• 대한환경공학회지
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• 제28권6호
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• pp.640-647
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• 2006

도금공장에서 발생하는 폐수에는 니켈 등 중금속이 고농도로 함유되어 있어 그 처리가 매우 어려운 편이며, 최근에는 공해물질의 발생을 사전에 예방하는 공정을 도입하거나, 발생된 폐수 및 폐기물을 적절히 처리하여 재활용하는 청정기술이 도입되는 추세이다. 본 연구에서는 니켈 도금 공정에서 발생되는 폐수를 대상으로 이온교환과 전기투석 공정을 이용하여 니켈의 회수가능성 및 효율을 평가하였다. 이온교환수지 5 종을 이용한 이온교환 실험결과 S 1467(gel-type 강산성 양이온 교환수지)의 교환용량이 가장 높았으며 재생실험결과 4 N HCl을 재생재로 사용한 경우에서 재생율 및 재생농도가 가장 높았다. 전류밀도, 전극액 농도, 농축액 및 전극액 유량을 변화시켜가며 운전한 전기투석 실험결과 최적의 운전조건은 전류밀도 $250A/m^2$, 전극액 농도 2 N $H_2SO_4$, 전극액 및 농축액 유량 30 mL/min였다. 이온교환수지 500 mL를 사용한 이온교환 scale-up 실험결과 S 1467 수지의 교환용량은 1.88 eq/L resin, 재생율은 93.7% 이었고 cell pair 수를 2개로 증가시킨 전기투석의 scale-up 실험결과, 농축 및 희석효율은 증가하였으나, 전류효율은 일정하였다.

• 폴리머
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• 제30권6호
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• pp.525-531
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• 2006

본 연구에서는 PONF에 스티렌을 방사선 조사에 의하여 그래프팅한 후, 설폰화시킨 이온교환섬유를 제조하였다. 또한 핫멜트 점착방식으로 이들과 비드 수지를 결합시켜 복합 이온교환섬유를 제조하고 이들의 중금속 흡착특성을 확인하였다. 설폰화 PONF-g-스티렌 이온교환섬유의 이온교환용량과 함수율은 비드나 단일 이온교환 섬유에 비해 모두 증가하였으며, 이온교환용량과 함수율은 각각 최대 4.76 meq/g, 23.5%로 높게 나타났다. 또한 복합 이온교환섬유의 $Hg^{2+}$ 흡착파과 시간은 130분으로 비드와 섬유상 이온교환체보다 매우 늦게 나타났다. $Hg^{2+}$의 흡착파과 시간은 pH가 증가함에 따라 파과가 빠르게 진행되었으며, 농도가 증가함에 따라 초기 흡착파과는 10분 전후에서 일어났다. 복합 이온교환섬유의 혼합용액($Hg^{2+}\;Pb^{2+},Cd^{2+}$)에서의 흡착은 초기 20분 이내에 급격한 흡착 반응이 진행되었으며, $Hg^{2+}$이 가장 빠른 흡착파과가 일어났다. 또한 온도 변화에 따른 복합 이온교환섬유의 중금속 흡착은 $Hg^{2+}$이 가장 빠른 흡착이 이루어졌다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1999년도 The 7th Summer Workshop of the Membrane Society of Korea
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• pp.115-115
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• 1999

In this work a new process was developed for the sulfonation of the chemicallly stable engineering polymer polyethersulfone as membrane materials for electrodialysis or a flow battery applications. Commercially available polyethersulfone polymer was partially sulfonated using a CSA sulfonating agent in a dichloromethane solvent, which sulfonated polyethersulfone with various sulfonation levels have been prepared. Sulfonated polyethersulfone (SPES) membranes with different ion capacities were prepared for the purpose of identifying cation exchange membrane properties, in an attempt to find a low cost replacement for Nafion, which most of the perfluorinated membranes, known to exhibit a prolonged service life, are expensive and difficult to process. The following features were determined: the degree of sulfonation, water uptake, thermal analysis, and electrochemical properties such as ion exchange capacities, resistivity, selectivity of ion permeation. The surface of the cation exchange membranes, decomposed with the H202-treatment, were observed by using scanning electron microscope. The area resistivities of SPES mebranes in 5N-NaOH decreased from $2,150{\;}{\Omega}-cm2$ to less than $15{\Omega}-cm2$ as the ion exchange capacity (IEC) increased from 0.62 to 1.73 millieequivlants per dry gram(meq/dg).eq/dg).

• 폴리머
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• 제35권6호
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• pp.586-592
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• 2011

본 연구에서는 전바나듐 레독스-흐름 전지용 음이온교환막의 제조를 위하여 vinylbenzyl chloride-co-styreneco-hydroxyethyl acrylate(VBC-co-St-co-HEA) 공중합체를 합성하였으며, 아민화 및 가교 반응을 통하여 음이온교환막을 제조하였다. 구조확인을 위하여 FTIR, $^1H$ NMR, TGA, GPC 분석을 하였으며, 음이온교환막의 함수율, 이온교환용량, 전기저항, 이온전도도 및 전바나듐 레독스-흐름 전지의 효율을 측정하였다. 음이온교환막의 이온교환용량, 전기저항, 이온전도도는 각각 1.17 meq/g, $1.9{\Omega}{\cdot}cm^2$, 0.009 S/cm이었으며, 전바나듐 레독스-흐름 전지 효율 실험 결과 충 방전효율, 전압효율 및 에너지효율은 각각 99.5, 72.6, 72.1%이었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제29권5호
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• pp.458-465
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• 2018

This study reports the fabrication of anion exchange membranes (AEMs) containing two kinds of functional groups: i) trimethylphosphite (TMP) and ii) trimethylamine (TMA). We carried out the synthesis of polymers to enhance thermal stability and ion conductivity. The alternative polymer was prepared using 2,2-bis(4-hydroxy-3-methylphenyl)propane and decafluorobiphenyl. The membrane was fabricated by solution casting method. The thermal stability of membranes was examined by TGA. The physiochemical properties of membranes were also investigated in terms of water uptake, swelling ratio, ion exchange capacity, and ion conductivity. The hydroxide ion conductivity of the membranes reached about 20.2 mS/cm for quaternary ammonium poly(arylene ether) (QA-PAE) containing TMA moiety and 5.1 mS/cm for quaternary phosphonium PAE (QP-PAE) containing TMP moiety at $90^{\circ}C$.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제22권2호
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• pp.184-190
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• 2011

The membrane properties (membrane resistance and ion exchange capacity) of the five types of commercial anion exchange membrane, i.e. IOMAC, AHT, APS, AHA, AFN, were evaluated for the application in the alkaline electrolysis. The membrane resistance decreased in the order; in 1M KOH: AHT>IOMAC>AHA>AFN>APS; in 1M NaOH: AHT>IOMAC>AHA>APS>AFN. The ion exchange capacity decreased in the order: AFN>APS>AHT>AHA>IOMAC. The membrane life was determined from the change of membrane resistance in 1M KOH and NaOH with an increase of soaking time in 20 wt% KOH and 30 wt% NaOH solution. AHA membrane had a good membrane life in 20 wt% NaOH with its unchanged membrane resistance. And, AFN and AHA membrane had a good membrane life in 30 wt% NaOH with its unchanged membrane resistance.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제44권4호
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• pp.340-344
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• 2006

폴리스티렌을 acetyl sulfate 시약을 사용하여 술폰화시킨 후 다공성 양이온교환 막으로 제조하였다. 제조된 막의 특성을 분석한 결과 다공성의 형태를 가졌음을 확인할 수 있었고, IR 분석결과 술폰산기의 도입을 확인할 수 있었다. 전체적으로 반응물 중 황산의 양이 증가할수록 이온교환능력이 증가하는 경향을 확인할 수 있었고, 전기투석 공정에 적용가능성을 판단한 결과 양이온에 대한 선택성과 음이온에 대한 배제성을 간접적으로 확인할 수 있었다.

• 대한화학회지
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• 제25권5호
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• pp.300-305
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• 1981

콩깻묵과 들깻묵을 각각 인산화 및 술폰화하여 이온교환체를 만들었다. 이렇게 만든 40-60 매쉬의 이온교환체를 사용하여 여러농도의 염산과 알코올 혼합용매에서 이온교환용량, 몇가지 금속 이온에 대한 흡착능 및 분포계수를 알아보았다. 깻묵 이온교환체의 이온교환용량은 4 meq/g 이상이었으며, 깻묵 이온교환체에 대한 금속이온은 일반적으로 pH가 증가함에 따라 증가하였다. 특히 술폰화된 콩깻묵 이온교환체에서는 Co(II)가 높은 흡착을 나타내었다. 또한 분포계수는 여러 금속에 있어서 알코올 용매분자의 탄소수가 증가하거나 히드록시기의 수가 증가함에 따라 감소한다. 이는 알킬기의 입체이성 현상이나, 리간드의 인력이 크게 작용했기 때문인 것으로 보인다. 만들어진 콩깻묵 이온교환체는 시판되는 이온교환체와 거의 비슷한 이온교환능을 가지고 있음을 알 수 있었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제20권3호
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• pp.205-210
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• 1983

The determination of charge density and charge distribution in montmorillonite are discussed. The method is based on cation exchange of the inorganic interlayer cations against decylammonium ion and molecular intercalation of n-alcanol. The results obtained from Yougil-bentonite show that charge density of 0.37 per unit formula and cation exchange capacity of 102.5 meq/100g.

• 공업화학
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• 제5권3호
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• pp.406-412
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• 1994

Water glass로부터 ${\delta}-Na_2Si_2O_5$를 합성하여, 이의 칼슘과 마그네슘의 이온교환성, 이온교환에 대한 열역학적 특성치를 조사하였다. Water glass로부터 합성한 ${\delta}-Na_2Si_2O_5$의 최적 합성온도가 $725^{\circ}C$ 근처임을 알았다. 이온교환반응에 있어서 마그네슘 이온교환능이 칼슘 이온교환능보다 우수하였고, 마그네슘의 이온교환능은 온도에 민감하지 않은 반면에, 칼슘의 이온교환능은 온도에 민감하여 온도증가에 따라 이온교환능의 증가폭이 큼을 알 수 있었다. 초기 수용액 pH 변화에 따른 칼슘과 마그네슘의 이온교환능은 초기 수용액 pH가 2~6 사이에서 약간 감소하였으나, 6 이상에서는 ${\delta}-Na_2Si_2O_5$의 알카리 완충효과 때문에 각각 일정하게 나타났다. 이온교환 Gibbs 자유에너지는 이온교환 선택성의 역순으로 칼습 이온 교환반응이 마그네슘 이온교환반응보다 높게 나타났으며, 엔탈피와 엔트로피값도 칼슘 이온교환반응이 마그네슘 이온교환 반응보다 높게 나타났다.