• 멤브레인
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• 제27권2호
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• pp.109-120
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• 2017

양이온($Na^+$) 및 음이온($Cl^-$)이 각각의 CEM과 AEM을 통해 선택적으로 분리되어 담수로 이동할 때 발생되는 전위차와 산화/환원(redox couple)형 전해질을 포함하고 있는 전극에서 발생하는 전류를 이용하여 전기 에너지로 전환시키는 에너지변환장치이다. RED 시스템의 핵심소재 중 하나인 이온교환막은 높은 출력 밀도를 달성하기 위해 1) 낮은 팽윤거동, 2) 적절한 이온교환능, 3) 높은 이온전도도, 4) 높은 이온선택성을 만족시켜야 한다. 본 논문에서는 이를 만족시키는 소재 및 이온교환막의 연구동향 및 전망에 대해 설명하였다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제43권1호
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• pp.18-24
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• 2000

A one-dimensional transport of displacing monovalent ion, $A^+$, and a trivalent ion being displaced, $B^{3+}^ in a porous exchange system such as soil was approximated using the Crank-Nicolson implicit finite difference technique and the Thomas algorithm in tandem. The variations in the concentration profile were investigated by varying the ion-exchange equilibrium constant (k) of ion-exchange reactions, the influent concentrations, and the cation exchange capacity (CEC) of the exchanger, under constant flux condition of pore water and dispersion coefficient. A higher value of k resulted in a greater removal of the native ion, behind the sharper advancing front of displacing ion, while the magnitude of the penetration distance of $A^+$ was not great. As the CEC increased, the equivalent fraction of $B^{3+}^ initially in the soil was greater, thus indicating that a higher CEC adsorbed trivalent cations preferentially over monovalent ions. Mass balance error from simulation results was less than 1%, indicating this model accounted for instantaneous charge balance fairly well.

• 멤브레인
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• 제27권1호
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• pp.84-91
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• 2017

본 연구에서는 막 결합형 축전식 탈염공정에 적용하기 위하여 고분자 지지체 polyvinylidene fluoride (PVDF)에 상용화된 양이온 및 음이온교환수지를 배합하여 불균질 이온교환막을 제조하였다. PVDF와 이온교환수지의 배합비율을 1 : 1, 1.4 : 1, 2 : 1, 3 : 1로 달리하였으며 SEM, 함수율, 이온교환용량, 메탄올 투과도, 이온전도도를 측정하여 물리화학적 특성을 평가하였다. 특성평가 결과 모든 특성을 고려하였을 때 2 : 1의 배합비율이 가장 우수한 값을 나타내었다. 2 : 1의 배합비율로 제조한 불균질 양이온교환막의 함수율은 34%, 이온교환용량은 1.54 meq/g, 이온전도도는 0.019 S/cm, 메탄올 투과도는 $2.28{\times}10^{-7}{\sim}8.86{\times}10^{-7}cm^2/s$의 값을 나타내었으며 불균질 음이온교환막에서는 각 각 37%, 2.18 meq/g, 0.034 S/cm, $1.46{\times}10^{-7}{\sim}8.66{\times}10^{-7}cm^2/s$의 값을 나타내었다.

• Macromolecular Research
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• 제16권1호
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• pp.21-30
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• 2008

Based on the sheath-core bicomponent composite fibers with modified polystyrene (PS) and the modified polypropylene (PP), composite fibers obtained were further cross-linked and sulphonated with chlorosulphonic acid to produce strong acidic cation ion exchange fibers. The structures of the fibers obtained were characterized using Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy, differential scanning calorimetry (DSC) etc. The optimal technology of the fibers obtained is discussed. The static absorption capacity of the sheath-core bicomponent composite cation exchange fibers for $Zn^{2+}$, $Cu^{2+}$ was determined. The absorption kinetics and major factors affecting the absorption capacities of $Zn^{2+}$, $Cu^{2+}$ were studied, and its chemical stability and regenerating properties were probed. The results suggest that cation exchange fibers with better mechanical properties and higher exchange capability were obtained. Moreover, this type of ion exchange fiber has good absorption properties and working stability to various metal ions. Hence, they have higher practicability.

• 한국환경과학회지
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• 제7권1호
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• pp.89-95
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• 1998

Ion exchange performance to remove nitrate in water was studied using commercially available strong base anion exchange resin of Cl- type in the batch and continuous column reactors. The performance was tested using the effluent concentration histories for continuous column or equilibrium conquilibrium between resin and solution. Anion exchange resin used in this study was more effective than activated carbon or zeolite for nitrate removal. With large resin amount or low initial concentration, nitrate removal characteristics for a typical gel-type resin was Increased. On considering the relation between the breakthrough capacity and nitrate concentration of the influent, the use of anion exchange resin were suitable for the hi선or order water treatment. The nitrate removal of above 90% could be possible until the effluent of above 650 BV was passed to the column. Thus, the commercially available strong base anion exchange resin of $Cl^-$ type used in thins study could be effectively used as economic material for treatment of the groundwater. The breakthrough curves showed the sequence of resin selectivity as $SO_4^{2-}$ > $NO_3$ > $NO^{2-}$ > $HCO_3^-$. The results of this study could be scaled up and used as a design tool for the water purification system of the real groundwater and surface water treatment processes.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제7권4호
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• pp.727-732
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• 2006

본 연구에서는 전해질 성분 및 농도, 이온교환 수지 조성비율을 통해 이온교환 수지탑의 성능을 평가하고, 이온교환 수지에 의한 입자성 물질 제거의 능력과 입자성 물질이 이온교환 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 이온교환 수지탑 배열 순서에 따라 파과(돌파)시점이 연장되며, 파과(돌파)순서는 음이온의 경우 $Cl^{-}, 양이온의 경우 $Na^{+} 순 이였으며, 전해질의 농도가 증가할수록 파과시간이 단축되었다. 이온교환 수지의 조성비 변화에서는 양음이온교환 수지 조성비가 1:2의 경우 1:1및 1:3의 경우보다 파과(돌파)시간이 연장되었으며 동일한 전해질 농도에서 입자 농도가 증가하면 20% 미만으로 파과(돌파)시간이 단축되었다. 양이온 교환수지 비율이 높으면 양이온의 파과(돌파)시점이 늦어져 이온교환 수지탑의 수명이 연장되고, 입자성 물질은 전해질 농도와 무관하게 이온교환 수지의 세공을 막아 이온교환 용량을 감소시켜 파과(돌파)시간을 단축시키는 것으로 조사되었다.

• 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.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제22권5호
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• pp.503-506
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• 2001

Separation of lithium isotopes was investigated by chemical ion exchange with a hydrous manganese(IV) oxide ion exchanger using an elution chromatography. The capacity of manganese(IV) oxide ion exchanger was 0.5 meq/g. One molar CH3COO Na solution was used as an eluent. The heavier isotope of lithium was enriched in the solution phase, while the lighter isotope was enriched in the ion exchanger phase. The separation factor was calculated according to the method of Glueckauf from the elution curve and isotopic assays. The single stage separation factor of lithium isotope pair fractionation was 1.021.

• 멤브레인
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• 제13권3호
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• pp.191-199
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• 2003

본 연구는 직접메탄을 연료전지(Direct Methanol Fuel Cell, DMFC)용 전해질 막으로 이용되는 양이온교환막의 개발에 관한 것이다. 투과증발공정에서 메탄을 Barrier로 잘 알려져 있는 Poly(vinyl alcohol)을 Base polymer로 사용하고 양이온 교환기가 포함되어 있는 Poly(acrylic acid)를 가교제로 사용하여 가교제의 함량변화에 따른 메탄을 투과도(Methanol permeability), 이온전도도(Ion conductivity), 이온교환용량(Ion exchange capacity), 함수율(Water content), 고정이온농도(Fixed ion concentration)를 통해 막 특성을 측정하였다. 메탄올 투과도와 이온전도도는 가교제인 PAA함량이 증가함에 따라 감소하다가 15%이상에서는 증가하는 경향을 보였다. 이것은 가교제의 함량증가로 인한 가교의 영향과 가교제에 포함되어 있는 친수성기의 도입으로 이와 같은 결과가 나타난다고 예상된다. 실험결과를 통해 DMFC에 적용가능성이 있는 막은 $25^{\circ}C,\; 50^{\circ}C$에서의 메탄을 투과도가 $6.49{\times}10^{-8}/cm^2/s,\; 2.85{\times}10^{-7}/cm^2/s$, $25^{\circ}C,\; 50^{\circ}C$에서의 이온전도도가 $2.66{\times}10^{-3}\;S/cm,\; 9.16{\times}10^{-3}\;S/cm,$ 이온교환용량이 1.32 meq/g membrane, 함수율이 0.25 g $H_2O$/g membrane, 고정이온농도가 5.25 meq/g $H_2O$인 PVA/PAA-$160^{\circ}C$ 15% 막으로 예측된다.

• 한국잠사곤충학회지
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• 제48권1호
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• pp.1-5
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• 2006

본 연구에서는 뛰어난 물리, 화학적 특성을 가진 CPA에 CSA를 이용하여 $-SO_3H$ group이 도입된 SCPA를 제조하였다. SCPA의 제조과정에서 반응계의 온도가 $10^{\circ}C$ 이상, CSA의 농도가 0.05mol 이상에서는 정상적인 반응이 진행되지 않았다. SCPA의 이온교환 용량에 따라 Tg가 소폭 증가하는 경향을 나타내었다. 치환 반응중 분자간 가교결합이나 주쇄의 분해가 일어났음을 GPC를 통하여 간접적으로 확인 할 수 있었으나, 이들 부 반응에 의한 열적 및 기계적 특성 변화는 거의 없었다.