• 제목/요약/키워드: polyethersulfone membrane

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Structure and Properties of Cation Exchange Membrane made of Sulfonated Polyethersulfone

  • Nah, Sung-Soon;Lee, Sung-Min;Ryul, Min-Byung;Lee, Chang-So
    • 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).

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Sulfonated Polyethersulfone 의 합성과 특성

  • 김인철;전종영;탁태문
    • 한국막학회:학술대회논문집
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    • 한국막학회 1996년도 춘계 총회 및 학술발표회
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    • pp.40-41
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    • 1996
  • 기존에 membrane의 소재로 사용되어 왔던 Polyethersulfone은 막 제조 특성이 우수하고 여러 가지 환경에 대한 저항성이 뛰어나서 많이 이용되어 왔지만 소수성을 띠므로 농도분극과 fouling등 많은 문제점을 안고 있다. 이런 문제점을 극복하기 위하여 친수성의 도입, 물리적, 화학적 세척등 여러 가지 방법을 사용하고 있고 본 연구에서는 hydrophobic Polyethersulfone에 hydrophilic Sulfonate group(-SO$_3$H)을 도입하여 이와같은 문제를 극복하고자 했다. 본 연구에서 사용한 sulfonating agent로는 Chlorosulfonic acid (in CCl$_4$)를 사용하였다.

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Polyethersulfone과 ZnO 나노입자로 조성된 혼합기질막의 제조와 특성 평가 (Preparation and Characterization of Mixed Matrix Membrane Consisting of Polyethersulfone and ZnO Nanoparticles)

  • 이승훈;이민수;염경호
    • 멤브레인
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    • 제26권6호
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    • pp.463-469
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    • 2016
  • Polyethersulfone (PES) 고분자 상변환막의 성능을 향상시키기 위해 PES 고분자에 나노 크기의 ZnO 무기입자를 함침시킨 혼합기질막(mixed matrix membrane)을 제조하고 특성을 평가하였다. PES-ZnO 혼합기질막은 ZnO 나노입자를 PES 대비 최대 0.375 wt%의 낮은 비율로 첨가시킨 PES-ZnO-NMP(N-methyl-1-pyrrolidone)로 이루어진 캐스팅 용액을 사용하여 상변환법을 통해 제조하였다. 제조된 혼합기질 막의 물성과 특성은 막의 단면구조 관찰, 접촉각 측정, 인장강도 측정, 순수 투과량 측정 및 BSA 단백질 용액의 한외여과 실험을 통해 평가하였다. 이 결과 혼합기질 막은 PES 고분자 matrix에 함유된 ZnO 나노입자로 인해 막의 친수성이 증가하여 막오염 발생이 억제되어 투과량이 증가하였다. ZnO 나노입자는 혼합기질막의 제조에 있어 막오염의 발생 억제와 투과량 증가에 유용하게 사용될 수 있는 무기물 첨가제임을 알 수 있다.

2-MIB와 Geosmin의 Polyethersulfone 나노 분리막 배제율 거동 및 $TiO_2$ 적용 표면 친수화 효과 관찰 (Rejection Behavior of 2-MIB and Geosmin Using Polyethersulfone Nanofiltration Membrane and Surface Hydrophilicity Effect Using $TiO_2$ Particles)

  • 남도우;김무인;김정환
    • 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.

Development of blend membrane by sulfonated polyethersulfone for whey ultrafiltration

  • Esfandian, Fatemeh;Peyravi, Majid;Qoreyshi, Ali Asqar;Jahanshahi, Mohsen
    • Membrane and Water Treatment
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    • 제7권2호
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    • pp.155-173
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    • 2016
  • The present work has been focused on the development of polysulfone (PSf) ultrafiltration membrane via blending by sulfonated polyethersulfone (SPES) in order to permeability enhancement for ultrafiltration of cheese whey. In this regards, sulfonation of polyethersulfone was carried out and the degree of sulfonation was estimated. The effect of blend ratio on morphology, porosity, permeation and fouling of PSf / SPES membranes was investigated. Filtration experiments of whey were conducted for separation of macromolecules and proteins from the lactose enrichment phase. The morphology and performance of membranes were evaluated using different techniques such SEM, AFM, and contact angle measurements. The contact angle measurement showed that the hydrophilicity of membrane was increased by adding SPES. According to AFM images, PSf / SPES membranes exhibited lower roughness compared to neat PSf membrane. The water and whey flux of these membranes were higher than neat membrane. However, flux was decreased when the PSf / SPES blend ratio was 0/100. It can be attributed to pore size and morphology changes. Further, fouling parameters of PSf membrane were improved after blending. The blend membranes show a great potential to be used practically in proteins separation from cheese whey.

Polyethersulfone capillary membrane 모듐의 제조와 그 특성에 관한 연구

  • 김종엽;이광현;민병렬
    • 한국막학회:학술대회논문집
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    • 한국막학회 1994년도 춘계 총회 및 학술발표회
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    • pp.34-35
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    • 1994
  • Tube-in-orifice형태의 spinneret을 제작하여, polyethersulfone을 재질로 하는 capillary membrane을 건습식방사공정을 통해 제조하였다. 기공형성계는 PVP를, 용매는 NMP/DCM을, 내부응고제는 물과 NMP의 혼합물을, 외부응고제는 냉각수를 사용하였다. 내부응고제의 NMP농도에 따른 막의 형태와 microstructure를 연구하였다. 내부응고제가 약한 응고력을 가질 때 macrovoid가 없고, 내부의 활성층이 치밀한 막을 얻을 수 있었다. PES-NMP/DCM-PVP조성(25-44/11-20)의 용액으로, 40% NMP수용액을 내부응고제로 사용하여, 막을 제조하고 이를 모듈화하여, 한외여과실험을 한 결과, MWCO 8,000인 모듈이 얻어졌으며, 이 모듈의 Flux는 1기압에서 $1.44 \times 10^{-5}m/sec$이었다.

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Polyethersulfone의 heterogeneous sulfonation 을 통한 양이온교환막의 제조와 특성화 (Preparation of cation exchange membrane by heterogeneous sulfonation of polyethersulfone and characterization)

  • 오종열;나성순;김학경;민병렬
    • 한국막학회:학술대회논문집
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    • 한국막학회 1997년도 추계 총회 및 학술발표회
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    • pp.137-138
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    • 1997
  • 1. 서론 : 이온교환막이란 합성 폴리머의 이온교환수지를 막상으로 만든 것으로 고분자 매트릭스에 특정 전하가 고정되어 있어 이러한 성질 때문에 보통의 격막에서는 볼 수 없는 특징을 가지고 있으며 바닷물의 농축에 의한 소금의 제조, 탈염에 의한 공업용수 및 음료수의 제조, 도금공장의 폐수처리, 식품과 의약품공업, 고체 고분자 전해질에 근거한 수소생성 등에서 폭넓게 이용되고 있다. 본 연구에서는 상용막에 대체가능한 이온교환막을 제조하기 위하여 내열성, 내약품성, 내산성과 우수한 기계적성질 등을 가지고 있어 membrane 소재로 널리 사용되는 polyethersulfone(PES)를 술폰화시켜 sulfonated PES를 합성한 후 양이온 교환막을 제조하여 특성을 분석하였다.

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Sulfonated Polyethersulfone을 이용한 양이온교환막의 제조와 특성화 (Preparation and characterization of cation exchange membrane using Sulfonated Polyethersulfone)

  • 김학경;나성순;이성민;민병렬
    • 한국막학회:학술대회논문집
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    • 한국막학회 1998년도 추계 총회 및 학술발표회
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    • pp.118-119
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    • 1998
  • 이온교환막은 내부세공에 양이온이나 음이온이 막물질의 일부로서 고정된 구조를 가지고 있어 보통의 격막에서는 볼 수 없는 특징을 가지고 있으며 바닷물의 농축에 의한 소금의 제조, 탈염에 의한 공업용수 및 음료수의 제조, 도금공장의 폐수처리, 식품과 의\ulcorner품공자, 고체 고분자 전해질(solid polymer electrolyte)에 근거한 수소생성 등에서 폭넓게 응용되고 있다. 본 연구에서는 상용막에 대체가능한 이온교환막을 제조하기 위하여 내열성, 내약품성, 내산성과 우수한 기계적성질 등을 가지고 있어 membrane 소재로 널리 사용되는 polyethersulfone(PES)를 술혼화시켜 sulfonated PES를 합성한 후 양이온 교환막을 제조하여 특성을 분석하였다.

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Optimized Synthesis Conditions of Polyethersulfone Support Layer for Enhanced Water Flux for Thin Film Composite Membrane

  • Son, Moon;Choi, Hyeongyu;Liu, Lei;Park, Hosik;Choi, Heechul
    • Environmental Engineering Research
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    • 제19권4호
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    • pp.339-344
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    • 2014
  • Different types of polyethersulfone (PES) support layer for a thin film composite (TFC) membrane were synthesized under various synthesis conditions using the phase inversion method to study the combined effects of substrate, adhesive, and pore former. The permeability, selectivity, pore structure, and morphology of the prepared membranes were analyzed to evaluate the membrane performance. The combined use of substrate, adhesive, and pore former produced a thinner dense top layer, with more straight finger-like pores. The pure water permeation (PWP) of the optimized PES membrane was $27.42L/m^2hr$ (LMH), whereas that of bare PES membrane was 3.24 LMH. Moreover, membrane selectivity, represented as divalent ion ($CaSO_4$) rejection, was not sacrificed under the synthesis conditions, which produced the dramatically enhanced PWP. The high permeability and selectivity of the PES membrane produced under the optimized synthesis conditions suggest that it can be utilized as a potential support layer for TFC membranes.