• 멤브레인
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• 제13권3호
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• pp.154-161
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• 2003

본 연구에서는 소수성 PTFE (Polytetrafluoroethylene) 분리막의 산소동위원소 분리특성을 확인하기 위해 물의 온도에 따른 수증기의 막 투과특성을 Air Cap Membrane Distillation (AGMD)과 Vacuum Enhanced Membrane Distillation (VEMD) 방법을 이용하여 각각 측정하였다. 투과된 수증기는 트랩에서 수거하여 투과플럭스 (permeation flux)를 측정하였고$ H_2^{16}O$와 $H_2^{18}O$의 성분비는 다이오드 레이저 흡수분광법을 이용하여 측정하였다. 분리막을 투과한 수증기에서 무거운 산소동위원소의 성분비가 감소함을 확인하였고 분리계수는 실험 조건에 따라 1.004~1.01로 측정되었다. 또한 분리막의 기공에 있는 공기가 산소동위원소의 분리에 미치는 영향을 확인하였고 기공내 공기가 없을 때 동위원소 분리계수가 증가함을 관찰하였다.

• Korean Journal of Chemical Engineering
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• 제35권11호
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• pp.2256-2268
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• 2018

Hydrophilic and hydrophobic polyethersulfone (PES)-zinc oxide (ZnO) sublayers were prepared by loading of ZnO nanoparticles into PES matrix. Both porosity and hydrophilicity of the hydrophilic sublayer were increased upon addition of hydrophilic ZnO, while these were decreased for the hydrophobic sublayer. In addition, the results demonstrated that the hydrophilic membrane exhibited smaller structural parameter (S value or S parameter or S), which is beneficial for improving pure water permeability and decreasing mass transfer resistance. In contrast, a higher S parameter was obtained for the hydrophobic membrane. With a 2 M NaCl as DS and DI water as FS, the pure water flux of hydrophilic TFN0.5 membrane was increased from $21.02L/m^2h$ to $30.06L/m^2h$ and decreased for hydrophobic TFN0.5 membrane to $14.98L/m^2h$, while the salt flux of hydrophilic membrane increased from $10.12g/m^2h$ to $17.31g/m^2h$ and decreased for hydrophobic TFN0.5 membrane to $3.12g/m^2h$. The increment in pure water permeability can be ascribed to reduction in S parameter, which resulted in reduced internal concentration polarization (ICP). The current study provides a feasible and low cost procedure to decrease the ICP in FO processes.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권6호
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• pp.669-676
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• 2007

낙동강 매리지역 원수에 대해 유기물 성상분석을 한 결과, 소수성 물질이 43%, 친수성 물질이 39%, 반친수성 물질이 18%를 차지하고 있는 것으로 나타났으며, 각각의 유기물질에 대한 분자량 크기 분포 특성을 살펴보면 소수성 > 반친수성 > 친수성 물질의 순으로 분자량 분포특성을 보였다. 막 공극 크기에 따른 영향을 살펴본 결과 막 공극 크기가 증가할수록 공극 내에서 공극 막힘현상과 공극 흡착현상이 막오염의 주된 메카니즘으로 작용하여 투과 flux 감소율이 크게 나타나는 것으로 조사되었다. 막의 재질에 따른 영향을 살펴본 결과 소수성 막의 경우 친수성 막에 비하여 소수성 상호반응(hydrophobic interaction)에 의하여 유기물에 의한 막 오염 현상이 발생하여 투과 flux 감소율이 더 크게 나타나고 초기 투과 flux 감소율도 빠르게 진행되었다. 원수에 대한 막의 재질과 막의 공극크기에 따른 막오염 메카니즘 분석결과 소수성 재질의 막에서 막표면 오염을 나타내는 Kc, 막의 공극흡착현상을 나타내는 Ks, 막의 공극 막힘현상을 나타내는 Ki 값이 상대적으로 크게 나타났다. 막의 공극 크기에 따른 막 오염 메카니즘 분석결과 막의 100 kDa 이상의 공극이 큰막의 경우에는 소수성 계열의 유기물이 막의 공극 내부에서 막 오염을 유발하였으며, 10 kDa 정도로 공극이 작은 막의 경우 소수성과 친수성 계열 유기물이 막 표면에서 막 오염을 유발하는 메카니즘이 주원인으로 작용하였다

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권5호
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• pp.500-505
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• 2007

본 연구에서는 막의 재질에 따른 막오염 특성과 물리 화학적 세척에 대한 영향을 살펴보았다. 막의 재질에 대한 막오염 특성을 조사하기 위하여 정적흡착실험과 일정 압력하에서 흡착실험을 병행하여 실험을 수행하였다. UF 막의 재질특성에 따른 정적흡착 실험값을 회귀분석한 결과, 소수성과 친수성 유기물질의 시간에 따른 흡착 특성은 소수성 재질의 막이 친수성 재질의 막보다 빠른 흡착특성을 보였다. 막의 재질에 따른 유기물 성상별 흡착실험 결과, 막의 재질에 상관없이 소수성 유기물질의 흡착율이 친수성 유기물질보다 더 빠른 흡착율을 보였다. 또한 막의 표면과 공극속에서 발생하는 유기물의 흡착 특성을 살펴보기 위하여 일정한 압력하에서 시간에 따른 흡착 특성을 살펴본 결과 정적흡착실험 결과와 유사하게 친수성 재질의 막보다 소수성 재질의 막에서 더 빠른 흡착율을 보이고 있다. 막에 재질에 따른 흡착실험 후 투과 flux 변화와 flux 회복율에 대한 실험결과, 친수성 재질의 막의 경우 소수성 재질의 막에 비하여 투과 flux 감소율은 낮게 나타났으며 물리 화학적 세척의 영향에서도 물리적인 세척후 효과적인 회복율을 나타내었으며 화학적인 세척의 영향은 거의 없었다. 친수성 재질의 막의 경우 막자체의 고유저항(Rm)이 크게 나타나고 있으며 소수성 재질의 막의 경우 케이크에 의한 저항과 물리 화학적 세척에도 회복되지 않는 비가역적 저항이 크게 나타나고 있다. 따라서 친수성 재질의 막의 경우 막표면 오염이 주가 되며 소수성 재질의 막의 경우 막표면 오염과 공극 오염이 동시에 발생함을 알 수 있었다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제1권2호
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• pp.103-120
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• 2010

Surface modification of microfiltration and ultrafiltration membranes has been widely used to improve the protein adsorption resistance and permeation properties of hydrophobic membranes. Several surface modification methods for converting conventional membranes into low-protein-binding membranes are reviewed. They are categorized as either physical modification or chemical modification of the membrane surface. Physical modification of the membrane surface can be achieved by coating it with hydrophilic polymers, hydrophilic-hydrophobic copolymers, surfactants or proteins. Another method of physical modification is plasma treatment with gases. A hydrophilic membrane surface can be also generated during phase-inverted micro-separation during membrane formation, by blending hydrophilic or hydrophilic-hydrophobic polymers with a hydrophobic base membrane polymer. The most widely used method of chemical modification is surface grafting of a hydrophilic polymer by UV polymerization because it is the easiest method; the membranes are dipped into monomers with and without photo-initiators, then irradiated with UV. Plasma-induced polymerization of hydrophilic monomers on the surface is another popular method, and surface chemical reactions have also been developed by several researchers. Several important examples of physical and chemical modifications of membrane surfaces for low-protein-binding are summarized in this article.

• Korean Membrane Journal
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• 제1권1호
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• pp.43-49
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• 1999

Separation of soluble oil was investigated during filtration of cutting oil emulsion using various commercial ultrafiltration membranes. The surface properties of membranes used were hydrophilic hydrophobic and modified surfaces by various surfactant pretreatments. Conditions varied include stirring speed transmeembrane pressure membrane type and surfactant type for pretreatment. The results give some indication of mechanisms occurring at the membrane surface. Surfactant pretreatments significantly improved water flux and UF flux of hydrophilic regenerated cellulose(up to 2.4x for YM100) and hydrophobic polysulfone (up to 2.2x for PTHK) membranes depending on surfactant type and operating conditions. The UF flux enhancement was attributed to membrane swelling and reduction of interfacial surface tension between oil droplets and membrane surface. unexpectedly the hydrophilic membranes revealed greater flux enhancement than the hydrophobic membranes. The results also showed a greater improvement in UF flux at lower operating pressure.

• Membrane and Water Treatment
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• 제10권4호
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• pp.251-257
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• 2019

Fabricating hydrophobic porous membrane is important for exploring the applications of membrane distillation (MD). In the present paper, poly(vinylidene fluoride) (PVDF) hollow fiber membrane was modified by coating polydimethylsiloxane (PDMS) on its surface. The effects of PDMS concentration, cross-linking temperature and cross-linking time on the performance of the composite membranes in a vacuum membrane distillation (VMD) process were investigated. It was found that the hydrophobicity and the VMD performance of the PVDF hollow fiber membrane were obviously improved by coating PDMS. The optimal PDMS concentration, cross-linking temperature and cross-linking time were 0.5 wt%, $80^{\circ}C$, and 9 hr, respectively.

• 멤브레인
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• 제22권5호
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• pp.326-331
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• 2012

수중 이 취미를 유발시키는 대표적인 미량오염물질인 2-methylisoborneal (MIB)과 geosmin(지오스민)의 배제율을 소수성 polyethersulfone (PES) 나노분리막(분획분자량 : 400 Da)을 적용하여 다양한 용액조성에서 관찰하였다. 실험결과 적용된 모든 조건에서 지오스민이 2-MIB보다 다소 높은 배제율을 나타내었다. 용액의 pH 효과를 관찰한 결과 pH가 증가할수록 2-MIB와 지오스민 양쪽 모두 배제율이 증가하는 경향을 나타내었다. 한편, 수중 자연유기물질의 존재는 두 미량유기물질의 배제율을 크게 증가시켰으며 이와 같은 현상은 높은 pH일수록 더욱 뚜렷하게 나타났다. 소수성 분리막을 친수성 $TiO_2$ 입자로 표면코팅 시킨 후 배제율을 관찰한 결과 분리막의 표면을 친수화한 후 소수성인 2-MIB와 지오스민의 배제율은 증가하는 경향을 나타내었다. 따라서 소수성 상호작용은 미량유기물질 나노여과 배제율의 중요한 기작 중 하나임을 확인할 수 있었다.

• 공업화학
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• 제9권7호
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• pp.1036-1042
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• 1998

소수성실관막을 이용하여 수용액 중의 Cr(VI)을 TDA로 추출하고, 이를 NaOH 수용액으로 회수하였다. 역추출공정에서의 물질전달속도는 추출공정에 비해 작았으며, 이러한 결과는 소수성막의 내부를 유기상이 흐르게 되면 추출과정에서는 무시할 수 있었던 막저항이 작용하기 때문이라 판단된다. 막수량을 달리한 4개의 막모듈(60, 100, 150, 300가닥)을 제작하였으며, 각 모듈에 대해 수용상 및 유기상의 유량이 물질전달속도에 미치는 영향에 대해서도 검토하였다. 이 실험으로부터 소수성막을 이용한 추출공정에서는, 막내부를 흐르는 수용상의 유량이 물질전달속도에 큰 영향을 주었으나 유기상 유량의 영향은 미약하다는 것을 알 수 있었다. 반면, 역추출공정에서의 물질전달속도는 수용상(회수액)유량에도 유기상(Cr-TDA 착화합물)의 유량에도 영향을 받지 않음을 알 수 있었다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제15권1호
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• pp.21-29
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• 2024

1H,1H,2H,2H-perfluorodecytriethoxysilane (C₁₆H₁₉F₁₇O₃Si) be successfully applied to the hydrophobic modification of Al₂O₃ tubular ceramic membrane. Taking the concentration of modification solution, modification time, and modification temperature as factors, orthogonal experiments were designed to study the hydrophobicity of the composite membranes. The experiments showed that the modification time had the greatest impact on the experimental results, followed by the modification temperature, and the modification solution concentration had the smallest impact. Concentration of the modified solution 0.012 mol·L^-1, modification temperature 30 ℃ and modification time 24 h were considered optimal hydrophobic modification conditions. And the pure water flux reached 274.80 kg·m^-2·h^-1 at 0.1MPa before hydrophobic modification, whereas the modified membrane completely blocked liquid water permeation at pressures less than 0.1MPa. Air gap membrane distillation experiments were conducted for NaCl (2wt%) solution, and the maximum flux reached 4.20 kg·m^-2·h^-1, while the retention rate remained above 99.8%. Given the scarcity of freshwater resources in coastal areas, the article proposed a system for seawater desalination using air conditioning waste heat, and conducted preliminary research on its freshwater production performance using Aspen Plus. Finally, the proposed system achieved a freshwater production capacity of 0.61 kg·m^-2·h^-1.