble dietary fiber. AIP showed low bulk density (0.18 g/mL) and water-holding capacity (6.39 g/g), and high oil-holding capacity (3.96 g/g). Pectic substance fractions [water-soluble pectic substance (WSP), ethylenediaminetetraacetic acid-soluble pectic substance (ESP), and alkali-soluble pectic substances (ASP)] and hemicellulose fractions [1 M KOH-soluble hemicellulose (KHP1) and 4 M KOH-soluble hemicellulose (KHP4)] were obtained from sequential chemical fractionation of AIP. WSP showed higher total sugar contents than total uronic acid contents, whereas opposite results were observed in ESP and ASP. Molecular weight distributions of three pectic substance fractions were in order of ASP>ESP>WSP. Ion exchange chromatogram pattern of WSP was different from those of ESP and ASP. Major component of WSP was fraction eluted by 0.05 M ammonium acetate buffer, whereas that of ESP and ASP was fraction eluted by 0.2 M NaOH. WSP and ASP showed growth-promoting activities against Lactobacillus brevis, Bifidobacterium bifidum, and B. longum, whereas B. bifidum and B. longum for ESP. KHP1 and KHP4 fractions had significant growth-promoting activities against B. bifidum.

세슘(Cs)으로 이온 교환된 버네사이트의 고온에서의 Cs 고정 능력 (High-Temperature Cesium (Cs) Retention Ability of Cs-Exchanged Birnessite)

  • 김영규
    • 광물과 암석
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    • 제36권4호
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    • pp.313-321
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    • 2023
  • 자연환경에 유출된 방사성 세슘(Cs)을 흡착 격리시키기 위한 다양한 연구들이 진행되어왔고 이 중에서 광물의 흡착 및 고온 처리는 제올라이트의 예에서 보여지는 것과 같이 매우 유효한 방법일 수 있다. 본 연구에서는 버네사이트를 Cs으로 이온 교환 시킨 후 고온 처리하여 광물상의 변화와 함께 Cs의 용출 특성을 알아보았다. 버네사이트는 MnO6 팔면체가 모서리를 공유하는 층상구조를 가지고 있는 광물로서 양이온 흡착능력이 뛰어난 광물이다. Cs을 이온 교환시킨 버네사이트를 1100℃까지 고온 처리한 결과, 온도가 증가함에 따라 크립토멜레인, 빅스바이트, 버네사이트, 하우스마나이트로 광물상의 변화가 관찰되었다. 이는 터널구조의 망간산화물 광물인 토도로카이트를 Cs으로 이온 교환시킨 후 열처리하였을 때 버네사이트와 하우스마나이트로만 상변화를 거치는 것과 다른 결과를 보여준다. Cs으로 이온 교환된 버네사이트는 증류수와 1 M NaCl 용액과 반응 시간을 달리하여 용출량을 측정하였으며 이러한 용출량은 각 온도구간에서의 광물상 변화, 반응시간, 반응 용액의 종류에 따라 상이한 용출량을 보였다. 증류수와 반응한 시료에 비하여 1 M NaCl과 반응한 시료에서 이온교환 반응에 의하여 용출량이 더 많았고 반응시간이 길어질수록 용출량은 증가하였다. 증류수와 반응한 경우는 Cs의 용출량이 증가하다 감소하고 NaCl 용액에서 반응시킨 시료의 경우 용출량의 감소 후 다시 증가하고 최종적으로는 1100℃에서는 증류수와 같이 거의 용출되지 않았다. 이러한 용출량의 변화는 각 온도에서 형성된 광물상과 밀접한 관련이 있다. 크립토멜레인과 버네사이트로의 상변화는 Cs의 용출량을 증가시키지만, 빅스바이트와 하우스마나이트는 Cs의 용출을 억제하며 가장 높은 온도에서 나타나는 가장 안정된 하우스마나이트는 Cs의 용출을 가장 크게 억제할 수 있는 것으로 보인다. 이러한 결과는 Cs을 이온 교환시킨 버네사이트의 고온처리를 통하여 Cs의 고정 및 격리가 효적으로 이루어질 수 있음을 보여준다.