• 제목/요약/키워드: membrane chemistry

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콜로이드 용액의 막여과에서 자연대류 불안정 흐름의 막오염 저감 효과 해석: 막힘여과 모델의 적용 (Analysis of Membrane Fouling Reduction by Natural Convection Instability Flow in Membrane Filtration of Colloidal Solution: Application of Blocking Filtration Model)

  • 김예지;염경호
    • 멤브레인
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    • 제29권6호
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    • pp.329-338
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    • 2019
  • 알루미나 콜로이드 용액의 막여과에서 막모듈의 중력에 대한 경사각 변화로 유발된 자연대류 불안정 흐름(natural convection instability flow, NCIF)의 콜로이드 물질의 막오염 제어 효과를 정압(constant-pressure) 막여과 시 플럭스 증가와 정투과량(constant-flux) 막여과 시 막차압 감소 정도로 측정하고, 플럭스 결과를 막힘여과 모델로 해석하였다. 막모듈의 경사각이 0°에서 180°로 커지면 NCIF 유발이 증가하여 막오염 제어 효과가 커져 2시간의 막여과에서 플럭스는 최대 2.8배까지 증가하고, 막차압은 최대 85%까지 감소하였다. 막힘여과 모델을 적용하여 NCIF의 유발에 따른 플럭스 결과를 해석하여 운전 시간 15분 이내에서는 중간막힘모델 그 이후에는 케이크여과모델로 평가하는 것이 타당하였다. 막모듈 경사각 180°에서 유발된 NCIF는 15분 이내의 운전 초기에는 중간막힘 오염을 52% 감소시키고, 그 이후의 운전 시간에서는 케이크층 오염을 93% 감소시켰다. 따라서 막모듈에 유발된 NCIF의 주된 막오염 제어기작은 막표면에의 입자상 콜로이드 물질의 케이크층 형성을 억제시키는 것으로 평가하였다.

공정압 변화에 따른 중공사막의 투과플럭스 특성 (Characteristic of the Permeation Flux of Hollow Fiber Membranes by Process Pressures Change)

  • 이용택;김남수;신동호
    • 멤브레인
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    • 제17권4호
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    • pp.318-328
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    • 2007
  • 본 연구에서는 호소수의 정수처리공정 중 폴리술폰계 중공사막을 이용한 침지형(흡인압)과 외압형을 동시에 적용한 분리막 공정으로 압력 및 공경에 따른 투과플럭스의 변화에 관한 성능을 평가하고자 하였다. 침지형(흡인압) 공정의 압력에 따른 최대 투과 플럭스는 공경이 $0.3{\mu}m$에서 평균 282 LMH, $0.05{\mu}m$에서는 234 LMH를 나타내었으며 외압형(외압) 공정의 압력에 따른 최대 투과 플럭스는 공경이 $0.3{\mu}m$에서 평균 443 LMH, $0.05{\mu}m$에서는 522 LMH를 나타내었다. 또한, 흡인압과 외압을 동시에 적용한 공정의 압력에 따른 최대 투과 플럭스는 공경이 $0.3{\mu}m$에서 평균 674 LMH $0.05{\mu}m$에서는 648 LMH를 나타내었다. 따라서, 호소수를 이용한 정수처리공정에서 분리막으로 흡인압과 외압을 동시에 이용할 경우 단위 면적당 생산수를 최대로 할 수 있을 것으로 사료된다.

콜로이드 용액의 한외여과에서 자연대류 불안정 흐름의 막성능 개선 효과 (Improvement of Membrane Performance by Natural Convection Instability Flow in Ultrafiltration of Colloidal Solutions)

  • 조윤주;염경호
    • 멤브레인
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    • 제21권1호
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    • pp.84-90
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    • 2011
  • 실리카 콜로이드 용액의 한외여과에서 중력 방향에 대한 막모듈의 위치(경사각) 변화에 따라 발생되는 자연대류 불안정 흐름이 막오염 형성 감소에 미치는 효과를 규명하였다. 막표면에 케이크 층을 형성함으로써 막투과 플럭스의 감소를 발생시키는 실리카 입자(평균 크기 = 7, 12, 22, 50 및 78 nm)가 함유된 5가지 종류의 콜로이드 용액을 사용하여 중력 방향에 대한 막모듈의 위치(경사각 = $0{\sim}180^{\circ}$)에 따른 막투과 플럭스 변화를 교반이 없는 회분식(dead-end) 한외여과 실험을 통해 측정하였다. 자연대류 불안정 흐름 발생이 막성능에 미치는 효과는 플럭스 향상도($E_i$)로서 평가하였다. 상대적으로 크기가 작은 실리카 입자(7, 12 및 22 nm)가 함유된 콜로이드 용액의 한외여과에서는 막모듈의 경사각이 커짐에 따라 자연 대류 불안정 흐름 발생의 강도가 증가하였으며, 동일한 경사각에서 실리카 입자의 크기가 작을수록 자연대류 불안정 흐름의 발생 정도가 더 크게 나타났다. 자연대류 불안정 흐름의 발생은 막표면에 형성된 실리카 케이크층의 벌크 용액으로의 역이동(back transport)을 유발시킴으로써 플럭스 향상의 막성능 개선 효과를 나타내었다. 그러나 상대적으로 크기가 큰 실리카 입자(50 및 78 nm)가 함유된 콜로이드 용액의 한외여과에서는 자연대류 불안정 흐름 발생이 나타나지 않았다. 이 결과로부터 실리카 입자의 크기가 자연대류 불안정 흐름의 발생 강도에 영향을 미치고 있음을 알 수 있었다.

𝛽-사이클로덱스트린을 함침시킨 PVDF 혼합기질 비대칭막의 제조와 내오염성 평가 (Preparation and Anti-fouling Properties of PVDF Mixed Matrix Asymmetric Membranes Impregnated with 𝛽-cyclodextrin)

  • 신성주;이종성;이정길;염경호
    • 멤브레인
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    • 제31권6호
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    • pp.434-442
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    • 2021
  • Poly(vinylidene fluoride) (PVDF) 막은 내구성 및 열적·화학적 안정성 등의 물성은 우수하나 소수성이 커서 수투과도가 낮고 단백질 및 유기물에 의한 막오염이 쉽게 발생한다. 본 연구에서는 PVDF 막의 내오염성을 개선시키고자 바이오 기능성 물질인 𝛽-cyclodextrin (𝛽-CD)을 PVDF 막 구조 내에 분산 함침시킨 PVDF/𝛽-CD 혼합기질 비대칭막을 상변환법을 통해 제조하고, 𝛽-CD 함침량에 따른 순수 투과 유속(PWF) 측정과 BSA 용액을 대상으로 한 막여과 실험을 수행하여 내오염성 특성을 평가하였다. 이 결과 PVDF 고분자 매질 내에 𝛽-CD를 함침시키면 막의 친수성을 증가시켜 접촉각을 감소시키고 이로 인해 내오염성을 향상시킬 수 있었다. 𝛽-CD 함침량이 2 wt%인 도프용액을 사용하여 제조된 PVDF/𝛽-CD 혼합기질 비대칭막의 PWF는 64 L/m2·h, BSA 배제도는 95%를 나타내었으며, 𝛽-CD를 첨가하지 않고 제조된 pristine PVDF 막에 비해 투과 유속 향상성이 최대 80%에 달해 𝛽-CD를 첨가시킴으로서 PVDF 막의 내오염성을 증가시킬 수 있었다.

Membrane-Less Biofuel Cell

  • 김혁한
    • 한국전기화학회:학술대회논문집
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    • 한국전기화학회 2004년도 춘계총회 및 학술발표회
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    • pp.28-28
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    • 2004
  • PDF

갈바니식 산소센서의 특성에 관한 연구 (Study on Characterization of Galvanic Oxygen Sensor)

  • 조동회;박면용;이병조;정구춘;박종만;이경재;정성숙;박선영;이광우
    • 분석과학
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    • 제7권3호
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    • pp.371-378
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    • 1994
  • 이 갈바니식 산소센서의 산소농도 측정범위는 0.0~20.0%이었다. 산소환원 전극으로 금 또는 은을 이용하여 산소농도 변화에 따른 재현성 있는 응답시간 및 감도를 얻었다. 산화전극으로는 Pb-Sn-Ca 합금을 이용하였다. 산소 선택 투과막은 소수성이며 다공성 물질인 테플론을 이용하여 두께 변화에 따른 온도($10{\sim}50^{\circ}C$) 및 습도(R. H 0~99%)에 미치는 영향을 연구하였다. 전해질은 아세트산납 완충 용액을 이용하여 출력전압을 증가시켰으며, 센서의 수명을 길게 하였다.

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Identification of Three Competitive Inhibitors for Membrane­Associated, $Mg^{2+}-Dependent$ and Neutral 60 kDa Sphingomyelinase Activity

  • Kim Seok Kyun;Jung Sang Mi;Ahn Kyong Hoon;Jeon Hyung Jun;Lee Dong Hun;Jung Kwang Mook;Jung Sung Yun;Kim Dae Kyong
    • Archives of Pharmacal Research
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    • 제28권8호
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    • pp.923-929
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    • 2005
  • Methanol extracts of domestic plants of Korea were evaluated as a potential inhibitor of neutral pH optimum and membrane-associated 60 kDa sphingomyelinase (N-SMase) activity. In this study, we partially purified N-SMase from bovine brain membranes using ammonium sulfate. It was purified approximately 163-fold by the sequential use of DE52, Butyl-Toyopearl, DEAE-Cellulose, and Phenyl-5PW column chromatographies. The purified N-SMase activity was assayed in the presence of the plant extracts of three hundreds species. Based on the in vitro assay, three plant extracts significantly inhibited the N-SMase activity in a time- and concentration-dependent manner. To further examine the inhibitory pattern, a Dixon plot was constructed for each of the plant extracts. The extracts of Abies nephrolepis, Acer tegmentosum, and Ginkgo biloba revealed a competitive inhibition with the inhibition constant (Ki) of $11.9 {\mu}g/mL,\;9.4{\mu}g/mL,\;and\;12.9{\mu}g/mL$, respectively. These extracts also inhibited in a dose-dependent manner the production of ceramide induced by serum deprivation in human neuroblastoma cell line SH-SY5Y.

Novel Tm(III) Membrane Sensor Based on 2,2'-Dianiline Disulfide and Its Application for the Fluoride Monitoring of Mouth Wash Preparations

  • Ganjali, Mohammad Reza;Norouzi, Parviz;Tamaddon, Atefeh;Husain, Syed Waqif
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제27권9호
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    • pp.1418-1422
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    • 2006
  • In this work the construction of a novel poly(vinyl chloride) membrane sensor based on 2,2'-dianiline disulfide (DADS) as a neutral carrier, o-nitrophenyloctyl ether (NPOE) as a plasticizer and sodium tetraphenyl borate (NaTPB) as an anionic site with unique selectivity towards Tm(III) ions is reported. The electrode has a linear dynamic range between $1.0\;{\times}\;10^{-6}$ and $1.0\;{\times}\;10^{-2}$ M, with a nice Nernstian slope of 19.5 ${\pm}$ 0.3 mV per decade and a detection limit of $4.0\;{\times}\;10^{-7}$ M at the pH range of 4.8-8.5. It has a very fast response time (<15 s) in the whole concentration range, and can be used for at least 4 weeks without any considerable divergence in the electrode potentials. The proposed sensor revealed comparatively good selectivity with respect to most common metal ions, and especially lanthanide ions. It was used as an indicator electrode in the potentiometric titration of Tm(III) ions with EDTA and in direct determination of concentration of Tm(III) ions in binary mixtures. It was also applied in determination of fluoride ions in mouth wash preparations.

포스파젠 고분자를 이용한 이온교환 분리막 제조에 관한 연구 (A Study on the Preparation of Ion-Exchange Membranes with Polyphosphazenes)

  • 권석기;이병철
    • 공업화학
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    • 제9권3호
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    • pp.435-439
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    • 1998
  • 페녹시기와 트라이풀루오르에톡시기가 함께 치환된 포스파젠 고분자를 기초로 한 새로운 형태의 이온교환 분리막 재질을 제조하였다. 합성된 고분자의 구조를 핵자기 공명 분석기, 적외선 흡광 분석기, 원소 분석기와 겔침투 분석기를 통해 확인하였다. 기본 포스파젠 분리막은 친수성과 이온 투과성을 높이기 위해 술폰화시켰다. $[NP(OC_6H_4SO_3H)_{1.58}(OCH_2CF_3)_{0.42}]_n$으로부터 얻은 분리막을 상용 분리막과 비교한 결과 매우 뛰어난 이온운반율, 면적 저항 및 이온교환용량을 나타내었다.

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Optimization of Expression, Purification, and NMR Measurement for Structural Studies of Syndecan-4 Transmembrane Region

  • Park, Tae-Joon;Lee, Min-Hye;Choi, Sung-Sub;Kim, Yong-Ae
    • 한국자기공명학회논문지
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    • 제15권1호
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    • pp.25-39
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    • 2011
  • Syndecan-4 is a transmembrane heparan sulfate proteoglycan, which is a coreceptor with integrins in cell adhesion. To get better understand the mechanism and function of Syndecan-4, it is critical to elucidate the three-dimensional structure of a single transmembrane spanning region of them. Unfortunately, it is hard to prepare the peptide because syndecan-4 is membrane-bound protein that transverse the lipid bilayer of the cell membrane. Generally, the preparation of transmembrane peptide sample is seriously difficult and time-consuming. In fact, high yield production of transmembrane peptides has been limited by experimental adversities of insufficient yields and low solubility of peptide. Here, we demonstrate experimental processes and results to optimize expression, purification, and NMR measurement condition of Syndecan-4 transmembrane peptide.